NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ CỦA MỘT SỐ VI TẢO TẠI HỒ SỒNG ĐẦM

NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ CỦA MỘT SỐ VI TẢO TẠI HỒ SỒNG ĐẦM, XÃ TAM THĂNG, THÀNH PHỐ TAM KỲ

1. Tính cấp thiết của đề tài

Vi tảo (Microalgae) là những thực vật bậc thấp, có khả năng tự dưỡng, phân bố nhiều ở các thủy vực như cửa sông, ao, hồ,… Trong tự nhiên và đời sống con người, vi tảo có vai trò quan trọng, là mắt xích đầu tiên trong chuỗi thức ăn của các hệ sinh thái nước. Mặt khác, vi tảo còn góp phần trong việc cải tạo môi trường (đất và nước), làm sinh vật chỉ thị cho độ ô nhiễm của môi trường nước. Bên cạnh đó, vi tảo còn chứa các chất có giá trị dinh dưỡng được con người sử dụng làm thức ăn, chế biến mỹ phẩm và chữa bệnh. Ngoài ra, một số vi tảo có thể sản xuất nhiên liệu sinh học nhờ khả năng tạo sinh khối lớn, nhanh và nguồn lipid thu nhận từ vi tảo khá phù hợp để điều chế nhiên liệu sinh học thay thế cho nguồn nhiên liệu hóa thạch đang có nguy cơ thiếu hụt trong tương lai [10], [19], [22].

Bên cạnh đó, sự nở hoa của nước và khả năng sinh độc tố của nhiều loài vi tảo trong các thủy vực có thể làm mất cảnh quan môi trường, tạo nên mùi khó chịu, là nguy cơ tiềm tàng ảnh hưởng đến sức khỏe con người và vật nuôi, và có thể cản trở nhiều quá trình sản xuất trong các thủy vực. [20], [26].

Hồ Sông Đầm – Tam Kỳ là một vùng đầm nước rộng được hình thành từ rất lâu, khu vực này không chỉ là nơi cư trú của một số loài chim mà còn cung cấp nguồn lợi thủy sản phong phú cho nhân dân trong vùng [49]. Ngày nay, hồ Sông Đầm được ví là “lá phổi xanh” của thành phố, là địa điểm có nhiều tiềm năng khai thác và phát triển du lịch sinh thái của thành phố Tam Kỳ [49]. Tuy nhiên, trong giai đoạn hiện nay, với sự gia tăng hàm lượng các chất hữu cơ do quá trình phân hủy xác động thực vật và các hoạt động sản xuất của người dân, tạo điều kiện thuận lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của vi tảo làm cho chất lượng nước ở hồ sông Đầm có nguy cơ suy giảm, ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp cũng như suy giảm đa dạng sinh học.

Cho đến nay, chưa có công trình nào nghiên cứu về các loài vi tảo ở hồ Sông Đầm – Tam Kỳ, xuất phát từ thực tiễn trên, việc tiến hành đề tài “Nghiên cứu sự phân bố của một số vi tảo tại hồ sông Đầm – xã Tam Thăng-thành phố Tam Kỳ” là vấn đề cần thiết và cấp bách, từ đó làm cơ sở để phục vụ cho công tác bảo vệ đa dạng sinh học. Đồng thời bổ sung dữ liệu khoa học cho hệ thực vật thủy sinh bậc thấp của dự án “ Điều tra xây dựng cơ sở dữ liệu đa dạng sinh học tỉnh Quảng Nam” nằm trong “kế hoạch hành động Đa dạng sinh học tỉnh Quảng Nam năm 2015 và định hướng đến năm 2020”.

2. Mục tiêu nghiên cứu

Trên cơ sở nghiên cứu về điều kiện môi trường, thành phần loài và đặc điểm phân bố của một số loài vi tảo nhằm bổ sung dữ liệu khoa học cho hệ thực vật thủy sinh bậc thấp cho dự án “ Điều tra xây dựng cơ sở dữ liệu đa dạng sinh học tỉnh Quảng Nam” nằm trong “kế hoạch hành động Đa dạng sinh học tỉnh Quảng Nam năm 2015 và định hướng đến năm 2020”.

3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

3.1. Ý nghĩa khoa học

Bổ sung dữ liệu khoa học cho hệ thực vật thủy sinh bậc thấp cho dự án “ Điều tra xây dựng cơ sở dữ liệu đa dạng sinh học tỉnh Quảng Nam” nằm trong “kế hoạch hành động Đa dạng sinh học tỉnh Quảng Nam năm 2015 và định hướng đến năm 2020”.

3.2. Ý nghĩa thực tiễn

Cung cấp cơ sở khoa học cho việc đề xuất các dự báo và giải pháp khả thi hạn chế sự phát triển của một số loài tảo có khả năng sinh độc tố góp phần làm trong sạch môi trường nước ở khu vực này.

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. CÁC HỆ THỐNG PHÂN LOẠI TẢO

1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ CỦA VI TẢO TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM

1.2.1. Tình hình nghiên cứu sự phân bố của vi tảo trên thế giới

Lindau G. (1914) có thể được xem là người đầu tiên nghiên cứu về tảo với cuốn “Tảo học”, sau đó đến năm 1936, công trình này đã được Melchior H. sửa chữa, bổ sung và mô tả chi tiết 467 loài tảo lục [10], [19].

Từ năm 1941 – 1968, các tác giả hầu hết tập trung nghiên cứu thực vật nổi theo xu hướng xác định thành phần các loài vi tảo tại các lưu vực sông, như công trình nghiên cứu của E. A. Shtina (1941) ở sông Kama đã phát hiện được 420 loài thực vật nổi.

A. E. Komarenko (1968) nghiên cứu lưu vực sông Iana ở Iacutxco đã phát hiện được 211 loài và dưới loài trong đó tảo silic gặp 146 loài, tảo lục – 36 loài, tảo lam – 23 loài, còn lại thuộc về tảo vàng ánh, tảo vàng lục, tảo mắt, và tảo đỏ (loại đơn bào) [10], [19], [25].

Đến năm 1978, một số tác giả nghiên cứu bắt đầu tập trung chuyên sâu về một ngành tảo như Foged N. nghiên cứu về Tảo silic ở 25 con sông thuộc phía đông Australia đã phát hiện 75 loài [30].

Dựa trên các công trình nghiên cứu của các tác giả, Muzapharov A.M. (1981), đã xác định 5 vùng phân bố chủ yếu của vi tảo, đó là: vùng Bắc cực, vùng ôn đới, vùng nhiệt đới, vùng châu Úc, vùng Nam cực.

Về sau, các công trình nghiên cứu về tảo của các tác giả vẫn đi theo hướng phân chia theo khu vực sinh thái như: tảo nước ngọt, tảo biển, tảo đất,… Chẳng hạn như, J.P.Desay (1993) nghiên cứu về sinh thái học của thực vật nổi ở sông Moselle đã xác định được 239 loài tảo[19]; Carpenter K. D và Waite I. R, đã xác định được 420 loài tảo thuộc hai ngành chủ yếu là Bacillariophyta, Chlorophyta khi nghiên cứu mối quan hệ của tảo với môi trường sống ở lưu vực sông Willamette (Oregon) [28].

1.2.2. Tình hình nghiên cứu sự phân bố của vi tảo ở Việt Nam

Ở Việt Nam, tảo được nghiên cứu từ năm 1926 bởi Rose. Tuy nhiên, ông mới chỉ liệt kê sơ sài về động vật, thực vật nổi ở vịnh Nha Trang, trong đó đã phát hiện 20 loài tảo silic [1], [10], [19]. Đến những năm 1960, tảo ở Việt Nam mới được chú ý.

Công trình nghiên cứu của Hoàng Quốc Trương về tảo silic và tảo hai roi (1962- 1963) được xem là tài liệu định loại đầu tiên với 154 loài Ttảo silic ở vịnh Nha Trang [1], [24].

Từ năm 1966 về sau, các công trình nghiên cứu về tảo được mở rộng ở cả khu vực nước ngọt, lẫn vùng ven biển, các thủy vực nội địa.

Gần đây, các tác giả có xu hướng nghiên cứu về những lợi ích của một số vi tảo đến tự nhiên và đời sống con người như khả năng tổng hợp lipid của tảo để sản xuất biodiesel hay một số tác giả tập trung nghiên cứu một số loài vi tảo gây độc làm ô nhiễm một số thủy vực như công trình nghiên cứu của Đỗ Thị Bích Lộc, Dương Thị Thủy, Nguyễn Lê Ái Vĩnh [14], [15], [20], [26].

1.3. MỘT SỐ THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC.

Các thông số đánh giá chất lượng nước là: độ pH, màu sắc, độ đục, hàm lượng chất rắn, các chất lơ lửng, kim loại nặng, oxi hòa tan và đặc biệt là 2 chỉ số COD và BOD, … [3], [18]. Ngoài các chỉ số về hóa học trên, cần phải chú ý đến các chỉ tiêu sinh học: vi tảo, E.coli….

1.4. ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG ĐẾN SỰ SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA TẢO

1.4.1. Ánh sáng

1.4.2. Nhiệt độ

1.4.3. Độ mặn

1.4.4. pH

1.5. VAI TRÒ CỦA VI TẢO TRONG TỰ NHIÊN VÀ TRONG ĐỜI SỐNG CON NGƯỜI

1.5.1. Mặt có lợi

Vi tảo có khả năng quang hợp, hút CO2, thải O2 vào nước làm tăng lượng oxi trong nước. Trong các thủy vực nước ngọt vi tảo cung cấp ôxy và là nguồn thức ăn cho tôm cá, côn trùng và các động vật vật thủy sinh khác.

Đa số các loài vi tảo sống ở nước (ngọt và mặn), do vậy một số vi tảo sống trôi nổi ở trên mặt nước làm thành phần chủ yếu và nơi trú ngụ cho bọn sinh vật phù du.

Vi tảo có khả năng tự làm sạch môi trường do chúng có khả năng hấp thu khoáng chất trong nước cung cấp oxi cho sinh vật hiếm khí hoạt động.

Tảo có vai trò rất quan trọng trong đời sống của con người, nhiều loài tảo được sử dụng làm thức ăn, được các nhà nông tận dụng trong ao hồ làm nâng cao độ màu mỡ cho đất trồng.

Vi tảo được sử dụng không chỉ để nâng cao mức sản xuất của các vực nước, tăng độ màu mỡ cho đất, mà còn để thu hoạch các sản phẩm phục vụ cho nhu cầu dinh dưỡng và y học. Ngày nay, nhiều loài vi tảo có giá trị được con người khai thác và nuôi trồng công nghiệp để tạo ra những nguồn thức ăn cho ngành nuôi tôm hay thuốc bổ trợ giàu protein, vitamin và vi khoáng dùng cho người. Một số vi tảo được dùng để sản xuất carotenoid, astaxanthin, các acid béo không bão hòa,… Ngoài ra, trong tương lai các loại nhiên liệu hóa thạch, nhiên liệu sinh học hiện nay như ethanol, methane, biodiesel có thể sẽ được thay thế bằng dầu vi tảo.

1.5.2. Mặt có hại

Trong quá trình sinh trưởng của vi tảo, do những thay đổi đột ngột hoặc mang tính chu kì của các yếu tố môi trường như cường độ ánh sáng, nhiệt độ, dinh dưỡng,… làm cho một hoặc một vài loài vi tảo phát triển mạnh mẽ, đạt mật độ cao, lấn át các loài khác gây đổi màu nước và chúng thường xuất hiện thành đám nổi trên mặt nước gọi là hiện tượng “nở hoa của nước”. Một số vi tảo tiết ra độc tố (Cyanotoxin) làm suy yếu và gây chết cho các sinh vật đã bắt mồi và ăn chúng. Một số tảo ở ruộng lúa như tảo vòng (Chara), tảo xoắn (Spirogira) cũng gây hại cho lúa vì chúng sử dụng oxi khoáng chất trong ruộng và sợi tảo có thể gắn chặt gốc cây làm cho lúa khó đẻ nhánh.

1.6. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÙNG NGHIÊN CỨU

CHƯƠNG 2

ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHẠM VI VÀ

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

– Vi tảo, vi khuẩn lam trong nước tại hồ sông Đầm – xã Tam Thăng, thành phố Tam Kỳ, tỉnh Quảng Nam.

– Các chỉ tiêu chất lượng nước (nhiệt độ, độ trong, pH, DO, NH₄⁺ …) của hồ sông Đầm – xã Tam Thăng, thành phố Tam Kỳ, tỉnh Quảng Nam.

2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

– Nghiên cứu các yếu tố thủy lý, thủy hóa ở hồ sông Đầm.

– Nghiên cứu thành phần loài của một số vi tảo tại hồ sông Đầm.

– Đặc điểm phân bố của một số vi tảo tại hồ sông Đầm.

– Nghiên cứu mối tương quan giữa các ngành vi tảo với một số yếu tố thủy lí, thủy hóa của môi trường ở hồ sông Đầm.

– Xác định các loài vi tảo có khả năng gây độc tại hồ sông Đầm đồng thời đề xuất các dự báo và giải pháp khả thi hạn chế sự phát triển của một số loài vi tảo góp phần làm trong sạch môi trường nước.

2.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU

2.3.1. Địa điểm nghiên cứu

a. Địa điểm thu mẫu ngoài thực địa

Tại hồ sông Đầm, xã Tam Thăng, thành phố Tam Kỳ, tỉnh Quảng Nam. Trong mỗi đợt thu mẫu chúng tôi tiến hành thu mẫu tại 10 điểm kí hiệu từ M1 – M10.

Bảng 2.1. Các vị trí thu mẫu tại hồ sông Đầm

b. Địa điểm nghiên cứu trong phòng thí nghiệm

Phòng thí nghiệm Vi sinh- Hóa sinh- Sinh lý thực vật của khoa Sinh môi trường, Trường Đại học sư phạm – ĐHĐN.

Phòng thí nghiệm Môi trường – khoa Môi trường – trường Đại học Duy Tân.

2.3.2. Thời gian nghiên cứu

Thời gian thu thập số liệu, xử lý và viết luận văn được tiến hành từ tháng 9 năm 2014 đến tháng 10 năm 2016.

2.3.3. Phạm vi nghiên cứu

Do thời gian có hạn nên chúng tôi chỉ tiến hành nghiên cứu trong phạm vi như sau:

– Mùa mưa: Đợt 1: 09/2015; Đợt 2: 12/2015.

– Mùa khô: Đợt 3: 03/2016; Đợt 4: 05/2016.

2.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.4.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

2.4.2. Phương pháp điều tra thực địa

Một số thiết bị được dùng trong khi khảo sát: GPS, máy ảnh.

2.4.3. Phương pháp thu mẫu và xử lý mẫu ngoài thực địa

a. Thu mẫu nước

Mẫu nước dùng để phân tích một số chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa được thu vào chai nhựa PE 1,5 lít rồi cho vào 2ml chloroform/1 lít nước mẫu, bảo quản ở 40C và phân tích tại phòng thí nghiệm Vi Sinh Vật , trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng. Mẫu xác định oxy hòa tan (DO) được cố định ngay tại hiện trường theo phương pháp Winkler. Các chỉ tiêu nhiệt độ, độ trong, pH, độ mặn được đo tại hiện trường.

b. Thu mẫu tảo

Mẫu tảo được thu bằng lưới vớt thực vật phù du No25, vợt qua vợt lại trên tầng mặt nhiều lần hoặc đặt miệng lưới cách mặt nước15-20cm rồi kéo lưới theo hình số tám hay ziczăc (nếu độ sâu ao nhỏ hơn 1,5m), kéo lưới khoảng 30 lượt rồi nhấc lưới lên, mở khóa ống đáy đổ mẫu vào lọ(can) đựng mẫu để thu mẫu định tính. Lấy 10 lít nước lọc qua lưới nêu trên để lấy 50ml làm mẫu định lượng, sau đó cố định mẫu (cồn 96 %). Đánh dấu mẫu (bằng nhãn – etiket), rồi lắc đều mẫu và bảo quản nơi thoáng mát.

Kết quả thu được 10 mẫu định tính và 10 mẫu định lượng trong mỗi đợt lấy mẫu.

2.4.4. Phương pháp phân tích một số chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa

Dựa theo tài liệu của Lê Văn Khoa và cộng sự để phân tích các chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa [12]. Cụ thể như sau:

– Nhiệt độ: đo bằng nhiệt kế ở độ sâu 15-20cm.

– Độ trong: đo bằng đĩa Secchi.

– PH: đo bằng máy đo pH.

– Xác định hàm lượng oxy hòa tan (Dissolved Oxygen – DO): theo phương pháp Winkler.

– Xác định nhu cầu oxi hóa hóa học (Chemical Oxigen Demand – COD): theo phương pháp Kalipenmanganat.

– Xác định hàm lượng NH4+ bằng phương pháp so màu với thuốc thử Nessler ở bước sóng bằng 440 nm.

– Xác định hàm lượng PO4 3-: Theo phương pháp Deniges – Atkint so màu với amonmolipdat ở bước sóng 630 nm.

2.4.5. Phương pháp phân tích mẫu tảo

a. Phương pháp xác định thành phần loài

Mẫu tảo được quan sát dưới kính hiển vi ở độ phóng đại 400 – 600 lần đo kích thước, vẽ hình, chụp ảnh. Riêng mẫu tảo silic được đốt trên bếp điện 4h – 6h và cố định bằng baume Canada để làm tiêu bản.

Các tài liệu chính được sử dụng để định danh các loài vi tảo: ngành Vi khuẩn lam (Cyanophyta) được định loại dựa theo tài liệu của Komárek và Anagnostidi và Komárek và Anagnostidis [32], [33]. Ngành Tảo lục (Chlorophyta) được định loại dựa theo tài liệu của Prescott GW, Philipose M. T, Dương Đức Tiến và Võ Hành, Wehr J. D. và Sheath R. G [38], [37], [22], [47]. Ngành Tảo mắt được định loại dựa theo tài liệu của: Prescott GW, Wehr J.D.,SheathR.G., [38], [44] và có sự kiểm tra giám định của cá chuyên gia về tảo học tại trường Đại học Khoa học tự nhiên Đại học Quốc gia Hà Nội và Đại học Vinh.

b. Phương pháp định lượng vi tảo

Xác định mức độ gặp các loài tảo thuộc các ngành theo quy ước: Mỗi mẫu tảo ở mỗi điểm thu mẫu được quan sát trên 15 tiêu bản, nếu mỗi loài tảo xuất hiện trên mỗi tiêu bản trên chiếm: Từ 70 – 100%: gặp nhiều (+++); từ 40 – 70%: thường gặp (++); dưới 40%: gặp ít (+).

Số lượng tế bào vi tảo được xác định trên buồng đếm Neubauer. Đếm số tế bào vi tảo thuộc các ngành nghiên cứu trên 5 ô lớn của buồng đếm (4 ô ở 4 góc, 1 ô ở giữa, mỗi ô lớn gồm 16 ô nhỏ).

Trong mỗi ô lớn đếm tất cả các tế bào ở cả cạnh trên và cạnh trái. Diện tích mỗi ô nhỏ : 1/400 (mm2), chiều cao mỗi ô nhỏ tính tới mặt lamel : 1/10 (mm). Khi thu mẫu, lấy 10 lít nước hồ, lọc qua lưới vớt thực vật nổi No 25 còn lại 50 ml như vậy đã cô đặc 200 lần. Nên tế bào tảo trong 1 lít nước hồ là: X = m/4 x 106 (tế bào/lít)

Trong đó: m là số tế bào tảo trung bình đếm được trong 5 ô vuông lớn của buồng đếm.

X là số tế bào tảo trong 1 lít nước hồ.

c. Phương pháp thống kê và xử lí số liệu

– Sử dụng chương trình Microsoft Excel, phần mềm SPSS để xử lí các số liệu, tính toán và biểu diễn kết quả thực nghiệm.

CHƯƠNG 3

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN

3.1. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ THỦY LÝ, THỦY HÓA Ở HỒ SÔNG ĐẦM, XÃ TAM THĂNG, THÀNH PHỐ TAM KỲ

3.1.1. Độ pH

Kết quả phân tích cho thấy, giá trị pH có sự chênh lệch nhau giữa các tháng. Sự chênh lệch trên có thể do thời điểm thu mẫu rơi vào các tháng thuộc 2 mùa khác nhau. Đợt thu mẫu thứ 2 được tiến hành vào tháng 12 dương lịch, đây là thời điểm lạnh trong năm, kèm theo mưa liên tục, nhiệt độ giảm cùng với cường độ chiếu sáng thấp khiến cho tảo và các thực vật thủy sinh khác phát triển kém, lượng CO2 bị hấp thụ ít đi làm môi trường thiên về axit yếu. Mùa khô có pH cao hơn một phần có thể do vào thời điểm này cường độ chiếu sáng mạnh, nhiệt độ cao khiến vi tảo phát triển mạnh, lượng CO2 hấp thụ nhiều từ môi trường nước làm pH nước tăng lên.

Nhìn chung, hàm lượng pH của nước hồ sông Đầm nằm trong giới hạn cho phép (6 – 8,5), phù hợp với QCVN 08-MT:2015/BTNMT [3].

3.1.2. Nhiệt độ

Kết quả phân tích cho thấy, nhiệt độ nước cao nhất đo được vào tháng 5, điều này hoàn toàn hợp lí đúng với thực tế vì thời gian thu mẫu trùng vào đợt nắng nóng của mùa khô, nhiệt độ không khí cao. Nhiệt độ nước thấp nhất vào tháng 12 với 25⁰C, khoảng thời gian này đang ở mùa mưa nên nhiệt độ không khí giảm kéo theo sự giảm nhiệt của tầng nước mặt. Như vậy nhiệt độ nước hồ có liên quan chặt chẽ tới các mùa và thay đổi tỉ lệ thuận với nhiệt độ không khí.

Nhiệt độ đo được tại các vị trí thu mẫu không thay đổi nhiều, nhưng vẫn có sự thay đổi theo thời gian thu mẫu trong ngày, nhiệt độ nước trong ngày trung bình các tháng tăng dần từ sáng tới chiều và cao nhất từ khoảng 12:00 – 15:00 giờ sau đó giảm dần.

3.1.3. Độ đục

Kết quả phân tích độ đục cho thấy, tháng 12 độ đục cao nhất 47NTU do mùa này là mùa mưa, nước từ các vùng bồi và cánh đồng xung quanh chảy xuống hồ cùng với sự xáo trộn do sóng gió cũng là nguyên nhân làm tăng độ đục. Tháng 5 độ đục trong hồ cũng khá cao có thể do mực nước hồ thấp vì nắng nóng, gió to gây sóng lớn làm xáo trộn nước hồ mạnh. Mặt khác, cường độ chiếu sáng trong ngày cao nên vi tảo ở vùng nước mặt vẫn phát triển nhanh cũng là một nguyên nhân làm tăng độ đục. Vào tháng 9 và tháng 3 độ đục thấp hơn có thể do nước lặng, tảo bắt đầu phát triển nhưng vẫn ít hơn so với tháng 12 và tháng 5.

Độ đục giữa các điểm thu mẫu cũng thay đổi liên tục, một phần do địa hình của lòng hồ, có những khu vực rất sâu nhưng có những điểm rất nông nên bị chị phối bởi các yếu tố như sóng gió, nền đáy… Điểm M6 và Điểm M8 là những điểm có mực nước nông, nền đáy chủ yếu là đất cát nên độ đục tăng. Các điểm còn lại nằm trong khu vực nước sâu nên độ đục giảm.

3.1.4. Hàm lượng ô xy hòa tan (Dissolved oxygen: DO)

Kết quả phân tích cho thấy, hàm lượng oxy hòa tan giữa các tháng chênh lệch không nhiều, nồng độ oxy hòa tan cao nhất là tháng 3 với 9 (mg/l), lý do của điều này có thể do đợt thu mẫu là vào mùa xuân, nhiệt độ nước không cao nên khả năng giữ oxy tốt, nắng chiếu với cường độ vừa phải đủ để các loài vi tảo sống trong tầng mặt quang hợp tốt và cung cấp nguồn oxy hòa tan bổ sung vào trong nước. Hàm lượng oxy hòa tan trong tháng 12 thấp nhất nguyên nhân là do thời gian này khá lạnh, cường độ chiếu sáng thấp làm giảm quá trình quang hợp của thực vật nổi kéo theo sự giảm sút lượng oxy hòa tan trong nước. Tháng 9 và tháng 5 tuy là những tháng có sự phát triển mạnh của vi tảo song do nhiệt độ nước cao nên khả năng giữ oxy kém hơn so với nhiệt độ nước mùa xuân vì thế lượng oxy hòa tan thấp hơn tháng 3.

Nhìn chung, hàm lượng DO của hồ sông Đầm phù hợp với QCVN 08-MT:2015/BTNMT quy định về chất lượng nước mặt và cũng thuận lợi cho vi tảo trong hồ chứa phát triển (DO ≥ 6 mg/l) [3], [18].

3.1.5. Nhu cầu ô xy hóa hóa học (Chemical oxygen demand: COD)

Kết quả ở phân tích cho thấy, nhu cầu oxy hóa học của từng tháng là: tháng 9: 6,75 (mg/l), tháng 12: 6,03 (mg/l), tháng 3: 6,59 (mg/l), tháng 5: 9,31 (mg/l). Như vậy, COD đạt cao nhất ở tháng 5, COD ở tháng 9, tháng 12 và tháng 3 thấp hơn. Điều này có thể do tháng 5 có nhiệt độ cao thời tiết thuận lợi cho vi tảo phát triển làm tăng sinh khối tảo trong nước, là nguyên nhân làm tăng hàm lượng COD; tháng 9 và tháng12 có số lượng vi tảo trong nước không cao, đặc biệt là tháng 12 là thời gian vi tảo kém phát triển nhất trong năm cho nên hàm lượng COD thấp hơn.

Nhìn chung, hàm lượng COD đo được theo thời gian thu mẫu của hồ không cao, so sánh với QCVN 08-MT:2015/BTNMT cho thấy hàm lượng này trong giới hạn COD :10 mg/l (mg/l) [3].

3.1.6. Hàm lượng muối amoni (NH4+ ) – (mg/l)

Kết quả phân tích cho thấy, hàm lượng amoni trung bình phân tích được trong các đợt thu mẫu cho thấy nồng độ muối amoni trong nước hồ sông Đầm không cao, sự chênh lệch giữa các tháng không nhiều.

Theo đề tài, hàm lượng amoni của nước hồ sông Đầm thấp có thể nguồn nước tiếp nhận chủ yếu do mưa và chảy tràn từ các vùng bồi xung quanh hồ. Sự thay đổi nồng độ NH4+ tuy nhỏ nhưng vẫn chênh lệch trong các vị trí thu mẫu. So sánh với QCVN10: 2015/BTNMT chúng tôi nhận thấy, hàm lượng muối amoni nằm trong giới hạn của QCVN10 [3].

Như vậy, qua các tháng thu mẫu và phân tích, kết quả cho thấy các chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa ở hồ sông Đầm đều nằm trong giới hạn A1 theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT quy định về chất lượng nước mặt, phù hợp với mục đích sử dụng bảo tồn động thực vật thủy sinh và các mục đích khác [3].

3.2. THÀNH PHẦN LOÀI VI TẢO TẠI HỒ SÔNG ĐẦM, XÃ TAM THĂNG, THÀNH PHỐ TAM KỲ

3.2.1. Danh mục thành phần loài vi tảo trong thủy vực nghiên cứu.

Kết quả nghiên cứu tại hồ sông Đầm đã xác định được 52 loài vi tảo, vi khuẩn lam thuộc 34 chi, 27 họ, 16 bộ của 4 ngành là ngành Tảo silic (Bacillariophyta), ngành Tảo lục (Chlorophyta), ngành Vi khuẩn lam (Cyanobacteria) và ngành Tảo mắt (Euglenozoa). Trong thành phần loài vi tảo ở hồ sông Đầm, xuất hiện nhiều loài chỉ thị cho thủy vực nhiễm bẩn hữu cơ thuộc các ngành Tảo lục, Vi khuẩn lam, Tảo mắt với các chi như Microcystis thuộc ngành Vi khuẩn lam , Scenedesmus thuộc ngành Tảo lục, Euglena thuộc ngành Tảo mắt,…

3.2.2. Đánh giá mức độ đa dạng của các taxon.

Để đánh giá độ đa dạng các loài vi tảo trong hồ sông Đầm, đề tài đã tiến hành phân tích taxon ở các bậc ngành, bậc chi có số lượng loài nhiều nhất, kết quả được trình bày ở hình 3.7.

Hình 3.7. Đa dạng các bậc taxon của vi tảo thuộc 4 ngành ở hồ Sông Đầm

Kết quả ở hình 3.7 cho thấy, ngành Tảo lục (Chlorophyta) có số lượng loài nhiều nhất với 27 loài chiếm 51.9 % tổng số loài, ngành Vi khuẩn lam (Cyanobacteria) với 14 loài chiếm 26.9 %, ngành Tảo silic (Bacillariophyta) với 9 loài chiếm 17.3 %. Thấp nhất là ngành Tảo mắt (Euglenophyta) có 2 loài chiếm 3.8 %. Kết quả phản ánh đúng những loài phân bố rộng, ưu thế ở các vùng nhiệt đới thuộc ngành Vi khuẩn lam (Cyanobacteria) và ngành Tảo lục (Cholorophyta). Mặt khác, sự xuất hiện của nhóm Tảo mắt (Euglenophyta) trong khu vực cho thấy hồ sông Đầm đã có biểu hiện nhiễm bẩn hữu cơ.

* Thống kê các chi có số lượng loài nhiều nhất (từ 2 – 6 loài).

Kết quả cho thấy, phần lớn các chi có số lượng loài nhiều đều thuộc ngành Tảo lục (Chlorophyta) với 6 chi và ngành Vi khuẩn lam (Cyanobacteria) với 4 chi. Trong đó, chi Scenedesmus thuộc ngành Tảo lục (Chlorophyta) có số lượng loài nhiều nhất với 6 loài. Đây là chi có sinh thái rộng và thường phát triển mạnh trong những vùng nhiệt đới. Trong số các chi có số lượng loài nhiều, đáng chú ý nhất là chi Microcystis thuộc ngành Vi khuẩn lam (Cyanobacteria) với 3 loài chịu nhiệt cao, đều có khả năng sản sinh độc tố microcystin.

3.3. ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ THÀNH PHẦN LOÀI VI TẢO, VI KHUẨN LAM TẠI HỒ SÔNG ĐẦM, XÃ TAM THĂNG, THÀNH PHỐ TAM KỲ

3.3.1. Phân bố số lượng loài

a. Phân bố theo không gian

Dựa trên kết quả phân tích các mẫu tại hồ sông Đầm, đề tài đã so sánh về thành phần các loài vi tảo tại 10 điểm nghiên cứu, kết quả được trình bày ở hình 3.8.

Hình 3.8. Phân bố số lượng loài vi tảo tại hồ sông Đầm

theo không gian

Kết quả ở hình 3.8 cho thấy, thành phần loài của các ngành vi tảo phân bố tại các điểm nghiên cứu không giống nhau, dao động trong khoảng từ 12 – 28 loài. Ở điểm nghiên cứu M1 có tổng số loài cao nhất là 28/52 loài (chiếm 53,85% tổng số loài), điểm M3, M4, M5 có thành phần loài thấp, trong đó điểm M4 có số loài thấp nhất là 12/52 loài (chiếm 23,08% tổng số loài). Qua điều tra, khảo sát đề tài nhận thấy tại các điểm này có nhiều sen được người dân trồng trong hồ, chúng tôi cho rằng, có thể sự cạnh tranh dinh dưỡng, ánh sáng của sen và vi tảo đã ảnh hưởng đến số lượng loài vi tảo.

Tuy nhiên, dựa trên kết quả ở hình 3.8 cũng cho thấy, sự phân bố của các loài vi tảo ở các điểm đều có đặc điểm chung, đó là ngành Tảo lục luôn chiếm ưu thế về thành phần loài sau đó đến ngành Vi khuẩn lam, ngành Tảo silic và cuối cùng là ngành Tảo mắt.

b. Phân bố theo thời gian

Phân tích các mẫu tại hồ sông Đầm, đề tài đã so sánh về thành phần các loài vi tảo theo các tháng thuộc mùa mưa và mùa khô, kết quả được trình bày ở hình 3.9.

Hình 3.9. Phân bố số lượng loài vi tảo ở hồ sông Đầm

theo thời gian

Qua kết quả hình 3.9, cho thấy: số lượng loài vi tảo tại khu vực nghiên cứu thay đổi theo mùa, giảm dần từ mùa mưa (tháng 9 – tháng 12), trong đó thấp nhất là vào tháng 12 với 15/52 loài (chiếm 28,85 % tổng số loài) và tăng dần vào các tháng mùa khô (tháng 3 – tháng 5) từ 19 – 30 loài. Trong đó, số loài cao nhất vào tháng 5 với 30/52 loài (chiếm 57,7% tổng số loài). Theo Odum, khoảng thời gian nắng ấm kéo dài, nhiệt độ tăng cao thích hợp với sự phát triển của tảo [36]. Theo đề tài này, kết quả trên hoàn toàn phù hợp.

Như vậy, ở hồ sông Đầm – thành phố Tam Kỳ số lượng loài vi tảo có sự biến động giữa các điểm và giữa các thời điểm thu mẫu khác nhau. Ngành Tảo lục luôn chiếm ưu thế về số lượng loài cũng như số taxon ở tất cả các bậc tại tất cả các điểm thu mẫu và thời gian thu mẫu. Tiếp đến là ngành Vi khuẩn lam, ngành Tảo silic và thấp nhất là ngành Tảo mắt.

3.3.2. Phân bố mật độ của một số vi tảo ở hồ sông Đầm – Thành phố Tam Kỳ

a. Mật độ của vi tảo theo không gian và thời gian

Kết quả phân bố mật độ vi tảo tại hồ sông Đầm theo không gian và thời gian được trình bày ở bảng 3.4.

Bảng 3.4. Sự phân bố mật độ của vi tảo ở hồ sông Đầm theo không gian và thời gian

(Đơn vị tính: tế bào/lít)

Kết quả ở bảng 3.4 cho thấy, mật độ vi tảo trung bình các tháng là: tháng 5/2016 với 50580 (tế bào/lít), tháng 3/2016 với 43880 (tế bào/lít), tháng 9/2015 với 35730 (tế bào/lít) và tháng 12 có mật độ tế bào thấp nhất với 30320 (tế bào/lít).

Như vậy, mật độ vi tảo thấp dần ở các tháng của mùa mưa (tháng 9 và tháng 12), và tăng dần vào các tháng của mùa khô (tháng 3 và tháng 5). Kết quả này hoàn toàn phù hợp vì vào mùa khô thời điểm này có thể cường độ ánh sáng mạnh, pH của nước và các yếu tố khác thuận lợi cho các vi tảo phát triển. Ở tháng 9 và tháng 12 là thời điểm của mùa mưa, lúc này khí hậu lạnh, nhiệt độ thấp nên không thuận lợi cho sự phát triển của tảo, mặt khác do có mưa nên có thể một lượng vi tảo trôi theo các dòng chảy vì vậy, mật độ tảo giảm dần.

Mật độ vi tảo trung bình tại các điểm khảo sát dao động từ 30325 (tế bào/lít) đến 64900 (tế bào/lít). Điểm có mật độ trung bình cao nhất là M1(64900 tế bào/lít) và thấp nhất là M8 (30325 tế bào/lít).

Mật độ vi tảo thấp tại các điểm M2, M4, M6, M8 và cao hơn tại các điểm còn lại. Sự sai khác này là do các điểm nghiên cứu cách xa nhau nên các yếu tố thủy lý, thủy hóa, địa hình khác nhau. Hơn nữa tại các điểm M2, M4, M6, M8 có mực nước nông, người dân khoanh vùng nuôi thả vịt nên độ đục, chất bẩn hữu cơ của nước tăng tăng làm ngăn cản quá trình quang hợp của vi tảo, và tại khu vực này trồng nhiều sen, cạnh tranh dinh dưỡng, ánh sáng với vi tảo nên mật độ tại các điểm trên thấp.

3.4. MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA THÀNH PHẦN, SỐ LƯỢNG VI TẢO VỚI MỘT SỐ CHỈ TIÊU THỦY LÝ, THỦY HÓA

Đối với các loài vi tảo sống trong các thủy vực thì sự biến động về thành phần và số lượng tế bào của chúng theo không gian và thời gian chịu ảnh hưởng của tổ hợp gồm nhiều yếu tố thủy lý, thủy hóa. Kết quả thể hiện ở bảng 3.5.

Bảng 3.5. Một số chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa và thành phần, số lượng vi tảo trung bình theo thời gian

Kết quả ở bảng 3.5 cho thấy: Mật độ của các ngành vi tảo giảm dần vào mùa mưa (tháng 9 và tháng 12) và tăng dần vào mùa khô (tháng 3 và tháng 5). Trong đó, tháng 5 có sự đa dạng về thành phần loài cũng như mật độ vi tảo cao nhất với 30 loài, chiếm 57,7 % tổng số loài với mật độ 50580 (tế bào/lít) do đây thuộc mùa khô là thời gian nóng nhất, nhiệt độ nước lên tới 29,1°C, cường độ chiếu sáng và nhiệt độ không khí cao, pH= ±7,4 phù hợp cho sự phát triển của hầu hết các ngành.

Tháng 12 có thành phần loài và mật độ vi tảo thấp nhất với 15 loài, mật độ 30320 (tế bào/lít), do chịu ảnh hưởng của thời tiết mùa lạnh khiến nhiệt độ nước giảm xuống còn 25oC, cường độ chiếu sáng thấp do đây cũng là mùa mưa khiến quá trình quang hợp của vi tảo bị hạn chế gây giảm tính đa dạng về loài cũng như kìm hãm sự sinh trưởng.

Trong tháng 3, nhiệt độ bắt đầu tăng, mật độ vi tảo đạt 43880 (tế bào/lít), chủ yếu là vi khuẩn lam, tảo lục.

Như vậy, sự phát triển của vi tảo chịu sự chi phối bởi các yếu tố thủy văn theo mùa đặc biệt là nhiệt độ nước và cường độ ánh sáng. Mùa khô là thời gian mà vi tảo phát triển mạnh đồng thời với đó là quá trình hấp thụ CO2 từ môi trường nên làm pH nước tăng. Ngược lại, mùa mưa vi tảo phát triển kém hơn, hiệu suất sử dụng CO2 kém nên pH nước giảm.

Khi xem xét mối tương quan giữa các yếu tố thủy lý, thủy hóa của hồ nghiên cứu như: pH, nhiệt độ, độ đục, DO, COD và NH4+ này với mật độ vi tảo tại các điểm theo các thời gian khác nhau. Kết quả thấy rằng DO, COD, NH4+ đều thể hiện tương quan rất yếu đến yếu. Trong đó DO có r dao động từ 0,05 – 0,26; COD có r dao động từ 0,13 – 0,33; NH4+ có r dao động từ 0,05 – 0,29. Các yếu tố còn lại thể hiện tương quan rất yếu đến trung bình.

Trong đó:

– Độ pH có r dao động từ 0,08 – 0,42; riêng tháng 5 có mối tương quan trung bình r = 0,42, tháng 3 có mối tương quan yếu r = 0,26 và tương quan rất yếu ở các tháng còn lại.

– Nhiệt độ có r dao động từ 0,04 – 0,49, riêng tháng 9 có mối tương quan trung bình r = 0,49.

– Độ đục có r dao động từ 0,29 – 0,48.

Tuy nhiên, khi xét mật độ trung bình của vi tảo ở các tháng khảo sát với các giá trị trung bình tương ứng của các yếu tố trên, kết quả là mật độ trung bình vi tảo ở các tháng khảo sát có mối tương quan nghịch với giá trị độ đục trung bình (r = 0,4); giá trị NH4+ trung bình (r = 0,08) (mật độ trung bình vi tảo cao tương ứng với các tháng có giá trị độ đục trung bình thấp và ngược lại) và có mối tương quan thuận với giá trị trung bình của các yếu tố còn lại. (tháng có mật độ trung bình vi tảo cao tương ứng với các tháng có giá trị pH, nhiệt độ trung bình cũng cao và ngược lại).

3.5. DANH MỤC CÁC LOÀI VI TẢO, VI KHUẨN LAM CÓ KHẢ NĂNG SINH ĐỘC TỐ VÀ MÔ TẢ MỘT SỐ LOÀI VI TẢO THƯỜNG GẶP TẠI HỒ SÔNG ĐẦM – TAM KỲ

3.5.1. Danh mục các loài vi tảo, vi khuẩn lam có khả năng sinh độc tố ở hồ sông Đầm và dự kiến một số giải pháp hạn chế sự phát triển của chúng góp phần giữ sạch môi trường nước

Dựa trên các kết quả nghiên cứu của các tác giả Đỗ Thị Bích Lộc, Dương Thị Thủy, Nguyễn Lê Ái Vĩnh, đề tài đã xác định được có 5 loài vi khuẩn lam trong tổng số 52 loài ở hồ sông Đầm có khả năng sản sinh độc tố, kết quả được trình bày ở bảng 3.6 [15], [20], [26].

Bảng 3.4. Danh mục các loài vi khuẩn lam có khả năng sản sinh độc tố ở hồ sông Đầm

Kết quả ở bảng 3.6 cho thấy, có 5 loài vi khuẩn lam có khả năng sản sinh độc tố ở hồ sông Đầm. Trong đó các loài thuộc chi Microcystis có vùng phần bố rộng ở hầu hết các điểm nghiên cứu. Tuy nhiên tập trung chủ yếu ở các điểm M3, M4, M7. Các loài thuộc 2 chi còn lại Anabaena và Oscillatoria ít gặp hơn, chỉ phân bố rải rác ở một số điểm. Đây là những loài có khả năng sản sinh độc tố microcystin làm hại độc gan, đặc biệt loài Anabaena torulosa còn có thể sản sinh độc tố anatoxin-a gây độc tế bào thần kinh. Theo kết quả nghiên cứu của các tác giả, hàm lượng độc tố cao nhất khi nhiệt độ môi trường nước khoảng 18 – 25oC và giàu nitrogen [20], [26]. Do vậy, cần có các giải pháp hạn chế sự phát triển của các loài vi tảo gây độc này.

*Dự kiến một số giải pháp hạn chế sự phát triển của vi tảo gây độc làm ô nhiễm môi trường nước tại hồ sông Đầm – Tam Kỳ.

– Cần phải có kế hoạch quản lí tổng hợp các hoạt động trong vùng để chủ động kiểm soát chất lượng nước hồ, ngăn ngừa tình trạng bùng nổ tảo độc. Các dự án phát triển kinh tế xã hội trong vùng cần phải được xem xét kĩ lưỡng, tránh gia tăng các hoạt động có khả năng sinh thêm nguồn ô nhiễm, đặc biệt là nguồn ô nhiễm dinh dưỡng.

– Ngăn chặn các dòng chảy tràn từ nước thải sinh hoạt xuống hồ vào mùa mưa.

– Tăng cường trồng các loài thực vật thủy sinh như bèo, sen, súng nhằm hạn chế sự phát triển của vi tảo đặc biệt là các loài vi tảo sản sinh độc tố, mặt khác, tạo mỹ quan môi trường của thành phố.

– Dựa vào thời tiết theo mùa (nắng nóng, nhiệt độ cao) ở các địa điểm có hệ thống nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất nông nghiệp chảy vào hồ sông Đầm, có thể dùng chế phẩm vi sinh để khống chế phát triển của vi tảo.

3.5.2. Mô tả một số loài vi tảo thường gặp tại hồ sông Đầm, xã Tam Thăng, thành phố Tam Kỳ

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. KẾT LUẬN

Từ những kết quả thu được trong quá trình nghiên cứu chúng tôi đưa ra một số kết luận sau:

1.1. Các chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa ở hồ sông Đầm, xã Tam Thăng, thành phố Tam Kỳ đều nằm trong giới hạn A1 theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT quy định về chất lượng nước mặt, phù hợp với mục đích sử dụng bảo tồn động thực vật thủy sinh và các mục đích khác.

1.2. Đã xác định được trong hồ sông Đầm, xã Tam Thăng, thành phố Tam Kỳ có 52 loài vi tảo, vi khuẩn lam thuộc 34 chi, 27 họ, 16 bộ, 7 lớp của 4 ngành: Tảo silic (Bacillariophyta) 9 loài, Tảo lục (Chlorophyta) 27 loài, Vi khuẩn lam (Cyanobacteria) 14 loài và Tảo mắt (Euglenozoa) 2 loài.

1.3. Số loài vi tảo, vi khuẩn lam cao nhất vào tháng 5 là 30/52 loài (chiếm 57,7% tổng số loài), thấp nhất vào tháng 12 là 15/52 loài (chiếm 28,85% tổng số loài), cao nhất ở vị trí M1 là 28/52 loài (chiếm 53,85% tổng số loài), thấp nhất ở vị trí M4 là 12/52 loài (chiếm 23,08% tổng số loài). Mật độ trung bình vi tảo cao nhất vào tháng 5 (50670 tế bào/lít) và thấp nhất vào tháng 12 (30320 tế bào/lít). Trong đó, ngành Tảo lục luôn chiếm ưu thế về thành phần loài.

1.4. Mật độ trung bình vi tảo, vi khuẩn lam có mối tương quan với các yếu tố thủy lý, thủy hóa trong hồ nghiên cứu. Trong đó, mât độ trung bình vi tảo thể hiện mối tương quan nghịch với giá trị độ đục trung bình (r = 0,4); giá trị NH₄⁺ trung bình (r = 0,08) và có mối tương quan thuận với giá trị trung bình của các yếu tố còn lại.

1.5. Xác định được 5 loài vi khuẩn lam có khả năng gây độc là: Anabaena torulosa, Microcystis aeruginosa, Microcystis pulverea f.incerta, Microcystis wesenbergii và Oscillatoria limosa.

2. KIẾN NGHỊ.

2.1. Những số liệu chúng tôi thu được tại địa điểm nghiên cứu trên chỉ là mới bước đầu. Để có đánh giá đầy đủ và toàn diện hơn về tảo lục trên sông Đầm cần tiến hành điều tra nhiều lần hơn và trong thời gian dài hơn.

2.2. Tiếp tục tiến hành phân lập, xác định thành phần và hàm lượng acid béo của các chủng tảo lục nhằm chọn ra những chủng có hàm lượng lipid cao phục vụ cho việc sản xuất nhiên liệu sinh học.

2.3. Tiếp tục tiến hành nghiên cứu nâng cao khả năng tổng hợp lipid từ tảo lục làm cơ sở để sản xuất biodiesel.

LIỆN HỆ:

SĐT+ZALO: 0935568275

E:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\LUAN VAN KY THUAT\SINH THAI HOC\NGUYEN THI NA\New folder (3)