intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Hệ tảo, Vi khuẩn lam và ứng dụng để đánh giá chất lượng môi trường nước tại hồ Trúc Bạch, Hà Nội

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:146

Thêm vào BST
Báo xấu
30
lượt xem 5
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là xác định thành phần, mật độ thực vật nổi tại Hồ Trúc Bạch và phân tích sự biến động về thành phần loài và mật độ thực vật nổi theo mùa và theo năm; đánh giá mức độ ô nhiễm tại Hồ Trúc Bạch thông qua các chỉ số sinh học: Chỉ số đa dạng Shannon – Weiner (1963), chỉ số Palmer (1969), chỉ số Euglenophyta (1949) và qua các thông số thủy lý hóa.... Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Hệ tảo, Vi khuẩn lam và ứng dụng để đánh giá chất lượng môi trường nước tại hồ Trúc Bạch, Hà Nội

  1. Nguyễn Thị Dung – K23 QH Sinh học ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------------------------- NGUYỄN THỊ DUNG HỆ TẢO, VI KHUẨN LAM VÀ ỨNG DỤNG ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG MÔI TRƢỜNG NƢỚC TẠI HỒ TRÚC BẠCH, HÀ NỘI. Chuyên ngành: Thực vật học Mã số: 60420111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Thùy Liên PGS. TS. Lê Thu Hà Hà Nội - 2016
  2. Nguyễn Thị Dung – K23 QH Sinh học LỜI CẢM ƠN Được sự phân công của Khoa Sinh học trường ĐH Khoa học Tự nhiên – ĐH Quốc gia Hà Nội, và sự đồng ý của hai giáo viên hướng dẫn TS. Nguyễn Thùy Liên và PGS. TS. Lê Thu Hà, tôi đã thực hiện đề tài “Hệ tảo, Vi khuẩn lam và ứng dụng để đánh giá chất lượng môi trường nước tại hồ Trúc Bạch, Hà Nội”. Để hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ quý báu cả về vật chất và tinh thần cũng như kiến thức chuyên môn từ thầy cô và bạn bè. Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới TS. Nguyễn Thùy Liên người đã luôn tận tình chỉ bảo, động viên, hướng dẫn cho tôi những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS. TS. Lê Thu Hà, đã giúp đỡ tôi trong quá trình tiến hành thí nghiệm, tạo mọi điều kiện cho tôi thực hiện luận văn với kết quả tốt nhất. Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy giáo, cô giáo trong Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, đặc biệt là các thầy cô giáo bộ môn Thực vật học và phòng Thí nghiệm Sinh thái học và Sinh học môi trường, đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành tốt chương trình học tập và nghiên cứu của khóa đào tạo thạc sĩ. Cuối cùng, tôi muốn gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình tôi, cũng như tới tất cả các anh chị khóa trên, bạn bè thân thiết, những người đã luôn ở bên tôi, động viên tôi vượt qua mọi khó khăn trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu. Xin gửi tới tất cả mọi người cuốn luận văn này như một lời cảm ơn chân thành nhất. Hà Nội, 21 tháng 11 năm 2016. Học viên Nguyễn Thị Dung 2
  3. Nguyễn Thị Dung – K23 QH Sinh học DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT BOD: Biochemical oxygen demand – Nhu cầu oxy sinh hóa BTNMT: Bộ Tài Nguyên Môi Trường COD: Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học DO: Disolved Oxygen – Hàm lượng oxy hòa tan S: Điểm nghiên cứu P: Đợt nghiên cứu QVCN: Quy chuẩn Việt Nam
  4. Nguyễn Thị Dung – K23 QH Sinh học MỤC LỤC MỞ ĐẦU ....................................................................................................................7 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................ 3 1.1. Tảo với vai trò sinh vật chỉ thị ........................................................................3 1.2. Một vài chỉ tiêu thủy lí hóa đƣợc dùng để đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc...............................................................................................................5 1.2.1. Các chỉ tiêu thủy lý .......................................................................................... 5 1.2.2. Các chỉ tiêu thủy hóa ........................................................................................ 5 1.3. Tình hình nghiên cứu tảo trên thế giới và ở Việt Nam. .............................. 7 1.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới. ................................................................ 7 1.3.2. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam .............................................................. 11 1.4. Đặc điểm khu vực nghiên cứu .........................................................................18 CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG, THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.........................................................................................................20 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu....................................................................................... 20 2.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ..................................................................20 2.2.1. Thời gian nghiên cứu: ..................................................................................... 20 2.2.2. Địa điểm nghiên cứu: ...................................................................................... 20 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu.................................................................................22 2.3.1. Phương pháp thu mẫu ..................................................................................... 22 2.3.1.1. Phương pháp thu mẫu thực vật nổi ................................................... 22 2.3.1.2. Phương pháp thu mẫu nước .............................................................. 22 2.3.2. Phương pháp phân tích mẫu ............................................................................23 2.3.2.1. Phương pháp phân tích mẫu thực vật nổi ..........................................23 2.3.2.2. Phương pháp phân tích mẫu nước ..................................................... 23 2.3.3. Phương pháp xử lý số liệu...............................................................................24 2.3.3.1. Số liệu định tính, định lượng thực vật nổi .........................................24 2.3.3.2. Thông số thủy lý hóa..........................................................................26 2.3.3.3. Xác định tương quan giữa các thông số thủy lý hóa và các thông số sinh học ..........................................................................................................26
  5. Nguyễn Thị Dung – K23 QH Sinh học CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .............................. 28 3.1. Thành phần loài tảo phù du ở hồ Trúc Bạch ................................................28 3.2. Cấu trúc và mật độ hệ tảo tại hồ Trúc Bạch .................................................36 3.2.1. Cấu trúc hệ tảo tại hồ Trúc Bạch.....................................................................36 3.2.2. Mật độ hệ tảo tại hồ Trúc Bạch .......................................................................37 3.3. Sự biến động của hệ tảo tại hồ Trúc Bạch ..................................................... 39 3.3.1. Sự biến động theo mùa .................................................................................... 39 3.3.2. Sự biến động theo năm .................................................................................... 41 3.4. Đánh giá chất lƣợng nƣớc tại hồ Trúc Bạch thông qua chỉ số đa dạng, chỉ số ô nhiễm và chỉ số Euglenophyta ........................................................................43 3.4.1. Đánh giá chất lượng nước tại hồ Trúc Bạch thông qua chỉ số đa dạng Shannon-Weiner (1963) ............................................................................................ 43 3.4.2. Đánh giá chất lượng nước bằng chỉ số Palmer (1969). ...................................45 3.4.3. Đánh giá chất lượng nước bằng chỉ số Euglenophyta ....................................47 3.4.4. Mối tương quan giữa các chỉ số. .....................................................................48 3.5. Đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc tại Hồ Trúc Bạch qua các thông số thủy lý hóa. ...............................................................................................................49 3.5.1. Nhiệt độ ...........................................................................................................49 3.5.2. Độ pH ..............................................................................................................50 3.5.3. DO (Hàm lượng oxy hòa tan) .........................................................................51 3.5.4. BOD5 ...............................................................................................................52 3.5.5. Nhu cầu oxy hóa học (COD)...........................................................................53 3.5.6. Hàm lượng NO3-.............................................................................................. 54 3.5.7. Hàm lượng NH4+ ............................................................................................. 55 3.5.8. Hàm lượng PO43- ............................................................................................. 56 3.6. Phân tích mối tƣơng quan tuyến tính giữa chỉ số sinh học với chỉ tiêu lý hoá............................................................................................................................. 56 KẾT LUẬN ..............................................................................................................62 KIẾN NGHỊ .............................................................................................................63 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 64 PHỤ LỤC .................................................................................................................68
  6. Nguyễn Thị Dung – K23 QH Sinh học DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Mối tương quan giữa chỉ số đa dạng H’ và mức độ ô nhiễm nước ..........24 Bảng 2.2. Chỉ số ô nhiễm của các chi tảo (Palmer 1969) .........................................25 Bảng 2.3. Mối tương quan giữa chỉ số Palmer và chất lượng nước ......................... 25 Bảng 2.4. Mối tương quan giữa cấu trúc tảo và độ phì .............................................26 Bảng 3.1. Danh lục thực vật nổi hồ Trúc Bạch qua 4 đợt nghiên cứu ...................... 28 Bảng 3.2. Cấu trúc thành phần loài thực vật nổi tại hồ Trúc Bạch ........................... 36 Bảng 3.3. So sánh đa dạng thành phần loài thực vật nổi tại hồ Trúc Bạch trong 2 giai đoạn nghiên cứu. ................................................................................................ 42 Bảng 3.4. Chỉ số đa dạng Shannon-Weiner tại các điểm nghiên cứu trong 4 đợt khảo sát trên hồ Trúc Bạch ................................................................................................ 44 Bảng 3.5. Chỉ số ô nhiễm Palmer tại các điểm nghiên cứu trong 4 đợt khảo sát trên hồ Trúc Bạch .............................................................................................................46 Bảng 3.6. Chỉ số sinh học Euglenophyta tại các điểm nghiên cứu trong 4 đợt khảo sát trên hồ Trúc Bạch ................................................................................................ 47 Bảng 3.7. Mối tương quan giữa các chỉ số tảo được sử dụng để đánh giá chất lượng môi trường nước ........................................................................................................49 Bảng 3.8. Bảng phân tích tương quan tuyến tính giữa chỉ số Shannon với các chỉ tiêu lý hóa của môi trường nước ...............................................................................57 Bảng 3.9. Bảng phân tích tương quan tuyến tính giữa chỉ số Palmer với các chỉ tiêu lý hóa của môi trường nước ...................................................................................... 58 Bảng 3.10. Bảng phân tích tương quan tuyến tính giữa chỉ số Euglenophyta với các chỉ tiêu lý hóa của môi trường nước .........................................................................58 Bảng 3.11. Bảng phân tích tương quan tuyến tính giữa hàm lượng NO3- với mật độ một số chi tảo trong môi trường nước .......................................................................60 Bảng 3.12. Bảng phân tích tương quan tuyến tính giữa hàm lượng NH4+ với mật độ một số chi tảo trong môi trường nước .......................................................................60 Bảng 3.13. Bảng phân tích tương quan tuyến tính giữa hàm lượng PO43- với mật độ một số chi tảo trong môi trường nước .......................................................................61
  7. Nguyễn Thị Dung – K23 QH Sinh học DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1. Bản đồ 12 vị trí lấy mẫu trên hồ Trúc Bạch ..............................................21 Hình 3.1. Sự biến động mật độ tảo trung bình tại hồ Trúc Bạch qua 4 đợt khảo .....37 Hình 3.2. Sự biến động mật độ tảo tại các điểm khảo sát .........................................38 Hình 3.3. Sự biến động số lượng loài tảo qua các đợt khảo sát tại Hồ Trúc Bạch. ..40 Hình 3.4. Chỉ số đa dạng Shannon-Weiner tại các điểm nghiên cứu trong 4 đợt khảo sát .............................................................................................................................. 44 Hình 3.5. Chỉ số ô nhiễm Palmer tại các điểm nghiên cứu trong 4 đợt khảo sát ......46 Hình 3.6. Chỉ số sinh học Euglenophyta tại các điểm nghiên cứu trong 4 đợt khảo sát .............................................................................................................................. 48 Hình 3.7. Nhiệt độ tại các điểm nghiên cứu trên hồ Trúc Bạch trong 4 đợt khảo sát ...................................................................................................................................50 Hình 3.8. pH tại các điểm nghiên cứu trên hồ Trúc Bạch trong 4 đợt khảo sát........50 Hình 3.9. DO tại các điểm nghiên cứu trên hồ Trúc Bạch trong 4 đợt khảo sát .......51 Hình 3.10. BOD5 tại các điểm nghiên cứu trên hồ Trúc Bạch trong 4 đợt khảo sát .52 Hình 3.11. COD tại các điểm nghiên cứu trên hồ Trúc Bạch trong 4 đợt khảo sát ..53 Hình 3.12. Hàm lượng NO3- tại các điểm nghiên cứu trên hồ Trúc Bạch trong 4 đợt khảo sát...................................................................................................................... 54 Hình 3.13. Hàm lượng NH4+ tại các điểm nghiên cứu trên hồ Trúc Bạch trong 4 đợt khảo sát...................................................................................................................... 55 Hình 3.14. Hàm lượng PO43- tại các điểm nghiên cứu trên hồ Trúc Bạch trong 4 đợt khảo sát...................................................................................................................... 56
  8. Nguyễn Thị Dung – K23 QH Sinh học MỞ ĐẦU Tảo phù du là nhóm sinh vật nhân sơ hoặc nhân thực có cấu tạo đơn bào, tập đoàn hay đa bào đơn giản hoặc phân hóa thành thân, lá và rễ giả. Dinh dưỡng là tự dưỡng nhờ có sắc tố quang hợp, dị dưỡng chỉ có ở một số đại diện đặc biệt. Nó có khả năng phân chia nhanh chóng trong một thời gian nhất định. Trong hệ sinh thái thủy vực, tảo là sinh vật sản xuất chủ yếu, tạo nên năng suất sơ cấp của thủy vực [18], [37]. Bên cạnh đó, vi khuẩn lam cũng đóng vai trò tương tự như tảo. Do đó, những nghiên cứu về tảo trong các thủy vực thường được đi kèm với vi khuẩn lam. Khi đánh giá chất lượng môi trường nước, khoa học ngày nay sử dụng một hệ thống các chỉ tiêu lý hóa. Bên cạnh đó, các sinh vật chỉ thị trong đó có tảo và vi khuẩn cũng thường được sử dụng. Tảo và Vi khuẩn lam đã và đang được nghiên cứu sử dụng để chỉ thị ô nhiễm môi trường nước bởi tính nhạy cảm của chúng đối với sự biến động của môi trường. Việc đánh giá chất lượng nước đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc xác định loại nước phù hợp với những mục đích sử dụng khác nhau của con người, không gây ảnh hưởng xấu đến đời sống của con người và các sinh vật khác. Bên cạnh đó, khi đánh giá và phát hiện nước bị ô nhiễm sẽ kịp thời đưa ra những giải pháp xử lí nhanh và hiệu quả, góp phần cải thiện chất lượng nước tốt hơn. Hồ Trúc Bạch là một hồ lớn nằm trong lòng thành phố Hà Nội, có giá trị về cảnh quan và du lịch. Hiện tại, hồ Trúc Bạch đang bị ô nhiễm, nguyên nhân chính là do hồ phải nhận một lượng lớn nước thải chưa qua xử lý. Việc nghiên cứu các đặc tính của hồ, từ tính chất vật lý, hóa học tới sinh học thường xuyên là hết sức cần thiết để tạo cơ sở cho việc cải tạo và duy trì sự trong sạch của hồ, đồng thời giúp đánh giá khách quan các biện pháp xử lý môi trường đang được áp dụng. Hiện nay, các nghiên cứu về chất lượng nước hồ Trúc Bạch chủ yếu tập trung ở việc phân tích các thông số thủy lý, thủy hóa của nước mà chưa có nhiều 1
  9. Nguyễn Thị Dung – K23 QH Sinh học nghiên cứu tập trung vào việc sử dụng tảo và vi khuẩn lam làm sinh vật chỉ thị trong việc đánh giá chất lượng nước hồ . Nhằm tìm hiểu về mối tương quan giữa thành phần, cấu trúc loài và các chỉ tiêu lý hóa, cũng như khả năng sử dụng tảo và Vi khuẩn lam trong việc đánh giá chất lượng nước ở hồ Trúc Bạch, chúng tôi thực hiện đề tài: “Hệ tảo, Vi khuẩn lam và ứng dụng để đánh giá chất lượng môi trường nước tại hồ Trúc Bạch, Hà Nội” với các nội dung chính như sau: 1. Xác định thành phần, mật độ thực vật nổi tại Hồ Trúc Bạch và phân tích sự biến động về thành phần loài và mật độ thực vật nổi theo mùa và theo năm. 2. Đánh giá mức độ ô nhiễm tại Hồ Trúc Bạch thông qua các chỉ số sinh học: chỉ số đa dạng Shannon – Weiner (1963), chỉ số Palmer (1969), chỉ số Euglenophyta (1949) và qua các thông số thủy lý hóa. 3. Đánh giá tương quan giữa các thông số sinh học với các thông số thủy lý hóa, tương quan giữa hàm lượng NO3-, NH4+ và PO43- với mật độ của một số chi tảo ưu thế tại hồ Trúc Bạch. 2
  10. Nguyễn Thị Dung – K23 QH Sinh học CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Sinh vật chỉ thị Sinh vật chỉ thị là những cá thể, quần thể hay quần xã có khả năng thích ứng hoặc rất nhạy cảm với môi trường nhất định. Chúng là các loài sinh vật mà sự hiện diện và thay đổi số lượng các loài chỉ thị cho sự ô nhiễm hay xáo trộn của môi trường. Các loài này thường có tính mẫn cảm cao với các điều kiện sinh lý, sinh hóa [12], [32], [39]. Những nhóm sinh vật chỉ thị chính Trong hệ sinh thái nước, cùng với các nhóm sinh vật khác như vi khuẩn, động vật nguyên sinh, động vật không xương sống cỡ lớn, thực vật lớn, cá…, tảo đóng vai trò rất quan trọng. Đây là một trong những nguồn cung cấp lượng oxy hòa tan cho thủy vực, đồng thời là sinh vật sản xuất trong chuỗi thức ăn của hệ sinh thái dưới nước. Với kích thước nhỏ, khả năng phản ứng của tảo rất cao trước sự thay đổi của môi trường. Do đó, dựa vào thành phần loài, mật độ, sinh khối, đặc tính phân bố theo thời gian của tảo có thể xác định được mức độ ô nhiễm của thủy vực [32], [39]. Theo Hellewell (1989), tỷ lệ sử dụng các nhóm sinh vật trong chỉ thị chất lượng nước như sau [36]: - Virut: 1%, vi khuẩn: 15% - Vi tảo: 25% - Thực vật bậc cao: 3,5% - Nấm: 3,5% - Nấm men: 2,5% - Động vật nguyên sinh: 17,5% - ĐVKXS cỡ lớn: 26% Như vậy, vi tảo và động vật không xương sống cỡ lớn là hai nhóm sinh vật chỉ thị được sử dụng phổ biến nhất trong phương pháp sử dụng sinh vật chỉ thị để quan trắc và đánh giá chất lượng nước. Trong luận văn này, tảo được sử dụng kết 3
  11. Nguyễn Thị Dung – K23 QH Sinh học hợp với các thông số thủy lý hóa để đánh giá chất lượng môi trường nước hồ Trúc Bạch. Hiện nay, có một vài chỉ số sinh học tảo thường được sử dụng để đánh giá chất lượng nước. Việc sử dụng kết hợp các thông số sẽ cho kết quả chính xác hơn. Chỉ số đa dạng sinh học Shannon-Weiner (H’) Chỉ số Shannon, đôi khi được gọi là chỉ số Shannon-Wiener hay chỉ số Shannon-Weaver, là một cách đo lường của các nhà sinh thái học khi hệ thống bao gồm nhiều cá thể mà mỗi cá thể được nhận dạng và kiểm định. Với một mẫu nhỏ, chỉ số này là tỷ số của số lượng của một loài với các giá trị của loài đó (như là sinh khối, hay sự sản xuất) trong quần xã hay chuỗi thức ăn [32]. Chỉ số đa dạng biểu thị độ phong phú loài trong môi trường đã chọn ở dạng giá trị đơn loài. Chỉ số này có ý nghĩa gián tiếp chỉ ra sự tăng ô nhiễm của một hệ sinh thái, làm cho các loài mẫn cảm sẽ giảm thiểu và dẫn đến việc suy giảm tính đa dạng tổng thể của quần xã sinh vật [32]. Cách tính này đến từ thuyết thông tin và tính toán sự sắp xếp (hay không sắp xếp) của một kỹ sư điện tử và nhà toán học người Mỹ Claude Shannon (1916-2001) được biết tới là cha đẻ của thuyết thông tin. Chỉ số Shannon lần đầu tiên được đưa ra trong thuyết thông tin của Claude Shannon năm 1948. Trong nghiên cứu sinh thái học, sự sắp xếp này được đặc trưng bởi số lượng cá thể quan sát được của mỗi loài trong vùng mẫu [32]. Chỉ số ô nhiễm Palmer (P) Theo Palmer (1969), ô nhiễm hữu cơ có xu hướng ảnh hưởng lên hệ tảo mạnh hơn so với các nhân tố khác trong môi trường nước như: độ cứng của nước, tình trạng phú dưỡng, cường độ ánh sáng, pH, DO (oxy hòa tan), tốc độ dòng chảy, kích thước của thể nước và các loại chất ô nhiễm khác [32]. Thuật ngữ oligo-, meso- và eutrophic được sử dụng một cách đặc trưng cho môi trường chứa nhiều chất vô cơ hoặc hữu cơ hòa tan. 4
  12. Nguyễn Thị Dung – K23 QH Sinh học Các chỉ số ô nhiễm của Palmer được xây dựng dựa trên sự có mặt của các chi tảo trong môi trường nước bị ô nhiễm hữu cơ cao. Chỉ số ô nhiễm tại mỗi điểm sẽ được tính toán dựa trên phép tính tổng các điểm số của các chi hoặc loài tảo xuất hiện trong điểm nghiên cứu đó [32]. Chỉ số Euglenophyta (E) Chỉ số Euglenophyta được sử dụng để xác định độ phì bằng tỉ lệ các nhóm tảo dựa theo Fefoldy Lajos thuộc viện hàn lâm khoa học Hungary công bố trong Biologial Vizminosites, 1980 trong tập Viziigyi Hydrobiologia 9 [29]. Độ phì và độ bẩn tỷ lệ thuận với nhau. Độ phì tăng lên, độ bẩn cũng tăng theo nhưng độ bẩn bao giờ cũng tăng nhanh hơn độ phì (khoảng một bậc) [29]. 1.2. Một vài chỉ tiêu thủy lí hóa đƣợc dùng để đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc 1.2.1. Các chỉ tiêu thủy lý Nhiệt độ: Nhiệt độ của nước là đại lượng phụ thuộc vào điều kiện môi trường và khí hậu. Nhiệt độ ảnh hưởng tới nồng độ oxi hòa tan (DO), tốc độ chuyển hóa các chất, quá trình sinh trưởng phát triển của sinh vật thủy sinh [7]. Màu nƣớc: Màu sắc đặc trưng của nước ở từng thủy vực là do sự có mặt của một số hợp chất vô cơ như: Fe3+, Cu2+… hay các hợp chất hữu cơ dạng bùn, chất lơ lửng hoặc các loài vi tảo. Nước ở thủy vực bị phì dưỡng thường có màu xanh đậm hoặc nổi váng trắng, chứng tỏ sự phát triển nở rộ của thực vật nổi [7]. Mùi nƣớc: do mùi của một số chất khí tan trong nước được tạo thành từ quá trình phân hủy chất hữu cơ, như: H2S, NH3, CH3NH2, CH3(CH2)3 SH …. [7]. 1.2.2. Các chỉ tiêu thủy hóa pH: phụ thuộc vào hàm lượng chất hữu cơ, độ thủy phân muối và sự phát triển của hệ vi tảo ở trong nước. pH được duy trì ở mức trung tính sẽ phù hợp với đời sống của các thủy sinh vật, nếu pH quá kiềm hoặc quá axit sẽ gây ảnh hưởng tới hệ sinh vật phát triển trong nước, đồng thời làm thay đổi thành phần hóa học trong nước [7]. 5
  13. Nguyễn Thị Dung – K23 QH Sinh học DO - Hàm lƣợng oxy hòa tan trong nƣớc: có nguồn gốc từ sự khuếch tán không khí từ khí quyển vào nước hoặc do quá trình quang hợp của tảo. DO phụ thuộc vào các yếu tố: nhiệt độ, áp suất, đặc tính lý hóa của nước, sự phân hủy vật chất, quang hợp của tảo. Hàm lượng DO là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng nước và khả năng tự làm sạch của thủy vực. DO càng thấp chứng tỏ mức độ ô nhiễm của nước càng cao, ảnh hưởng tới đời sống của các sinh vật thủy sinh, làm giảm khả năng tự làm sạch của nước [7]. BOD5- nhu cầu oxy sinh học: là lượng oxy cần thiết để các vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ ở điều kiện yếm khí trong 5 ngày. Chỉ số BOD5 phản ánh mức độ ô nhiễm hữu cơ của nước, BOD5 càng cao chứng tỏ mức độ ô nhiễm của nước càng nặng. Ngoài ra, chỉ số này có ý nghĩa biểu thị lượng các chất thải hữu cơ trong nước có thể bị phân hủy bằng các vi sinh vật, do đó thể hiện khả năng tự làm sạch của nước [7]. COD – nhu cầu oxy hóa học: lượng oxy cần thiết để oxy hóa tất cả các chất hữu cơ có mặt trong nước. Toàn bộ lượng oxy sử dụng cho quá trình này đều được lấy từ oxy hòa tan trong nước. Do đó, hàm lượng COD cao sẽ có hại cho đời sống của các sinh vật thủy sinh [7]. Nitơ: Nitơ trong các thủy vực có thể có nguồn gốc ngoại lai (nguồn nước thải, rác thải, nước chảy tràn vào trong mùa mưa lũ), hoặc nội tại (xác sinh vật phân hủy trong chính thủy vực đó). Nitơ trong nước tồn tại chủ yếu ở 2 dạng: N-amonium (NH4+), N-nitrat (NO3-). Trong đó, NO3- là sản phẩm cuối cùng của sự phân hủy các hợp chất hữu cơ chứa nito, được sinh vật sử dụng trực tiếp làm nguồn dinh dưỡng. NH4+ là nguồn dự trữ để sau đó được chuyển hóa thành NO3- (khi pH>7) cho sinh vật sử dụng. Nitơ là một trong những nhân tố dinh dưỡng thiết yếu quyết định đến sự sinh trưởng phát triển của thực vật nổi. Khi hàm lượng nito quá cao sẽ gây phú nhưỡng, dẫn đến hiện tượng tảo nở hoa, ảnh hưởng nghiêm trọng tới đời sống các thủy sinh vật khác. Ngoài ra, quá trình oxi hóa các dạng khử của nitơ trong nước cũng gây ảnh hưởng đến hàm lượng oxi hòa tan. Từ những lý do đó, các số liệu về hàm 6
  14. Nguyễn Thị Dung – K23 QH Sinh học lượng nitơ là phần thông tin cần thiết cho các chương trình giám sát mức độ ô nhiễm nước [19]. Photpho: Photpho là một trong những nguồn dinh dưỡng thiết yếu của thực vật nổi, có nguồn gốc từ phân bón hóa học và thuốc bảo vệ thực vật dùng trong nông nghiệp hoặc từ nguồn nước thải từ các hoạt động sản xuất công nghiệp, làng nghề, do sự phân hủy xác sinh vật…Tương tự như nitơ, hàm lượng photpho quá cao sẽ gây hiện tượng phú dưỡng. Hàm lượng photpho là chỉ tiêu quan trọng trong việc đánh giá năng suất sinh học tiềm năng của nước mặt, xác định mức độ ô nhiễm của nước [7]. 1.3. Tình hình nghiên cứu tảo và Vi khuẩn lam trên thế giới và ở Việt Nam. 1.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới. Trong tự nhiên và trong đời sống con người, vai trò của tảo và vi khuẩn lam rất to lớn vì chúng là mắt xích đầu tiên trong chuỗi thức ăn của các hệ sinh thái nước, là nhân vật quan trọng để cải tạo môi trường (đất và nước), là nguyên liệu để chiết xuất các hợp chất có giá trị dinh dưỡng để chữa bệnh... Việc nghiên cứu tảo đã có từ lâu và được tiến hành theo nhiều hướng khác nhau, trước tiên là điều tra phân loại, sau đó đi sâu vào nghiên cứu bản chất của các quá trình trao đổi chất trong cơ thể tảo và cuối cùng là ứng dụng nhằm mục đích phục vụ lợi ích của con người. Với phát minh ra kính hiển vi của Roobert Hooke năm 1665, đặc biệt với sự ra đời của kính hiển vi điện tử vào năm 1950 đã có vai trò to lớn trong việc nghiên cứu cấu trúc siêu hiển vi của tế bào nhờ đó mà có điều kiện nghiên cứu tế bào ở mức độ vi mô phân tử, nhờ đó mà việc phân loại tảo ngày càng chính xác và hoàn thiện hơn [theo 37]. Trong lịch sử nghiên cứu tảo và Vi khuẩn lam đã ghi nhận nhiều quan điểm phân loại khác nhau về vị trí của nhóm sinh vật này trong sinh giới. Theo quan điểm 2 giới của Linaeus (1735), giới thực vật gồm 25 lớp. Ông đã đưa ra 14 chi tảo, nhưng chỉ 4 trong chúng (Conferva, Ulva, Fucus, Chara) là đúng với định nghĩa hiện nay về tảo [theo 18]. 7
  15. Nguyễn Thị Dung – K23 QH Sinh học Theo quan điểm chia sinh giới làm hai giới (thực vật và động vật) thì tảo thuộc giới thực vật. Hệ thống 4 giới của Coperland (Thực vật, động vật, Protista và Vi khuẩn) đã để toàn bộ tảo vào trong giới sinh vật phân cắt (protista) cùng với nấm và nguyên sinh động vật [theo 18]. Theo Gordon (1975), hệ thống 4 hay 5 giới chỉ là rút gọn cho dễ hiểu, còn thực tế nếu theo đúng nghĩa của giới thì phải chia sinh giới ra làm 19 giới, trong đó tảo chiếm 7 giới [theo 18]. Trong xây dựng hệ thống phân loại tảo, cũng có rất nhiều quan điểm khác nhau. Tảo có thể được sắp xếp vào 3 đến 7, 8 hoặc 11 ngành khác nhau. Pascher (1931) phân chia tảo thành 8 ngành [18]. Smith (1933, 1950) đã thừa nhận 11 nhóm tảo lớn nhóm thành 7 ngành (1950), ngang hàng với ngành Bryophyta cũng như các ngành khác của giới thực vật [theo 18]. Chadefauld (1960) dựa trên những dẫn liệu về tế bào học và đặc biệt là hóa học tế bào, đã phân chia tảo (trừ Vi khuẩn lam) thành 3 ngành là tảo Đỏ, tảo Màu và tảo Lục. Trong đó tảo Đỏ (Rhodophyta) với 1 lớp; tảo Màu (Chromophyta) bao gồm 5 lớp; tảo Lục (Chlorophyta) với 3 lớp [theo 6]. Trong luận văn này, chúng tôi theo hệ thống của Gordon F. Leedale chia tảo làm 12 ngành. Việc phân loại, định loại tảo mới chỉ đạt được một lượng nhỏ so với thực tế nên những năm gần đây, ở nhiều nơi trên thế giới vẫn có nhiều công trình về phân loại, định loại tảo. Bộ Chloroccales của ngành Chlorophyta đã được quan tâm nghiên cứu ở nhiều quốc gia trên thế giới. Ở Ấn Độ, việc nghiên cứu đã có từ rất lâu. Năm 1860, Wallich đã ghi nhận một số loài Chloroccales ở Bengal. Ông đã mô tả thêm 2 loài mới thuộc chi Tetraedron. Trong đó suốt thời gian từ 1937 -1945, Philipose đã ghi nhận ở Ấn Độ có 56 chi thuộc 15 họ và 208 loài [theo 21]. Trên thế giới, việc nghiên cứu thực vật nổi ở các hệ thống sông đã có nhiều thành tựu. Công trình nghiên cứu của E.A. Shtina (1941) ở sông Kama (Nga) đã 8
  16. Nguyễn Thị Dung – K23 QH Sinh học phát hiện được khoảng 420 loài thực vật nổi trong đó bộ Protococcales thuộc tảo Lục có 84 loài, bộ Desmidiales có 26 loài. Mặt khác, trong quá trình nghiên cứu, tác giả nhận ra rằng sự biến động theo mùa của thực vật nổi ở vùng này giữa các năm cơ bản là giống nhau [theo 30]. Nghiên cứu thực vật nổi lưu vực sông Iana ở Ia – cutxco, A.E.Komarenko (1968) đã phát hiện được 211 loài và dưới loài, trong đó tảo Lục có 36 loài. Tác giả còn đánh giá số lượng thực vật nổi và đặc điểm của chúng cũng như sự phân bố theo nhóm sinh thái. Kết quả cho thấy có 81,5% số lượng loài sống nổi đáy, chỉ có 18.5% số loài là thực sự điển hình sống trôi nổi [theo 30]. Nghiên cứu thực vật nổi ở vùng trung lưu của 2 sông Meta và Orinono (Venezuela), Humberto I. Carvajal – Chitty (1993) đã phát hiện ở sông Orinono có 177 loài, trong đó tảo Lục có 121 loài, còn ở sông Meta là 135 loài, trong đó tảo Lục có 80 loài [theo 30]. Thành phần loài và đa dạng thực vật nổi trên sông Ogun, Abeokuta, phía tây nam Nigeria được nghiên cứu từ 12/2011 – 6/2012 bởi Benjamin Onozeyi Dimowo. Tác giả đã ghi nhận được 41 taxon loài và dưới loài thực vật nổi thuộc 5 ngành: Vi khuẩn lam Cyanobacteriophyta (7 loài), tảo Vàng ánh Chrysophyta (15 loài), tảo Giáp Pyrrophyta (2 loài), tảo Mắt Euglenophyta (3 loài) và tảo Lục Chlorophyta (14 loài). Sự phong phú về mật độ và đa dạng thực vật nổi tại vùng nghiên cứu thấp là do sự ô nhiễm môi trường nước từ hoạt động của con người trong thời gian dài [33]. Bên cạnh việc phân loại, nhiều nhà khoa học còn chú ý đến tầm quan trọng của tảo và Vi khuẩn lam trong vai trò là những sinh vật chỉ thị cho chất lượng môi trường nước. Tảo Lục có vai trò rất lớn trong việc đánh giá tình trạng dinh dưỡng của thủy vực nước ngọt và đánh giá ô nhiễm bởi các chất hữu cơ. Thunmark (1945) đã đưa ra công thức tính độ dinh dưỡng của thủy vực dựa trên số loài của 2 bộ thuộc ngành tảo Lục là bộ Chloroccocales và bộ Desmisdiales [theo 34]. 9
  17. Nguyễn Thị Dung – K23 QH Sinh học Từ năm 1948, Nygaard mở rộng các khái niệm của Thunmark. Tác giả đã tiến hành phân loại một số ao và hồ ở Đan Mạch dựa trên việc sử dụng kết hợp 5 loại thương số khác nhau. Cuối cùng, ông đưa ra công thức tính độ dinh dưỡng của thủy vực dựa hoàn toàn trên cấu trúc quần xã tảo [theo 34]. Phương pháp quan trắc sinh học sử dụng tảo làm sinh vật chỉ thị đã được phát triển hơn 150 năm (Kolenati, 1948; Cohn. 1953) và có hơn 50 phương pháp đã được phát triển (Schwoerbel, 1970; Sladecek, 1973) [theo 35]. Nhiều tác giả dựa trên khái niệm loài chỉ thị để phân loại các hệ sinh thái (điển hình là các hồ nước ngọt) khác nhau. Rawson (1956), Kummerlin (1990) đưa ra danh sách các nhóm tảo ưu thế mà với sự có mặt của mỗi nhóm tảo sẽ đặc trưng cho tình trạng dinh dưỡng riêng của chính môi trường mà chúng đang sống (nghèo dưỡng – giàu dưỡng) [theo 32]. Việc sử dụng tảo (hoặc các sinh vật khác) để giám sát tình trạng ô nhiễm hữu cơ được khởi xướng đầu tiên bởi Kolkwitz và Marsson (1908). Palmer (1969) đã thực hiện một cuộc khảo sát tài liệu trên diện rộng để kiểm tra khả năng chịu đựng của các loài tảo trong môi trường nước bị ô nhiễm hữu cơ, và để kết hợp các dữ liệu vào một chỉ số ô nhiễm duy nhất nhằm mục đích đánh giá chất lượng nước. Các chi và loài tảo được liệt kê theo trật tự riêng phù hợp tương ứng với số điểm thể hiện khả năng chống chịu của chúng trong môi trường bị ô nhiễm hữu cơ [theo 32]. Heinonen (1980) khi nghiên cứu về hệ thực vật nổi ở một hồ nuôi cá đã ghi nhận được danh sách hơn 100 loài chỉ thị cho giàu dưỡng và 25 loài chỉ thị cho nghèo dưỡng. Loài chỉ thị cho giàu dưỡng là khi sự xuất hiện của chúng trong nước có tỉ lệ eutrophic/oligotrophic lớn hơn 2. Tỉ lệ tương ứng cho loài nghèo dưỡng là 0,7 [theo 32]. Khi nghiên cứu thành phần tảo từ 1250 mẫu nước thu tại các hồ khác nhau ở Thụy Điển, Rosén (1981) đã đánh giá mức độ đa dạng và phân loại các hồ này thành các nhóm: hồ axit hóa, hồ mùn, hồ nghèo dinh dưỡng, hồ dinh dưỡng trung 10
  18. Nguyễn Thị Dung – K23 QH Sinh học bình và hồ giàu dinh dưỡng [theo 32]. Bên cạnh đó, tác giả còn cho rằng: tảo Lục và Vi khuẩn lam thường xuất hiện trong môi trường có độ phì dưỡng cao, trong khi đó, môi trường nghèo dinh dưỡng lại chiếm ưu thế bởi ngành tảo Vàng ánh và những hồ nước sạch hiếm khi xuất hiện tảo Silic [theo 35]. J. T. Wu (1984) tiến hành thu và phân tích mẫu tại 13 điểm trên khu vực Taipei (sông, hồ, ao, vực). Chỉ số đa dạng và chỉ số saprobic được tính toán tại mỗi điểm dựa trên sự có mặt của loài chỉ thị và tần suất xuất hiện của chúng trong khu vực nghiên cứu. Tác giả sử dụng 5 loài hoặc 5 chi để chỉ thị cho chất lượng môi trường nước tại mỗi điểm khảo sát. Bên cạnh đó, ông còn chỉ ra được mối tương quan giữa chỉ số đa dạng của quần xã tảo với tỉ số N/P trong nước [40]. Theo nghiên cứu của Ayodhya D. Kshirsagar (2013), 162 loài thuộc 75 chi tảo đã được ghi nhận tại ba điểm khảo sát trên sông Mula, Ấn Độ. Tác giả đã sử dụng bảng chỉ số của các chi và loài tảo cho sông Mula để tính điểm cho từng mẫu. Điểm số tổng cộng ô nhiễm cho 3 vị trí khảo sát lần lượt là 19, 37, 42 khi áp dụng chỉ số ô nhiễm chi và 9, 31, 34 khi áp dụng chỉ số ô nhiễm loài. Kết quả các thông số thủy lý hóa và chỉ số ô nhiễm Palmer đều cho thấy điểm II và III ô nhiễm hữu cơ cao hơn so với điểm I [31]. 1.3.2. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam Do kích thước nhỏ bé và kĩ thuật hỗ trợ cho công tác nghiên cứu còn hạn chế nên các công trình nghiên cứu tảo và Vi khuẩn lam ở Việt Nam được tiến hành muộn hơn so với nhiều nhóm sinh vật khác nhưng cũng đạt được một số thành tựu nhất định. Công trình nghiên cứu đầu tiên về tảo ở Việt Nam do J.Loureio tiến hành năm 1793, ông đã mô tả tảo Lục Ulvapisum. Năm 1904, M.D.Boist và P.Petit đã mô tả 38 loài tảo Silic tìm thấy ở miền Nam, Việt Nam [theo 1]. Năm 1927, P. Fremy đã công bố 3 loài Vi khuẩn lam ở Việt Nam. Cuốn danh lục các loài thực vật Việt 11
  19. Nguyễn Thị Dung – K23 QH Sinh học Nam (2001) đã thống kê được 2191 loài tảo thuộc 9 ngành và 368 loài Vi khuẩn lam [25]. Các công trình nghiên cứu ở Việt Nam về tảo và Vi khuẩn lam sau đó liên tục được thực hiện tại nhiều khu vực và loại hình thủy vực khác nhau. Từ năm 1963 đến năm 1966, công trình khảo sát sinh vật phù du ở các thủy vực nước ngọt và ven biển dọc các tỉnh từ Huế vào Cà Mau dưới sự chủ trì của Shirota đã được tiến hành. Năm 1966, trong cuốn “The Plankton of South Vietnam”, thành phần thực vật phù du biển gồm 222 loài và dưới loài tảo Silic, 97 loài và dưới loài tảo Giáp, 2 loài Vi khuẩn lam; về thành phần tảo nước ngọt có 388 loài và dưới loài gồm 57 loài và dưới loài tảo Mắt, 152 loài và dưới loài tảo Lục, 29 loài và dưới loài Vi khuẩn lam, 103 loài và dưới loài tảo Silic, 4 loài tảo Roi lệch và 43 loài và dưới loài tảo Vòng [theo 38]. Tuy chỉ mới trình bày bảng tên loài cùng với những hình vẽ còn đơn giản, không có phần mô tả hình thái mà chỉ nêu các kích thước nhưng đây là công trình nghiên cứu quan trọng về thực vật phù du, đặt nền móng cho các nghiên cứu về vi tảo của Việt Nam cho đến hiện nay. Với danh mục loài phong phú, công trình đã giới thiệu bao quát bề thực vật nổi vùng ven biển miền Nam, Việt Nam - điều mà trước đó chưa có tác giả nào thực hiện được. 128 taxon bậc loài và dưới loài đã được công bố bởi Hortobagyi (1966 – 1969) khi ông điều tra về tảo ở Hồ Gươm (Hà Nội), trong đó tảo Lục có 103 taxon chiếm 80,5%, 24 loài Vi khuẩn lam, 1 loài tảo Mắt, có 33 loài mới đối với khoa học. Riêng chi Scenedesmus có 30 taxon [theo 21]. Trong công trình luận án phó tiến sĩ sinh học “Dẫn liệu về khu hệ tảo nước ngọt miền Bắc Việt Nam” (1979) của Nguyễn Văn Tuyên, ông đã giới thiệu 979 taxon bậc loài và dưới loài thuộc 181 chi, 70 họ, 25 bộ của 7 ngành tảo và ngành Vi khuẩn lam. Trong đó, tảo Mắt có 136 loài và dưới loài, Vi khuẩn lam 18 loài và dưới loài, tảo Lục 388 loài và dưới loài, tảo Vàng 2 loài, tảo Vàng ánh 2 loài, tảo Giáp 10 loài và tảo Silic 260 loài và dưới loài. Đặc biệt, nghiên cứu này đã đóng góp thêm 766 taxon loài và dưới loài mới cho Việt Nam [28]. 12
  20. Nguyễn Thị Dung – K23 QH Sinh học Dương Đức Tiến trong luận án tiến sĩ khoa học “Khu hệ Tảo các thủy vực nước ngọt Việt Nam” (1982) đã công bố 1.402 loài và dưới loài vi Tảo, trong đó có 530 loài tảo Lục, 388 loài tảo Silic, 344 loài Vi khuẩn lam, 78 loài tảo Mắt, 30 loài tảo Hai roi, 14 loài Tảo Vàng, 9 loài tảo Vòng, 5 loài tảo Roi lệch và 4 loài tảo Đỏ [theo 21]. Ở khu vực miền Trung, Võ Hành (1983) khi nghiên cứu hồ Kẻ Gỗ (Hà Tĩnh) đã công bố 191 taxon bậc loài và dưới loài [theo 30]. Tôn Thất Pháp (1993) đã mô tả 224 loài và dưới loài Tảo và Vi khuẩn lam khi nghiên cứu thực vật thủy sinh ở phá Tam Giang (Thừa Thiên Huế). Trong đó, ngành Chrysophyta có số loài cao nhất (119 loài), sau đó là ngành Chlorophyta (21 loài), ngành Pyrrophyta (16 loài) và ít nhất là ngành Cyanophyta (15 loài). Nghiên cứu cũng đã xác định được có 5 chi, 16 loài và 3 thứ mới đối với Việt Nam [15]. Năm 1994, Võ Hành lại công bố 45 loài tảo Lục (thuộc bộ Chloroccocales) sống trong khu vực Bình Trị Thiên và bổ sung 19 taxon mới đối với khu vực này [33]. Trong năm 1995, tác giả đã công bố 65 taxon thuộc bộ Chlorococcales khi nghiên cứu 121 thủy vực nước ngọt thuộc 5 tỉnh Bắc Trường Sơn [theo 21]. Tổng hợp các đặc điểm cơ bản về hình thái phân loại và phân bố các loài tảo Lục ở Việt Nam, Dương Đức Tiến và Võ Hành (1997) đã mô tả chi tiết đặc điểm phân loại hơn 800 loài và dưới loài tảo Lục ở Việt Nam cũng như các địa điểm phân bố của chúng trong cuốn “Tảo nước ngọt Việt Nam - Phân loại bộ tảo Lục (Chlorococcales)” [23]. Cũng trong năm 1997, Lê Hoàng Anh, Dương Đức Tiến khi nghiên cứu vi Tảo ở sông Nhuệ đã phát hiện được 105 loài trong đó có 36 loài thuộc bộ Protococcales với các chi Pediastrum và Scenedesmus đóng vai trò chủ đạo [theo 30]. Công trình “Chất lượng nước và thành phần loài vi Tảo (Microalgae) ở sông La – Hà Tĩnh” của Lê Thị Thúy Hà, Võ Hành (1999) đã xác định được thành phần loài vi Tảo sống ở sông La gồm 136 loài vi Tảo thuộc 5 ngành (Vi khuẩn lam, tảo 13
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.01: Bộ Luận Văn Thạc Sĩ Quản Trị Kinh Doanh MBA
165 tài liệu
2069 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2