PHẦN III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.5. Khả năng phục hồi của chất lượng môi trường nước trong vùng Cửa Bé
Đánh giá khả năng phục hồi tức là khả năng tái sử dụng hàm lượng các muối dinh dưỡng N, P sẵn có trong thủy vực trong quá trình quang hợp của thực vật nổi.
Quá trình này thực hiện bằng cách đánh tỉ lệ lượng tiêu hao muối dinh dưỡng N, P để tổng hợp chất hữu cơ trong một ngày với hàm lượng các muối dinh dưỡng N, P hiện có và muối dinh dưỡng do quá trình bài tiết của động vật nổi, thực vật nổi và vi sinh vật. Trong quá trình tính toán này, giả sử rằng quá trình quang hợp là hai quá trình trái ngược nhau và nếu 1 mol muối dinh dưỡng N hay P được sử dụng trong quang hợp để giải phóng ra bao nhiêu mol oxy, thì khi hô hấp thì lượng oxy này sẽ bằng lượng oxy để đốt cháy chất hữu cơ và tạo ra 1 mol muối dinh dưỡng N hoặc P.
NSSH của thực vật nổi trong một ngày tính toán theo I(t), PBmax(Bảng 3.5) và α (Bảng 3.6) theo công thức (5) (6). Trong đó, cường độ ánh sáng tại các tháng thực nghiệm như sau:
- Cường độ ánh sáng mặt trời vào tháng 3: 51,75 E/m2/ ngày.
- Cường độ ánh sáng mặt trời vào tháng 4: 54,5 E/m2/ ngày.
- Cường độ ánh sáng mặt trời vào tháng 5: 52 E/m2/ ngày.
Trong quá trình quang hợp, ngoài sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời, CO2, H2O thực vật nổi còn sử dụng NO3, NH4, PO4-3. Theo phương trình (2) và (3), tùy thuộc vào loại muối dinh dưỡng Nitơ nào cũng như thành phần loài thực vật nổi có trong thủy vực, mà quá trình quang hợp của thực vật nổi chỉ sử dụng một trong hai loại muối dinh dưỡng NO3 hoặc NH4, hay sử dụng đồng thời cả hai loại NO3 và
NH4. Do đó, thì hệ số chuyển hóa trong quang hợp và hô hấp trong một ngày sẽ được xác lập như sau:
Với quá trình quang hợp sử dụng NO3 –
thì tỉ lệ O2: N = 8,625; O2: P = 138.
Với quá trình quang hợp sử dụng NH4
+ thì tỉ lệ O2: N = 6,625 ; O2: P = 106.
% phục hồi N = Nsd / (Nsd + DIN + Ntt).
% phục hồi P = Psd / (Psd + DIP + Ptt).
Ghi chú : Nsd, Psd : hàm lượng N, P sử dụng để quang hợp trong 1 ngày; Ntt, Ptt : Hàm lượng N, P tạo thành do hô hấp và bài tiết của sinh vật nổi và vi sinh vật.
Kết quả quá trình tính toán khả năng phục hồi của thủy vực (Bảng 3.9 và Phụ lục bảng 1, 2) cho thấy: Khả năng phục hồi của thủy vực dao động trong khoảng từ 20 – 79 %. Tức là việc tạo ra NSSH trong một ngày có thể làm giảm đi 20 – 79%
tổng hàm lượng N, P có trong thủy vực, từ đó giúp cải thiện chất lượng môi trường nước. Khả năng phục hồi của thủy vực lúc triều thấp dao động 33 – 79 %, trong khi đó vào thời điểm triều cao, giá trị này dao động 20 – 66 %.
Bảng 3.9 : Đánh giá khả năng phục hồi ở Cửa Bé.
Thông số Đợt thí nghiệm
Triều thấp 1 3 5 7 9 11
% N1 41% 33% 42% 76% 53% 33%
% N2 47% 38% 48% 79% 57% 38%
%P1 58% 40% 60% 48% 39% 47%
% P2 63% 46% 66% 54% 44% 52%
% N 44% 35% 45% 77% 55% 36%
% P 61% 43% 63% 51% 42% 49%
Triều cao 2 4 6 8 10 12
% N1 34% 62% 60% 52% 43% 20%
% N2 38% 66% 62% 55% 49% 24%
%P1 23% 30% 39% 46% 40% 46%
% P2 27% 35% 44% 50% 45% 51%
% N 36% 64% 61% 53% 46% 22%
% P 25% 33% 41% 48% 37% 44%
+ Ghi chú: % N1, % P1: tỉ lệ % phục hồi N, P khi quá trình quang hợp sử dụng NO3 ; % N2, % P2 : tỉ lệ % phục hồi N, P khi quá trình quang hợp sử dụng NH4;% N, % P: tỉ lệ % phục hồi N,P khi quá trình quang hợp sử dụng cả NO3 và NH4.
Trường hợp quá trình quang hợp chỉ sử dụng NO3 hoặc NH4 :
Khả năng phục hồi của thủy vực biến động mạnh theo thời gian và theo chu kì triều: khả năng phục hồi N dao động 20 – 79 % và P dao động 23 – 66 %. Tuy nhiên khoảng dao động khả năng phục hồi ở thời điểm triều thấp thường lớn hơn so với triều cao. Giả sử quá trình quang hợp chỉ sử dụng muối dinh dưỡng N là NO3
hoặc NH4 thì trong cùng một thời điểm trường hợp cụ thể, quá trình quang hợp sử dụng NH4 như thành phần đầu vào thì thủy vực tự hồi phục lớn hơn trường hợp quá trình quang hợp sử dụng NO3.
Trường hợp quá trình quang hợp sử dụng đồng thời NO3 và NH4 : Giả sử NO3 và NH4 được sử dụng đồng đều trong quang hợp cũng như lượng bài tiết là như nhau. Khả năng tự phục hồi chất lượng môi trường nước thông qua quá trình hấp thụ N của thực vật nổi để quang hợp trong 1 ngày được thể hiện qua hình 3.10. Khả năng phục hồi từ quá trình hấp thụ N của thực vật nổi có sự biến động mạnh theo thời gian và chu kì triều. Nhìn chung, khả năng phục hồi đối với N của thực vật nổi ở triều cao tăng trong thời gian đầu và đạt đỉnh vào đợt ngày 27/3, sau đó giảm từ từ theo thời gian. Trong khi đó, lúc triều thấp, khả năng này giảm chậm trong đợt thí nghiệm thứ 2 (ngày 27/3) , rồi tăng nhanh và đạt đỉnh vào đợt thu mẫu ngày 24/4. Mặt khác, đợt ngày 13/3, khả năng phục hồi đối với N của thực vật nổi triều thấp cao hơn triều cao. Tuy nhiên, các đợt thu mẫu ngày 27/ 3 và ngày 10/4 cho thấy khả năng phục hồi đối với N của thực vật nổi triều cao lớn hơn triều thấp. Từ cuối tháng 4, khả năng phục hồi đối với N của thực vật nổi lại quay về quy luật như đợt đầu.
Hình 3.10: Khả năng phục hồi chất lượng nước ở Cửa Bé thông qua khả năng hấp thụ N trong môi trường nước của thực vật nổi để tạo ra NSSH trong 1 ngày.
Khả năng phục hồi chất lượng môi trường nước thông qua quá trình hấp thụ P trong môi trường nước do quang hợp của thực vật nổi (hình 3.1) cho thấy khả năng phục hồi đối với P của thực vật nổi ở triều thấp lớn hơn triều cao. Khả năng phục hồi cao nhất lúc triều thấp ngày 10/4 là 63 % và thấp nhất lúc triều cao ngày 13/3 là 25%. Biến động mạnh giá trị phục hồi đối với P triều thấp trong giai đoạn đầu.
Hình 3.11: Khả năng phục hồi chất lượng nước ở Cửa Bé thông qua khả năng hấp thụ P trong môi trường nước của thực vật nổi để tạo ra NSSH trong 1 ngày.