PHÚ D NGƯỠ
CÁC H SINH THÁI N C NG TỞ Ệ ƯỚ Ọ
Giáo viên : PGS. TS L u Đ c H iư ứ ả
Sinh viên: Lê Th H ng - Võ Th Thuị ươ ị
L p: K9-CLC Môi Tr ngớ ườ
1
I. Khái ni mệ
Hi n t ng phú d ng ( eutrophication) là hi n t ng n ng đ các ch tệ ượ ưỡ ệ ượ ồ ộ ấ
dinh d ng, đ c bi t là N, P tăng quá cao.ưỡ ặ ệ
Hi n t ng phú d ng các h sinh thái n c ng t gây ra s phát tri nệ ượ ưỡ ở ệ ướ ọ ự ể
bùng n c a các loài t o, rong đ c g i là hi n t ng n hoa trong n c.ổ ủ ả ượ ọ ệ ượ ở ướ
T o là loài th c v t phù du, đ n bào, có th đ c mô t b ng công th c:ả ự ậ ơ ể ượ ả ằ ứ
( CH2O)106(NH3)16H3PO4
Nh v y, t o đ c c u t o t các nguyên t chinh: C, N, P, O, H.. T côngư ậ ả ượ ấ ạ ừ ố ừ
th c trên, t s C:N:P là 106:16:1. T s N:P = 16: 1 đ c g i là “ giá tr biên đứ ỷ ố ỷ ố ượ ọ ị ộ
đ - redfield value”. Giá tr này bi u th l ng c n thi t N và P t o nên rong t o,ỏ ị ể ị ượ ầ ế ạ ả
t đó có th xác đ nh đ c y u t nào là y u t h n ch ti m năng phát tri nừ ể ị ượ ế ố ế ố ạ ế ề ể
rong t o.Khi N:P >16 thì P tr thành y u t gi i h n. Ng c l i, N:P <16 thì N trả ở ế ố ớ ạ ượ ạ ở
thành y u t gi i h n.ế ố ớ ạ
Trong các h sinh thái n c ng t thì y u t gi i h n th ng là P b i vì:ệ ướ ọ ế ố ớ ạ ườ ở
•Các dòng ch y tràn trên m t ch a m t l ng l n nitratả ặ ứ ộ ượ ớ
•N d i d ng nitrat d b hòa tan do đó d b r a trôi ra các h sinhướ ạ ễ ị ễ ị ử ệ
thái n c ng t.ướ ọ
•M t s loài t o l c và vi khu n có kh năng c đ nh nit d i d ngộ ố ả ụ ẩ ả ố ị ơ ướ ạ
N2 t khí quy nừ ể
II. Di n bi n c a quá trình phú d ngễ ế ủ ưỡ
Trong các h sinh thái n c ng t, luôn t n t i s n các loài t o và m t hàmệ ướ ọ ồ ạ ẵ ả ộ
l ng nh t đ nh các ch t N, P đ đ m b o s phát tri n bình th ng c a các hượ ấ ị ấ ể ả ả ự ể ườ ủ ệ
sinh thái này.
Khi n ng đ N, P tăng lên, nó s kích thích s phát tri n c a t o- g i làồ ộ ẽ ự ể ủ ả ọ
hi n t ng “t o n hoa ” đó là s phát tri n m t cách v t b c v s l ng cácệ ượ ả ở ự ể ộ ượ ậ ề ố ượ
loài t o trong h sinh thái n c( đây xét đ n h sinh thái n c ng t).Tùy thu cả ệ ướ ở ế ệ ướ ọ ộ
vào s tham gia c a loài t o vào hi n t ng “t o n hoa” mà s l ng t o phátự ủ ả ệ ượ ả ở ố ượ ả
tri n các m c đ khác nhau. đi u ki n bình th ng, t o có10- 100 tb/mlể ở ứ ộ Ở ề ệ ườ ả
n c, còn trong đi u ki n phú d ng t o có th lên t i 10ướ ề ệ ưỡ ả ể ớ 4-105 tb/ml n c(th mướ ậ
chí lên t i hàng tri u tb/ml n c – loài Gyrodinium aureulumớ ệ ướ ), kéo theo đó là sự
đ i màu c a n c- đây là d u hi u d nh n bi t nh t c a h sinh thái n c ng tổ ủ ướ ấ ệ ễ ậ ế ấ ủ ệ ướ ọ
b phú d ng.Tuy nhiên không ph i lúc nào hi n t ng này cũng x y ra, có nh ngị ưỡ ả ệ ượ ả ữ
tr ng h p t o n hoa nh ng không làm thay đ i màu n c.Trong h sinh tháiườ ợ ả ở ư ổ ướ ệ
n c ng t, th ng có t o l c, t o lam hay t o giáp do v y n c th ng đ i màuướ ọ ườ ả ụ ả ả ậ ướ ườ ổ
xanh.
2
S khác bi t gi a h bình th ng và h phú d ngự ệ ữ ồ ườ ồ ưỡ
T o phát tri n bao nhiêu thì cũng có m t l ng l n t o b ch t đi.Khi t oả ể ộ ượ ớ ả ị ế ả
ch t đi s đ c các vi khu n phân h y, chúng l y đi Oế ẽ ượ ẩ ủ ấ 2 khu ch tán trong môiế
tr ng n c đ phân h y t o ch t phát tri n:ườ ướ ể ủ ả ế ể
(CH2O)106(NH3)H3PO4 + 138 O2=106 CO2+122H2O+16HNO3+ H3PO4.
Nh v y đ phân h y 1 phân t t o thì vi khu n đã l y đi c a môi tr ngư ậ ể ủ ử ả ẩ ấ ủ ườ
276 nguyên t ôxi, làm gi m n ng đ ôxi làm cho các loài cá và sinh v t th y sinhử ả ồ ộ ậ ủ
khác không đ ôxi mà ch t ng t.ủ ế ạ
Đ ng th i, t o ch t đi, r i xu ng đáy, t o thành l p tr m tích đáy h , lâuồ ờ ả ế ơ ố ạ ớ ầ ở ồ
d n làm cho h nông d n đi.Môi tr ng đáy là n i n ng đ ầ ồ ầ ườ ơ ồ ộ O2 r t th p, các viấ ấ
khu n phân h y trong đi u ki n y m khí, k t qu là sinh ra các khí nh Hẩ ủ ề ệ ế ế ả ư 2S…
gây mùi hôi th i, làm n c b v n đ c, có màu đen ho c xám đen. ố ướ ị ẩ ụ ặ
III. Các y u t nh h ng đ n quá trình phú d ngế ố ả ưở ế ưỡ
1 . Ch t dinh d ngấ ưỡ
Đây là y u t quan tr ng nh t ,b i l nó quy t đ nh đ n s sinh sôi, phátế ố ọ ấ ở ẽ ế ị ế ự
tri n c a t o.ể ủ ả
Các ho t đ ng c a con ng i ngày càng cung c p cho h sinh thái n cạ ộ ủ ườ ấ ệ ướ
ng t hàm l ng l n N, P- quá trình phú d ng hóa do con ng i, tuy nhiên còn cóọ ượ ớ ưỡ ườ
hi n t ng phú d ng hóa do t nhiên- đó là tr ng h p các ao, h n m trên cácệ ượ ưỡ ự ườ ợ ồ ằ
t ng đ t s n sinh P, do v y s h n ch th m chí ng ng h n các ngu n cung c pầ ấ ả ậ ự ạ ế ậ ừ ẳ ồ ấ
N, P do con ng i cũng không th ngăn ch n quá trình phú d ng .ườ ể ặ ưỡ
2. Đ sâu c a hộ ủ ồ
H càng sâu thì các ch t dinh d ng s b l ng xu ng t ng đáy, cách xaồ ấ ưỡ ẽ ị ắ ố ầ
ph m vi sinh s ng t ng m t do v y h n ch đ c hi n t ng “t o n hoa”.ạ ố ở ầ ặ ậ ạ ế ượ ệ ượ ả ở
3
Cá ch t hàng lo t doế ạ
thi u ôxiế
3. Kh năng l u chuy n n cả ư ể ướ
N c mà l u chuy n càng nhanh thì s kéo các ch t dinh d ng ra kh i hướ ư ể ẽ ấ ưỡ ỏ ệ
sinh thái , khi n cho các loài t o không đ th i gian đ s d ng các ch t dinhế ả ủ ờ ể ử ụ ấ
d ng này.Nh ng ao, h t đ ng – ao, h mà không có dòng n c d n vào đi raưỡ ữ ồ ụ ọ ồ ướ ẫ
mà ngu n cung c p n c ch y u t n c ng m, n c ch y tràn trên m t cònồ ấ ướ ủ ế ừ ướ ầ ướ ả ặ
n c đi ra do ng m qua đ t hay b c h i n c, có nguy c l n d n đ n hi nướ ấ ấ ố ơ ướ ơ ớ ẫ ế ệ
t ng phú d ng.ượ ưỡ
4. Các đi u kiên khí h uề ậ
Khi có các y u t v ánh sáng, nhi t đ , đ m thích h p thì s đ y nhanhế ố ề ệ ộ ộ ẩ ợ ẽ ẩ
quá trình phát tri n c a t o gây ra hi n t ng phú d ng. Chính vì l đó, hi nể ủ ả ệ ượ ưỡ ẽ ệ
t ng phú d ng th ng g p vào mùa đông hau mùa hè vì mùa đông có nhi t đượ ưỡ ườ ặ ệ ộ
th p, kh năng b c h i n c kém đi nên l ng nitrat di chuy n vào không khí ít. ấ ả ố ơ ướ ượ ể
Tóm l i, hi n t ng phú d ng s có ti m năng phát tri n h sinh tháiạ ệ ượ ưỡ ẽ ề ể ở ệ
n c ng t mà h i t các y u t :ướ ọ ộ ụ ế ố
Hàm l ng N, P cao ( t các ngu n do con ng i hay t nhiên).ượ ừ ồ ườ ự
Đ sâu th pộ ấ
Kh năng l u chuy n n c kémả ư ể ướ
Các đi u ki n khí h u thu n l iề ệ ậ ậ ợ
III. Các ngu n gây hi n t ng phú d ngồ ệ ượ ưỡ
Vi c phân lo i các ngu n gây ra hi n t ng phú d ng là r t quan tr ngệ ạ ồ ệ ượ ưỡ ấ ọ
trong vi c đ i phó, gi i quy t v n đ này.ệ ố ả ế ấ ề
1. Ngu n đi m ( point source)ồ ể
Là ngu n xác đ nh trong môi tr ng không gian nh , trong đó các ch t th iồ ị ườ ỏ ấ ả
ch a hàm l ng l n các ch t dinh d ng đ c đ tr c ti p vào HST n c ng tứ ượ ớ ấ ưỡ ượ ổ ự ế ướ ọ
qua các h thông c ng, rãnh, ng d n ch t th i t các nhà máy, khu công nghi p,ệ ố ố ẫ ấ ả ừ ệ
khu dân c . ư
Đáng chú ý là hi n t ng s d ng b t gi t, các ch t t y r a có ch a P,ệ ượ ử ụ ộ ặ ấ ẩ ử ứ
n c th i đ c đ a vào ao, h . B t gi t ch a P san xu t t năm 1940. Gi aướ ả ượ ư ồ ộ ặ ứ ấ ừ ữ
nh ng năm 1950 – 1970 l ng b t gi t tiêu th tăng g p 5 l n Mĩ và g p 7 l nữ ượ ộ ặ ụ ấ ầ ở ấ ầ
Anh. P t b t gi t chi m 47 -65% t ng s P trong n c c ng t 6 tr m x lí ở ừ ộ ặ ế ổ ố ướ ố ừ ạ ử ở
Anh vào năm 1971 so v i 10 – 20% vào năm 1957ớ
4
C ng x th iố ả ả
t nhà máyừ
đ tr c ti pổ ự ế
ra ao, hồ
Ngu n t công nghi p: m c đ tùy theo t ng nghành công nghi p. Ví dồ ừ ệ ứ ộ ừ ệ ụ
nghành công nghi p r u bia Anh m t ngày th i ra sông 11.000 mệ ượ ở ộ ả 3 có n ng đồ ộ
156mg N/l và 20 mg P/l. Nghành ch bi n th c ph m và nghành công nghi p lenế ế ự ẩ ệ
yêu c u công đo n r a r t nhi u th ng có n c th i ch a nhi u N, P.ầ ạ ử ấ ề ườ ướ ả ứ ề
Vi c xác đ nh đ c ngu n gây hi n t ng này s d dàng cho vi c x lí.ệ ị ượ ồ ệ ượ ẽ ễ ệ ử
2. Ngu n phân tán ( nonpoint source)ồ
Là ngu n d n các ch t dinh d ng (N,P) vào các HST n c ng t khôngồ ẫ ấ ưỡ ướ ọ
theo m t con đ ng nh t đ nh ( công, rãnh…), chúng th ng r t đa d ng trongộ ườ ấ ị ườ ấ ạ
không gian và mang tính t m th i ( ph thu c vào mùa, đi u ki n th i ti t…)ạ ờ ụ ộ ề ệ ờ ế
M t d ng chính c a ngu n phân tán này là các dòng ch y tràn trên m t.ộ ạ ủ ồ ả ặ
Chúng đ c hình thành khi m a, băng tan hay t i tiêu, n c không ch ng mượ ư ướ ướ ỉ ấ
xuông đ t mà t o thành nh ng dòng ch y t m th i. Nh ng dòng ch y này đi tấ ạ ữ ả ạ ờ ữ ả ừ
cánh đ ng, đ ng ph , khu t p k t rác th i… và cu n theo nó là vô s các ch tồ ườ ố ậ ế ả ố ố ấ
c n bã, các ch t dinh d ng xu ng các HST ao, h .ặ ấ ưỡ ố ồ
Các dòng ch y t nông nghi p:ả ừ ệ
Trong nông nghi p, đ tăng năng su t, ng i ta đã s d ng m t l ng l nệ ể ấ ườ ử ụ ộ ượ ớ
phân bón mà ch y u là phân đ m ( ch a N), phân lân ( ch a P). Tuy nhiên, ch cóủ ế ạ ứ ứ ỉ
30-40% l ng phân bón đ a vào cây có kh năng h p th , còn l i s b tích tượ ư ả ấ ụ ạ ẽ ị ụ
trong đ t. Hi n t ng xói mòn x y ra s cu n theo l ng phân bón d th a đó đấ ệ ượ ả ẽ ố ượ ư ừ ổ
ra ngu n n c.Ngày nay, l ng phân bón s d ng tăng lên nhanhồ ướ ượ ử ụ
chóng.Owen(1970) cho r ng nông nghi p chi m 71% kh i l ng nit ch yằ ệ ế ố ượ ơ ả
xu ng sông Great Ouse mi n trung n c Anh.Còn Đ c L c nông dân bónố ở ề ướ ở ắ ắ
l ng phan chúa nit là 600 kg/ha cho cà phê d t đ v n không cho năng su t caoượ ơ ấ ỏ ẫ ấ
h n v i vi c bón 200kg/ha, l ng d th a s đ vào sông h và làm phú d ngơ ớ ệ ượ ư ừ ẽ ổ ồ ưỡ
hóa
Ch t th i t đ ng v t cũng là nguôn l n gây hi n t ng phú d ng.ấ ả ừ ộ ậ ớ ệ ượ ưỡ
L ng P do gia súc th i ra g p 4 l n l ng do con ng i th i ra. ượ ả ấ ầ ượ ườ ả
5
N c ch y trànướ ả
trên m t- đ aặ ư
các ch t dinhấ
d ng t m iưỡ ừ ọ
n i xu ng cácơ ố
HST n c ng t.ướ ọ