Khảo sát một số yếu tố môi trường nước, phân loại và đánh giá nồng độc của tảo tuyến sông hậu, tỉnh an giang năm 2005 -2006

NGUYỄN THỊ HÒA HIỆP KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG NƯỚC, PHÂN LOẠI VÀ ðÁNH GIÁ NỒNG ðỘ ðỘC CỦA TẢO TUYẾN SÔNG HẬU, TỈNH AN GIANG NĂM 2005 - 2006 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN Tháng 10.2006 TRƯỜNG ðẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP - TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN NGUYỄN THỊ HÒA HIỆP KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG NƯỚC, PHÂN LOẠI VÀ ðÁNH GIÁ NỒNG ðỘ ðỘC CỦA TẢO TUYẾN SÔNG HẬU, TỈNH AN GIANG NĂM 2005 - 2006 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Ks. Trịnh Thị Lan Tháng 10.2006 TRƯỜNG ðẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP - TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG NƯỚC, PHÂN LOẠI VÀ ðÁNH GIÁ NỒNG ðỘ ðỘC CỦA TẢO TUYẾN SÔNG HẬU, TỈNH AN GIANG NĂM 2005 - 2006 Do sinh viên: NGUYỄN THỊ HÒA HIỆP thực hiện và ñệ nạp. Kính trình Hội ñồng chấm luận văn tốt nghiệp xét duyệt. Long Xuyên, ngày……tháng….năm 2006 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Ks. Trịnh Thị Lan TRƯỜNG ðẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP - TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN TRƯỜNG ðẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP - TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN Hội ñồng chấm luận văn tốt nghiệp ñã chấp thuận luận văn ñính kèm với tên ñề tài: KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG NƯỚC, PHÂN LOẠI VÀ ðÁNH GIÁ NỒNG ðỘ ðỘC CỦA TẢO TUYẾN SÔNG HẬU, TỈNH AN GIANG NĂM 2005 - 2006 Do sinh viên: NGUYỄN THỊ HÒA HIỆP Thực hiện và bảo vệ trước Hội ñồng ngày :………………………………………. Luận văn ñã ñược hội ñồng ñánh giá ở mức:……………………………………... Ý kiến của Hội ñồng: ………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………. Long Xuyên, ngày…..tháng…..năm 2006 Chủ Tịch Hội ñồng TRƯỞNG KHOA NN - TNTN TRƯỜNG ðẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP - TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN TIỂU SỬ CÁ NHÂN Họ và Tên: NGUYỄN THỊ HÒA HIỆP Sinh năm: 25 /05 /1984 Tại: Phường Mỹ Bình – Thành phố Long Xuyên – tỉnh An Giang Con Ông: Nguyễn Văn Vĩnh và Bà: Nguyễn Thị Kim Hòa Tốt nghiệp phổ thông: tại trường Trung Học Phổ Thông Thoại Ngọc Hầu. Vào trường ðại học An Giang : Năm 2002. Học lớp : ðH3PN1 Khóa 3 Thuộc : Khoa Nông Nghiệp - Tài Nguyên Thiên Nhiên. ðã tốt nghiệp : Kỹ sư ngành Phát Triển Nông Thôn năm 2006. Ảnh 4 x 6 1 CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU Mêkông là sông lớn nhất Châu Á, nguồn cung cấp nước và các tài nguyên khác cho dân cư dọc bờ sông. Qua nhiều thập kỉ, ñây là hệ thống sông có sự ña dạng về chủng loài cá cao nhất, chỉ ñứng sau Amazon. Tuy nhiên, trong những năm gần ñây, sông Mêkông bị khai thác quá mức do nhu cầu sử dụng nước và năng lượng gia tăng nhằm thực hiện ñô thị hóa và công nghiệp hóa của các quốc gia dọc bờ sông. Những hoạt ñộng này gây ảnh hưởng nghiêm trọng ñến hệ sinh thái của sông và làm mất ñi sự ña dạng sinh học, ô nhiễm nước, mực nước bị dao ñộng mạnh và xói mòn ñất. Sông Mêkông chảy qua nhiều nước như Trung Quốc, Myanma, Vương quốc Lào, Thái Lan, Campuchia và khi ñến Việt Nam, nó chia ra thành hai hệ thống sông chính là sông Tiền và sông Hậu, chúng chi phối mạnh mẽ sự phát triển của ðồng Bằng Sông Cửu Long. Sông Tiền và sông Hậu ñóng vai trò khá quan trọng ñối với mọi hoạt ñộng sản xuất, phát triển kinh tế trong vùng ðồng Bằng Sông Cửu Long. Trên ñịa bàn tỉnh An Giang, sông Hậu có lưu lượng và trữ lượng nước mặt khá dồi dào, là nguồn cung cấp nước chủ yếu cho sinh hoạt và phục vụ các hoạt ñộng sản xuất như nuôi trồng thủy sản, nước tưới cho nông nghiệp…Hiện nay, do mở rộng ñược thị trường tiêu thụ, hoạt ñộng nuôi trồng thủy sản có lãi nên số lượng bè cá gia tăng. Tính ñến giữa năm 2001, toàn tỉnh có khoảng 3080 bè, lồng nuôi cá, gia tăng hơn 1000 bè so với năm 1997 và ñang còn tiếp tục gia tăng ñã dẫn ñến tình trạng xuất hiện ô nhiễm nước mặt cục bộ ở một số ñoạn thuộc sông Hậu. Vấn ñề này ñã tác ñộng tiêu cực ñối với sức khỏe người dân và với chính hoạt ñộng sản xuất nuôi cá bè. Thêm vào ñó, An Giang ñang ở bước ñầu của sự phát triển toàn diện. Trong tương lai sẽ có nhiều dự án và công trình ñược xây dựng, mức ñộ phát triển các ngành nông lâm thủy sản sẽ ngày càng phát triển cao hơn, chắc chắn các yếu tố chất lượng nước bị thay ñổi theo chiều hướng bất lợi nếu không ñược kiểm soát chặt chẽ. Chính vì lí do này mà ñề tài “Khảo sát một số yếu tố môi trường nước, phân loại và ñánh giá nồng ñộ ñộc của tảo tuyến sông Hậu, tỉnh An Giang năm 2005 – 2006” ñược thực hiện nhằm có ñược những thông tin làm cơ sở cho việc phân tích, ñánh giá hiện trạng môi trường năm 2005 - 2006. 2 Nội dung nghiên cứu Quan trắc một số yếu tố môi trường nước nhằm ñánh giá hiện trạng và theo dõi biến ñộng chất lượng nước ở sông Hậu qua hai mùa. Xác ñịnh thành phần giống loài tảo và hàm lượng ñộc tố Microcystin của chúng ở sông Hậu trong mùa mưa và mùa nắng. 3 CHƯƠNG II. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1. Tình hình ô nhiễm nước Nước ñược thừa nhận như một nguồn tài nguyên chiến lược của mỗi quốc gia, là một trong các nguồn tài nguyên chủ chốt nhất của Trái ñất, bảo ñảm sự an toàn thực phẩm, duy trì sự cân bằng của các hệ sinh thái, và ñảm bảo sự hoạt ñộng của con người trong một thế giới ñầy những biến ñộng nhanh chóng về ñịa lí, xã hội và môi trường (Nguyễn Hữu Phú, 2001). Ngày nay, con người tác ñộng vào tự nhiên làm cho khí hậu toàn cầu thay ñổi, ñiển hình là hiệu ứng nhà kính, và hậu quả của nó làm cho mực nước biển dâng lên, lượng mưa tăng nhưng lượng nước ngầm giảm ñi ñáng kể. Hơn thế nữa, việc xây dựng các hồ chứa nước, ngăn ñập…ñã làm phá vỡ nghiêm trọng hệ thống các dòng chảy, gây suy thoái và ô nhiễm các nguồn nước (Lê Huy Bá, 2002) Lượng chất thải ñộc hại, thậm chí cả chất phóng xạ cũng ñược ñưa vào môi trường nước làm cho mức ñộ ô nhiễm nguồn nước ngày một trầm trọng hơn. Ở thập niên 1950, người ta ñã chứng kiến trận dịch Mianamata ở Nhật Bản, gây tử vong cho 46 người. Ô nhiễm nguồn nước có thể làm cho chuỗi thức ăn bị tích tụ sinh học và khuếch ñại sinh học các ñộc chất, rất có hại cho ñộng vật và con người (Lê Huy Bá, 2002). Sông Detroit, hàng ngày ñổ vào hồ Erie khoảng 20 triệu tấn chất thải ñủ các loại, trong ñó có cả các chất diệt cỏ, trừ sâu, dầu hỏa…và cả chất thải phóng xạ, biến hồ Erie thành “hồ chết” (Lê Huy Bá, 2002). Nhìn chung, nguồn nước mặt trên Thế giới ñã bị ô nhiễm trầm trọng. Riêng năm 1980, trên Thế giới ñã có 720 triệu người và theo tính toán thì năm 2000 ñã có 1 tỷ người không ñược sử dụng nước sạch. Tình trạng cung cấp nước sạch hiện nay là không ñáp ứng ñủ : Báo cáo của Liên Hợp Quốc (2006) cho biết toàn thế giới hiện có 1,1 tỷ người thiếu nước sạch, cứ 5 người thì có 1 người thiếu nước uống, cứ 2 người thì có một người không ñược sử dụng hệ thống nước ñược xử lí hợp vệ sinh và 5 triệu người chết hàng năm vì dùng nước bị ô nhiễm. ðây là nguyên nhân dẫn ñến nhiều loại dịch bệnh như tả và sốt rét vốn ñang làm 3,1 triệu người chết trong năm 2002. Ở Anh, 90% dân cư sử dụng nước trong tình trạng không kiểm soát ñược. Qua nghiên cứu, người 4 ta cho biết sông Missisippi ở Mỹ chứa ñến 36 hợp chất hóa học gây ô nhiễm nguồn nước. Tóm lại, hiện trạng môi trường nước trên Thế giới ñang suy thoái. Việc làm cần thiết hiện nay là tiến hành xây dựng một mạng lưới các trạm kiểm soát chất lượng nước rộng khắp, thiết lập các kế hoạch quản lí tài nguyên nước bền vững trên phạm vi rộng nhằm giảm thiểu các yếu tố, nhân tố gây ô nhiễm. 2.2. Tổng quan nghiên cứu về quan trắc môi trường nước 2.2.1. Trên thế giới Từ những năm 1960, các tổ chức của Liên hiệp quốc như WMO, WHO, UNESCO…ñã tổ chức quan trắc, ño ñạc và theo dõi những biến ñổi về thành phần và chất lượng môi trường. Tuy nhiên, những trạm quan trắc này chỉ ñược ñặt trong một số nước, khu vực có vấn ñề môi trường quan trọng, chưa mang tính chất toàn cầu, rộng lớn và ñồng bộ. ðể thống nhất trên toàn thế giới, năm 1973 Chương trình Môi trường của Liên hiệp quốc (UNEP) cùng với các tổ chức nói trên ñã xây dựng Hệ thống Quan trắc Môi trường toàn cầu (GEMS) với ba ñối tượng giám sát chủ yếu: nước, không khí và thực phẩm (Lê Trình, 2000). Hệ thống quan trắc chất lượng nước toàn cầu (GEMS/WATER) ñược thiết lập từ năm 1997. Hiện nay, có trên 120 nước tham gia hoạt ñộng trong hệ thống này. Trong tổng số 448 trạm quan trắc chất lượng nước toàn cầu, có 310 trạm quan trắc nước sông, 63 trạm quan trắc nước hồ chứa và 85 trạm quan trắc nước ngầm. ðối với môi trường biển, GEMS kiểm soát thông qua 10 chương trình môi trường biển khu vực. Các trạm quan trắc của GEMS không phân bố ñều, mà tập trung vào các khu vực bị ô nhiễm nặng do nước thải và các chất thải khác ở khu vực Tây Âu, Bắc Mỹ và các khu vực thiếu nước do ít mưa. Hội nghị Liên hiệp quốc về Môi trường và Phát triển (UNCED) tại Rio de Janeiro, Brazil, 1992, ñã nhấn mạnh tầm quan trọng của các chương trình liên quan ñến quản lý môi trường các hệ sinh thái trên cạn, dưới nước và khí quyển, sử dụng an toàn hóa chất ñộc hại, ñồng thời giảm thiểu và kiểm soát chất thải nguy hại công nghiệp. Theo Nguyễn Thị Kim Thái và Lê Thị Hiền Thảo (2003), nguy cơ ô nhiễm môi trường nước ñang diễn ra trên qui mô toàn cầu. Ở nhiều nước trên 5 thế giới, kể cả các nước phát triển cũng chưa khắc phục ñược nguy cơ mắc bệnh truyền nhiễm do nguồn nước bị ô nhiễm gây ra. Khi việc bảo vệ nguồn nước trở thành vấn ñề bức thiết thì các luật lệ và tiêu chuẩn vệ sinh môi trường nước cũng bắt ñầu ñược hình thành theo các quan ñiểm khoa học và thực tiễn hơn. Việc kiểm soát chất lượng dòng xả ra nguồn nước cũng ñã ñược ñưa vào thành các tiêu chuẩn quốc gia (Nguyễn Thị Kim Thái và Lê Thị Hiền Thảo (2003). - Ở Mỹ, từ năm 1948 ñã bắt ñầu thực hiện luật kiểm soát ô nhiễm nước. ðến năm 1970 thì việc ñánh giá tác ñộng môi trường ñược thực hiện dưới dự lãnh ñạo của Tổ chức hoạt ñộng chính sách môi trường Quốc gia (NEPA) và Hội ñồng chất lượng môi trường (CEQ). - Ở Bỉ vào năm 1950, trên cơ sở yêu cầu chất lượng nước cho các ñối tượng sử dụng, ñã ñề ra luật về vệ sinh môi trường nước. Ở các nước ðông Âu như Liên Xô, Hungari, Ba Lan, Bungari…các loại tiêu chuẩn liên quan tới môi trường nước ñều ñã ñược thiết lập (Nguyễn Thị Kim Thái và Lê Thị Hiền Thảo (2003). Theo Lê Trình (2000), ñối với các nước khu vực Châu Á, trong những năm gần ñây với tốc ñộ tăng trưởng kinh tế như vũ bão ñã gây ra nhiều vấn ñề môi trường nan giải. Chính vì vậy, nhiều nước ñã bắt ñầu có biện pháp ñối phó với những thách thức môi trường, nhằm bảo vệ nguồn tài nguyên không khí, ñất và nước khỏi bị tác ñộng có hại của ô nhiễm môi trường. Cụ thể: - Thái Lan ñã xây dựng một chương trình nhằm loại bỏ ô nhiễm nước, không khí. Họ tiến hành một chương trình kiểm soát sử dụng hóa chất ñộc hại và quản lý các chất thải nguy hại công nghiệp. - Indonesia ñã xây dựng các chính sách tăng cường thể chế nhằm giảm thiểu ô nhiễm các nguồn nước và không khí ñô thị, công nghiệp và nông nghiệp. - Trung Quốc ñã thể chế hóa việc sử dụng hóa chất ñộc hại và qui ñịnh quan trắc môi trường nước, không khí và chất thải nguy hại. - Singapore ñã có các bộ Luật Môi trường và công tác cưỡng chế kiểm soát ô nhiễm nước và không khí, sử dụng hóa chất ñộc hại và tiêu hủy các chất thải nguy hại rất nghiêm ngặt và bảo ñảm ñược ô nhiễm chỉ 6 xảy ra ở mức chấp nhận ñược, cho dù công nghiệp hóa chất ñang diễn ra rất nhanh ở nước này. - Ở Nhật Bản, tiêu chuẩn chất lượng nước ñược thiết lập bởi chính quyền Trung ương và áp dụng ñối với tất cả các nguồn nước như nhau hoặc ñược phân loại theo mục ñích sử dụng và việc quản lí chất lượng nước. Trên phạm vi toàn cầu, người ta ñã thành lập một chương trình quản lí Tài nguyên nước lục ñịa thuộc cơ quan UNEP, với tên gọi tắt là EMINWA. Mục ñích chính của chương trình là thiết lập các kế hoạch quản lý Tài nguyên nước ngọt trên phạm vi rộng. Chương trình EMINWA ñược thiết lập nhằm giải quyết các vấn ñề sông hồ, cũng có thể ñối với tầng nước ngầm và ñặc biệt ưu tiên cho hệ thống sông nước Quốc tế. ðầu tiên, UNEP triển khai thực hiện với sông Zambia, có chiều dài khoảng 3000 km và lưu vực ñạt ñến 1300000 km2. Vùng hồ Chad, ñược hoàn tất năm 1991. Cùng thời gian này, các khu vực trên các lãnh thổ khác nhau ñã tiến hành khảo sát các lưu vực sông (lưu vực sông Orinoco, lưu vực biển Aral, lưu vực hồ Titicaca, và lưu vực sông Nile) nhằm triển khai những hiệp ñịnh và kế hoạch hành ñộng chung (Lê Huy Bá, 2002). Hiện nay, nhiều tổ chức chính phủ và phi chính phủ lên kế hoạch bảo vệ và quản lí sông Mêkông. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều vấn ñề liên quan chưa ñược giải quyết nhằm bảo ñảm sự phát triển và quản lí bền vững nguồn tài nguyên nước cho các thế hệ tương lai. Vào tháng 12/2003, Dự án nghiên cứu hệ sinh thái sông Mêkông lần thứ nhất (MeREM) ñược thông qua tại Bangkok với mục tiêu là thành lập mạng lưới quan trắc và giám sát hệ thống sông Mêkông. Lần thứ hai (9/2004), MeREM bàn về phương thức theo dõi sự thay ñổi của hệ sinh thái sông Mêkông bao gồm các vấn ñề chất lượng nước, ña dạng sinh học và chu trình nước của sông. MeREM ñược thực hiện với sự tài trợ của Chính phủ Nhật Bản và NIES (Viện Nghiên Cứu Môi Trường Quốc Gia của Nhật ) là cơ quan chịu trách nhiệm chính thực hiện chương trình này. NIES chịu trách nhiệm theo dõi chất lượng nước, tảo, thực vật thủy sinh và ñộng vật không xương sống và phát triển cơ sở dữ liệu (Makoto M.Watanabe, 2004). 2.2.2. Việt Nam Ở Việt Nam, việc nghiên cứu về môi trường ñã ñược quan tâm từ cuối những năm 1970, ñầu những năm 1980. Nhưng thực sự ñẩy mạnh từ sau nghị 7 quyết 246/HðBT của chủ tịch Hội ðồng Bộ Trưởng năm 1985 (ðoàn Văn Tiến, 2002). Chiến lược xây dựng hệ thống quan trắc môi trường quốc gia Việt Nam bắt ñầu hình thành từ 1991 ñến nay. Trong kế hoạch quốc gia về môi trường và phát triển bền vững 1991-2000 ñã xác ñịnh công tác quan trắc là một trong những hành ñộng rất quan trọng trong khuôn khổ hệ thống quản lí và kế hoạch hóa môi trường quốc gia (Nguyễn Thị Kim Thái và Lê Thị Hiền Thảo, 2003). Hệ thống các trạm quan trắc môi trường quốc gia của Việt Nam bắt ñầu ñược hình thành từ cuối năm 1994, sau khi có các văn bản thỏa thuận giữa Bộ trưởng Bộ KHCN&MT với các bộ hữu quan ( Bộ Giáo Dục và ðào Tạo, Bộ Quốc Phòng…) phối hợp xây dựng các trạm quan trắc môi trường ñầu tiên của Việt Nam trên cơ sở các trung tâm khoa học về môi trường của các bộ. ðó là các trạm quan trắc môi trường vùng Miền Bắc, Miền Trung, Miền Nam Việt Nam, trạm quan trắc môi trường tại Bộ Tư lệnh Hóa học, Trạm quan trắc mưa axit tại Lào Cai, Phòng thử nghiệm môi trường tại Trung tâm Kỹ thuật I, Tổng cục Tiêu chuẩn – ðo lường – Chất lượng, Bộ KHCN&MT. Cho ñến nay Hệ thống quan trắc môi trường quốc gia ñã phát triển bao gồm 18 trạm (Nguyễn Thị Kim Thái và Lê Thị Hiền Thảo, 2003). ðoàn Văn Tiến (2002) rút ra các nhận xét từ tình hình thực tế trong việc thiết lập mạng lưới các trạm giám sát môi trường ở nước ta: - Cho ñến nay, ở nước ta chưa có một hệ thống mạng lưới các trạm giám sát môi trường quốc gia hoàn chỉnh và ñạt tiêu chuẩn về trang thiết bị cũng như về yêu cầu phục vụ quản lý, quy hoạch và bảo vệ môi trường ở trong nước. - Hiện nay, các trạm kiểm soát môi trường không khí và nước của ngành Khí tượng thủy văn ñược coi là hệ thống các trạm có qui mô quốc gia. Tuy nhiên, các trạm này thường ñược ñặt tại các trạm khí tượng thủy văn cho nên nó mang nhiều sắc thái kiểm soát môi trường nền như các trạm nước mưa, bụi lắng và chất lượng nước sông chủ yếu, nhiệt ñộ, ñộ mặn, mực nước… - Các thông số giám sát chưa ñầy ñủ mà chỉ bao gồm các thông số cơ bản về ô nhiễm ñối với môi trường nước như BOD, COD, ñạm, lân, một số kim loại nặng và tổng dư lượng thuốc trừ sâu. Ngoài ra, việc quan trắc 8 các thông số sinh học như tảo và sinh vật chỉ thị môi trường nước chưa ñược nêu trong tiêu chuẩn môi trường và chưa có phương pháp quan trắc thống nhất. Thực hiện tinh thần công văn số 2256/BTNMT-MTg của Bộ Tài Nguyên và Môi trường về hướng dẫn xây dựng báo cáo hiện trạng môi trường. Từ năm 1998 - 2004 ñã tiến hành quan trắc môi trường và ñánh giá tổng quan về môi trường như hiện trạng môi trường nước mặt (sông Tiền, sông Hậu, kênh rạch nội ñồng, nước giếng, nước thải công nghiệp và ñô thị, nước khu vực nuôi cá bè), hiện trạng môi trường không khí nhằm nhận ñịnh khái quát những vấn ñề môi trường cấp bách của Tỉnh An Giang và ñề xuất các giải pháp ngăn ngừa, phòng chống suy thoái, ô nhiễm và sự cố môi trường (Thái Mỹ Anh, 2003). Tuy nhiên, việc quan trắc chỉ dừng ở mức ñộ xem xét sự hiện diện của các loại tảo, chưa ñánh giá ñược sự ảnh hưởng của tảo ñộc trong nước. Năm 1963, Akihiko Shirota nghiên cứu sơ bộ về tảo trên sông Hậu tại Cần Thơ, song kết quả ñạt ñược còn hạn chế vì mẫu tảo chỉ thu ñược một lần. Sau ñó, Phạm Hoàng Hộ (1968) ñã công bố 32 loài tảo lam thường gặp ở vùng Cần Thơ ( trong ñó có cả sông Hậu), tiếc rằng các loài tảo khác vẫn chưa ñược ñề cập tới. Tiếp ñến là Trần Trường Lưu (1976), ông ñã thực hiện nghiên cứu về tảo (thành phần, số lượng và sự phân bố) trong thời gian 3,5 năm ở sông Hậu (1976 – 1979). Việc nghiên cứu phân loại và phân bố tảo ñã ñược nghiên cứu từ lâu. Tuy nhiên, chuyên sâu về tảo có hại và tảo ñộc ñể phục vụ cho ngành thủy sản tại Việt Nam thì chỉ mới ñược quan tâm gần ñây (Chu Văn Thuộc, 2001). 2.3. Tảo và ñộc chất của chúng 2.3.1. Ảnh hưởng của tảo ñối với ñời sống sinh vật và con người Trong thủy vực nước ngọt hoặc nước lợ dùng ñể nuôi thủy sản, bên cạnh những ñóng góp tích cực của vi tảo còn có một số loài có thể gây hại ñối với thủy vực. Trong quá trình sinh trưởng và phát triển khi chúng gặp ñiều kiện thuận lợi sẽ phát triển rất nhanh, ñồng thời tiết ra ñộc tố vào môi trường. Những ñộc tố này không chỉ gây hại cho cá, ñộng vật nuôi, ñộng vật hoang dã mà cho cả con người khi sử dụng sản phẩm thủy sản bị nhiễm ñộc (uống phải hay tiếp xúc với nguồn nước bị nhiễm tảo ñộc). Nguyên nhân là do một số loài 9 thủy sản tích lũy vào cơ thể ñộc tố của tảo và gây ngộ ñộc cho người khi ăn phải các loài thủy sản này. Các loài tảo gây ñộc trong ñiều kiện thuận lợi thường phát triển với sinh khối lớn, gây hiện tượng nước có màu gọi là sự nở hoa của nước tại các thủy vực nước ngọt hoặc hiện tượng thủy triều ñỏ ngoài biển khơi. Hiện tượng thủy triều ñỏ gây chết cá trên một vùng rộng lớn và làm nhiễm ñộc cho thủy sản ven biển của nhiều nước trên thế giới (Lê Huy Bá, 2002). Tảo ñộc hại là những loài vi tảo thuộc các ngành khác nhau, song ở nước ngọt chủ yếu là vi khuẩn lam (Cyanobacteria) và ở biển chủ yếu là tảo hai rãnh hay còn gọi là tảo giáp (Dinoflagellata), tảo silic (Diatoms) và tảo có vật bám (Haptophyta), sống trôi nổi hoặc sống bám ở ñáy hay bám lên các sinh vật sống dưới ñáy như san hô, rong biển. Khi ñạt ñến mật ñộ nhất ñịnh chúng sẽ gây hại cho các cho các sinh vật khác. Hallegraef (1993) ñược trích dẫn bởi Nguyễn Xuân Thành, Nguyễn Như Thành và Dương ðức Tiến (2003), phân loại tảo gây ñộc làm 4 nhóm chính: - Những loại tảo không ñộc: (Skeletonema costatum, Trichodesmium erythraeum, Heterocapsca triquatra) nhưng khi phát triển quá mức làm thay ñổi màu, giảm ñộ trong, giảm hàm lượng oxy trong nước khiến cá và ñộng vật không xương sống bị chết. - Những loại tảo không ñộc cho người nhưng gây hại cho một số loài ñộng vật thủy sinh do làm tắc nghẽn cơ quan hô hấp của chúng, như Chaetoceros comolutus, Heterosigma akashowo. - Một vài loài tảo gây ảnh hưởng ñến tính mạng con người. Chất nội tiết từ tảo Gonyaulax catanella rất có hại cho cá ăn loài tảo này. Nó sẽ tích lũy trong cơ thể và là nguyên nhân gây chết người khi ăn loài cá này. Bên cạnh ñó, nếu uống nước có tảo Microcystis và Anabaena bị bệnh ñau dạ dày và bị rối loạn hô hấp khi uống nước có tảo Gymnodinium brevis. Lyngbya và Chlorella gây ảnh hưởng ñến da (Meikaha và Chu, 1971; ñược trích dẫn bởi Wayne W. Carmichael, 2000). Một vài loài tảo gây dị ứng cho người (Bernstein và Safferman, 1970 ñược trích dẫn bởi Wayne W. Carmichael, 2000). Microcystis toxica chứa chất gây ñộc cho gan (Stephens, 1948 ñược trích dẫn bởi Wayne W. Carmichael, 2000). Ngoài ra, còn một số loài tảo gây bệnh khác nhau cho người và 10 ñộng vật bậc cao như: Alexandrium tamarense, Dinophysis fortii, D. acuminata, Pseudonitzschia australis, Nodularia spumigena, Anabaena flosaquae ... (Wayne W. Carmichael, 2000) - Những tảo ñộc ñược gió hoặc nước biển mang theo vào bờ và gây hại cho sức khỏe con người như Gyrodinium breve, Phiestera piresteria…(Wayne W. Carmichael, 2000) Trong thực tế, có một số loài gây hại ngay cả khi số lượng tế bào nhỏ (103 tế bào/lít), không hề làm thay ñổi màu nước như Alexandrium tamarense, gây nhiễm ñộc cho các loài thân mềm. Trong khi ñó, một số loài tảo như Gyrodinium arueulum chỉ có thể gây hại khi phát triển với khối lượng tế bào rất lớn (107 tế bào/lít), làm thay ñổi màu nước, làm chết cá và các loài ñộng vật ñáy (Nguyễn Xuân Thành, Nguyễn Như Thành và Dương ðức Tiến (2003). Năm 1940 việc xác ñịnh và phân lập tảo ñộc mới ñược Olson tiến hành. Ông thu thập các mẫu nước nở hoa và phân lập ñược rất nhiều vi khuẩn lam thuộc các chi Microcystis, Anabaena. Khi trộn lẫn những vi khuẩn lam này với thức ăn cho ñộng vật trong phòng thí nghiệm, Olson nhận thấy một số chúng có ñộc tính. Trong vài chục năm gần ñây, khoa học phát hiện ngày càng nhiều sự có mặt phổ biến của các loài tảo gây hại trong các thủy vực nước ngọt, nước lợ và nước biển ở quy mô toàn cầu (Nguyễn Xuân Thành, Nguyễn Như Thành và Dưong ðức Tiến (2003): - Từ 1968, hàng năm ở Anh người ta ñều phát hiện ra có ñộc tố do tảo Alexandrium tamarense sinh ra. Tảo này là nguyên nhân gây nhiễm ñộc sò xanh (Mytilus edulis) và từ ñó gây ñộc cho người (78 trường hợp ngộ ñộc vào năm 1968) - Tại Úc, hơn 1000 km sông Darling bị che phủ kín bởi một loài vi khuẩn lam thuộc chi Anabaena. ðộc tố do loài vi khuẩn lam này sản ra ñã giết chết hơn 10000 ñộng vật nuôi và gây ra tình trạng nguy hiểm ñối người dân sống gần nguồn nước tại khu vực này. - Ở Hàn Quốc, sự nở hoa của loài tảo Gymnodinium sp xảy ra tại Chungmu và vùng biển phía nam Hàn Quốc vào cuối tháng 8/1992 kéo dài trong vài tuần là nguyên nhân gây chết hàng loạt cá nuôi. 11 - Tại New Zealand, trong những năm 1992 – 1993, người ta ñã quan sát thấy hiện tượng cá bị nhiễm ñộc hàng loạt cùng với sự nở hoa của 14 loài tảo do ảnh hưởng của El-nino, kéo theo người bị ngộ ñộc do ăn cá. Những ñộc tố trong các loài tảo phát hiện ñược ở New Zealand chủ yếu là ñộc tố gây hại thần kinh, ñộc tố gây tê liệt, ñộc tố gây tiêu chảy. - Tại Brazil, người ta thường thấy hiện tượng cá chết hàng loạt xảy ra dọc 350 km dọc bờ biển do sự nở hoa của một số loài tảo như Gymnodinium sp, Dinophysis acumilata, Nosticula sintillan. - Ở Philippin, thủy triều ñỏ do loại tảo Pyrodinium bahamense var compressum ñã gây ra nhiều hậu quả tai hại. Cho ñến năm 1995 có tới 1422 trường hợp ngộ ñộc, trong ñó có 82 trường hợp tử vong do ăn cá bị nhiễm ñộc tảo này. Nhìn chung, những chất ñộc do các loài tảo này tiết ra ñều ñược gọi là ñộc tố tảo. Bản chất hóa học của ñộc tố tảo rất khác nhau, chúng có thể là peptit, alcaloit. Theo Kunimitsu Kaya (2003) ñược trích dẫn bởi Makoto M.Watanabe và ctv, 2004, một vài chất ñộc của tảo ñã ñược xác ñịnh ở Trung Quốc và Thái Lan nhưng chưa có một nghiên cứu cụ thể nào về ñộc tố tảo ở các quốc gia khác dọc theo sông Mêkông. 2.3.2. ðộc tố tảo 2.3.2.1. Nguồn gốc Chất ñộc của tảo lam ñược biết ñến vào thế kỷ XIX khi người ta phát hiện một số trường hợp tử vong của ñộng vật sau khi uống nước ở hồ Alexandria (Australia) ñang xảy ra hiện tượng nước nở hoa do tảo Nodularia (Mariyo F.Watanabe, Ken-ichi Harada, Wayne W.Carmichael và Hirota Fujiki, 2000) Microcystis là loài ñầu tiên ñược phát hiện là sản xuất vòng peptit của hepatotoxins (Botes, 1982 ñược trích dẫn bởi Wayne W. Carmichael, 2000) và sau này ñược gọi là microcystins (Carmichael, 1988 ñược trích dẫn bởi Wayne W. Carmichael, 2000). Ngày nay, Microcystis là loài tảo sản xuất chất ñộc sinh học microcystin. Tảo lam có thể sản xuất microcystin và anatoxins ( Anabaena và Oscillatoria ) hoặc thậm chí là microcystin và cytotoxins ( Hapalosiphon ) (Prinsep, 1992 ñược trích dẫn bởi Wayne W. Carmichael, 2000). 12 Hầu hết các loại Microcystis luôn ñộc. Cuộc khảo sát về nước ở Trung Quốc (Carmichael, 1988 ñược trích dẫn bởi Wayne W. Carmichael, 2000) tìm thấy khoảng 80% mẫu chứa Microcystis và khoảng 95% mẫu này chứa microcystin có thể gây chết. Theo thống kê từ năm 1878 ñến năm 1992 có 86 trường hợp ñộng vật bị ñầu ñộc (Carmichael, 1992 và Ressom, 1994 ñược trích dẫn bởi Wayne W. Carmichael, 2000 ) : 32 trường hợp là do Microcystis, 33 trường hợp là do Anabaena, 9 trường hợp do Nodularia, 1 trường hợp do Nostoc và 10 trường hợp do Aphanizomenon. Rinehart (1994) ñược trích dẫn bởi Wayne W. Carmichael, 2000, tóm tắt rất rõ về nguồn gốc và sự khác nhau của 47 hợp chất microcystin. Trong ñó, 37 hợp chất ñược trích li từ hiện tượng nước nở hoa và nuôi cấy trong phòng thí nghiệm thuộc dòng Microcystis, 15 hợp chất không từ Microcystis, 8 hợp chất từ Anabaena, 6 hợp chất từ Nostoc và 1 hợp chất từ Oscillatoria. Theo Mariyo F.Watanabe, Ken-ichi Harada, Wayne W.Carmichael và Hirota Fujiki, 2000, vào 1878, Francis ñã phát hành bài báo mang tính khoa học ñầu tiên nói về hiệu quả gây chết tiềm tàng của tảo Nodularia spumigena trong tờ Nature. Năm 1988, Rinehart ñã trích li ñược hợp chất hepatotoxic (sau này gọi là nodularin) từ hiện tượng nước nở hoa ở New Zealand và từ phòng thí nghiệm thuộc dòng Nodularia spumigena. Neurotoxin (tên gọi khác là anatoxin)do tảo Anabaena flos_aquae tiết ra. Một vài ñồng phân khác của neurotoxin ñược miêu tả dựa trên hiệu quả mà chúng gây ra cho ñộng vật phòng thí nghiệm (Carmichael và Gorham, 1978 ñược trích dẫn bởi Wayne W. Carmichael, 2000). Xét trên khía cạnh sức khỏe môi trường, hai hợp chất quan trọng nhất của neurotoxin là anatoxin_a và anatoxin_a(s) (Carmichael, 1988 ñược trích dẫn bởi Wayne W. Carmichael, 2000). Việc trích li và xác ñịnh cấu trúc của anatoxin_a ñược Delvin (1977) báo cáo ñầu tiên. Theo Carmichael (1979), liều lượng anatoxin_a gây chết 50% là 200 µg/kg. Anatoxin_a(s) ñộc hơn anatoxin_a với lượng 50 µg/kg là có thể gây chết 50% (Mahmood và Carmichael, 1987 ñược trích dẫn bởi Wayne W. Carmichael, 2000). Hợp chất cylindrospermopsin là ñộc tố gan tiềm tàng do Cylindrospermopsis và Umezakia tiết ra (Skulberg, 1993 ñược trích dẫn bởi Wayne W. Carmichael, 2000). Ngoài ra, còn nhiều hợp chất gây ñộc khác do tảo tiết ra. Do vậy, việc xác ñịnh hàm lượng ñộc tố cũng như ngưỡng an toàn 13 trong các nguồn nước là việc làm cần thiết nhằm ñảm bảo sức khỏe cộng ñồng và bảo vệ môi trường bền vững. 2.3.2.2. Các loại ñộc tố do tảo gây ra Những ñộc tố do tảo tiết ra ñược chia thành ba nhóm chính là : ñộc tố gan (hepatotoxin), ñộc tố thần kinh (neurotoxin) và nhóm ñộc tố gây ngứa da và tiêu chảy (dermatotoxin, gastrointestinal toxin) (Nguyễn Xuân Thành, Nguyễn Như Thành và Dưong ðức Tiến (2003):
Nhóm ñộc tố gan (hepatotoxin) : Nhóm ñộc tố tác ñộng tới gan có cấu trúc peptit mạch vòng bao gồm : Microcystin và Nodularin do tảo sống trong nước ngọt tiết ra.
Nhóm ñộc tố thần kinh (Neurotoxin) Nhóm ñộc tố thần kinh bao gồm : ðộc tố gây liệt cơ PSP (Paralytic Shellfish Poison) thường gặp ở tảo Alexandrium, Gymnodinium catenatum, Pyrodinium thuộc ngành tảo Giáp. ðộc tố dạng này thường ñược tích lũy trong các ñộng vật hai mảnh vỏ (vẹm, trai, hàu…) ðộc tố gây mất trí nhớ ASP (Amnetic Shellfish Poison) thường do các loại tảo silic gây ra như Amphora, Pseudo-nitzschia. Các triệu chứng nhiễm ñộc thường là ñau vùng bụng, nôn mửa, ñau ñầu, tiếp theo là hiện tượng lẫn lộn, mất trí nhớ, áp suất máu không ổn ñịnh, mất ñịnh hướng và gây hôn mê, xuất hiện sau 24 giờ khi ăn phải hải sản nhiễm ñộc ASP. ðộc tố gây ra các triệu chứng trên là axit domoic. ðộc tố gây rối loạn thần kinh (Neurototoxin Shellfish Poison) do tảo giáp Gynomnodinium sp gây ra.
Nhóm ñộc tố gây tiêu chảy DSP (Diarrhetic Shellfish Poison) : Do vi tảo biển Prorocentrum và Dinophysis tiết ra. Ngoài việc gây ñộc, nguồn nước nơi tảo phát triển thường có màu và mùi tanh rất khó chịu, hàm lượng oxi bị giảm xuống ñột ngột, ảnh hưởng ñến chất lượng nước. Vì vậy, việc giám sát, quản lí sự phát triển của tảo ñộc trong các hồ chứa và các dòng chảy cung cấp nước sinh hoạt cho cộng ñồng cần ñược ñặc biệt quan tâm. 14 CHƯƠNG III. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Thời gian và ñịa ñiểm nghiên cứu 3.1.1. Thời gian : từ 9/2005 – 5/2006 3.1.2. ðịa ñiểm thu mẫu : Vị trí các trạm thu mẫu dựa trên sự khác biệt giữa các khúc sông và ngã rẽ của sông. GPS STT ðịa ñiểm X Y 1 Làng bè An Phú 104.8457 10.8131 2 Kinh vàm sáng ða Phước 104.8569 10.7331 3 Châu ðốc 104.8735 10.7102 4 Ngã ba sông Châu ðốc 104.9052 10.7009 5 Chợ kênh ñào Vĩnh Mỹ 104.9283 10.6988 6 Nhánh sông kênh ñào 104.9461 10.6911 7 Giữa cồn Khánh Hòa 104.9621 10.6694 8 ðầu cồn Khánh Hòa 104.9621 10.6197 9 Cây Dương 104.9728 10.5996 10 Bến ñò Bình Thủy 105.0765 10.5416 11 Bình Hòa 105.0924 10.4693 12 Thị trấn An Châu 105.1578 10.4318 13 ðầu cồn Phó Ba 105.1614 10.4213 14 Nhà Bác Tôn 105.2002 10.4098 15 ðuôi cồn Phó Ba 105.1968 10.3865 15 16 3.2. Vật liệu và hóa chất nghiên cứu Dụng cụ: ống nghiệm có nút vặn, lò nung chuyên dụng ñể xác ñịnh COD, Erlen,pipet, becher, buret, lưới phiêu sinh thực, ống nghiệm có nút vặn, máy so màu quang phổ, máy sắc khí lỏng cao áp… Hóa chất: MnSO4, KI-NaOH, H2SO4, KI, HCl, Nessler, NH4OHññ, giess A, giess B, MeOH, HNO3, FAS, K2Cr2O7, NaOH, CH3COOH, CH3OH, dung dịch ñệm H3PO4 (pH = 7). 3.3. Phương pháp thu mẫu Số lần thu mẫu ñược thực hiện trong 2 ñợt: - ðợt I: giữa tháng 9/2005 (mùa mưa). - ðợt II: giữa tháng 2/2006 (mùa nắng). Mẫu nước ñược thu ở tầng mặt (cách mặt nước 50cm, cách bờ 10m), tại ba ñiểm là hai bên bờ và giữa sông, từ 6 – 8 giờ. 3.3.1. Mẫu thủy lý hóa Tổng số mẫu thu: 1 mẫu/ñiểm x 15 ñiểm x 2 ñợt = 30 mẫu. Yếu tố phân tích tại hiện trường : nhiệt ñộ và DO, pH, ñộ ñục. Yếu tố phân tích tại phòng thí nghiệm : BOD, COD, N_NO2 -, N_NO3 -, P_PO4 3-. Mẫu phân tích tại phòng thí nghiệm ñược giữ ở 40C. 3.3.2. Mẫu thủy sinh Mẫu ñược thu bằng lưới phiêu sinh thực vật, có kích thước mắt lưới 27µm. Tổng số mẫu thu: 1 mẫu/ñiểm x 15 ñiểm x 2 ñợt = 30 mẫu. Mỗi mẫu ñịnh tính và ñịnh lượng ñược cố ñịnh bằng 2ml lugol. Yếu tố phân tích tại phòng thí nghiệm: microcystin, phycocyanin và chlorophyll_a. 3.4. Phương pháp phân tích mẫu : 3.4.1. Yếu tố thủy lí
Nhiệt ñộ : ño bằng máy tại hiện trường.
ðộ ñục: dựa trên sự hấp thu ánh sáng của các cặn lơ lửng có trong dung dịch ño ở bước sóng 450 nm. 17 3.4.2. Yếu tố thủy hóa
pH : ño bằng pH meter.
DO : ño bằng máy tại hiện trường.
Nhu cầu oxy sinh hoá (BOD5 20): sử dụng phương pháp Winkler cải tiến. Là lượng oxi cần thiết cung cấp cho vi sinh vật tiêu thụ ñể phân giải chất hữu cơ. vs Chất hữu cơ + O2 → CO2 + H2O + tế bào mới +….. Trung hòa mẫu nước cần phân tích và pha loãng ở những tỷ lệ khác nhau bằng nước pha loãng. Ủ ở nhiệt ñộ 200C trong thời gian 5 ngày, trong bóng tối. Xác ñịnh nồng ñộ oxi hòa tan trước và sau khi ủ.
Nhu cầu oxy hoá học (COD): oxy hoá chất hữu cơ bằng tác nhân K2Cr2O7. Lượng Kalidicromat và acid sulfuric sẽ gia giảm tương ứng với lượng chất hữu cơ có trong mẫu. Lượng Dicromat dư sẽ ñược ñịnh phân bằng dung dịch FAS. Các phản ứng hóa học xảy ra như sau: CHC + Cr2O7 2- + H+ → CO2 + H2O + Cr 3+ Cr2O7 2- + 14H+ + 6e → 2Cr3+ + 7H2O Lượng dư Cr2O7 2- ñược chuẩn ñộ bằng dung dịch FAS với chỉ thị Ferroin. Cr2O7 2- + 6Fe2+ + 14H+ → 2Cr3+ +6Fe3+ + 7H2O Chỉ thị chuyển từ màu xanh lam sang ñỏ cam.
Nitrite (N_NO2 -): sử dụng phương pháp Diazo hoá, so màu - Bendschneider và Robinson, 1952. Dựa trên cơ sở ứng dụng Diazo hóa ghép cặp của acid Nitrous (HNO2) với thuốc thử Giess-llosvay tạo hợp chất màu hồng có bước sóng hấp thu cực ñại ở 520 nm.
Nitrate (N_NO3 -): khử nitrate bằng cột khử Cadmium_Wood, Armstrong và Richards, 1967. Nitrate ñược khử ñịnh lượng về nitrite bằng Cadinium (Cd). Sau ñó ñịnh lượng nitrite tạo ra thông qua phản ứng tạo phẩm màu azo ở môi trường acid có pH 2,0 – 2,5 bằng phản ứng ghép cặp 18 Sulfanilamide với N-(1-Naphtyl)-ethylendiamine dihdrochloritde (NED dihdrochloritde). Phức này có màu hồng, bước sóng hấp thu cực ñại ở 520nm.
Photpho tổng (P_PO4 3-): công phá mẫu bằng persulfate. Mẫu ñược công phá bằng acid mạnh (H2SO4ññ và HNO3ññ) trong bình kjeldahl 30 phút. Sử dụng thuốc thử hỗn hợp ñể tạo phức có màu xanh. Mẫu hấp thu ở bước sóng 880nm. 3.4.3. Yếu tố thủy sinh
Mẫu tảo: Phân tích ñịnh tính, ñịnh lượng. - Mẫu ñịnh tính: xác ñịnh bằng kính hiển vi dựa theo tài liệu của : • D.M John, B.A: Whitton and A.J.Brook, 2003. The Freshwater Algal Flora of the British Isles. Cambridge university press. • Dr.AKIHIKO SHIROTA, 1966. The plantkton of south Vietnam. - Mẫu ñịnh lượng: ñược cô ñặc, toàn bộ mẫu ñược lắc ñều trước khi cho vào buồng ñếm, mỗi mẫu ñịnh lượng ñược ñếm ít nhất 2 lần bằng buồng ñếm Sedgewick Rafter có dung tích 1ml. Công thức tính mật ñộ tảo: N x 1000 x Vcñ X = Vmt x 100 X: Số lượng tế bào/l. N: Số tế bào ñếm ñược trung bình trong 100 ô ñếm. Vcñ: Thể tích của mẫu ñược cô ñặc. Vmt: Thể tích mẫu thu.
Microcystin: Cho 2,5ml CH3COOH vào 50ml mẫu, tiến hành ñồng nhất mẫu 3 phút và li tâm 20 phút (2.500 vòng). Sau khi li tâm, thu dịch trong phía trên (dung dịch 1), tiếp tục cho thêm 5ml MeOH vào phần cặn bên dưới ñem ñồng nhất (3 phút), li tâm (2.500 vòng trong 20 phút), ñược dung dịch 2. Kết hợp dung dịch 1 và 2 thành một mẫu. Cho toàn bộ mẫu qua cột lọc SPE. Cho tiếp tục 1ml H2O, 1ml MeOH 20% qua cột lọc SPE ñể rửa mẫu. Chiết lấy dịch lọc bằng 0,4 ml MeOH 80% và 0,6ml H2O (thể tích dịch lọc lúc này là 1ml). Rút lấy 0,5ml dịch lọc, cho 19 lần lượt vào 0,5ml K2CO3 5%, 2mg gluthathion. Sau 2 giờ, cho vào mẫu 9ml H2O. Tất cả ñược cho qua cột lọc, lần lượt cho 1ml K2CO3 5%, 1ml H2O, 1ml MeOH 20% ñể rửa mẫu. Cuối cùng chiết lấy dịch lọc bằng 0,2ml MeOH và 0,3ml H2O. ðem ño bằng máy sắc khí lỏng cao áp HPLC.
Chlorophyll a: ðược trích ly bằng 5ml aceton 90%, cho mẫu qua qua giấy lọc (ϕ = 25mm), phần cặn và giấy lọc ñược cho vào ống nghiệm. Dung dịch này ñược ñem ly tâm (3000 vòng trong 10 phút). So màu bằng máy quang phổ Talling và Driver, 1963 ở các bước sóng: 663nm, 645nm, 630nm, 750nm. Tính toán E663 = (A663 – A750), E645 = (A645 – A750), E630 = (A630 - A750) Chlorophyll A (µg/L) = (11,64E663 - 2,16E645 + 0,10E630 ) x a/V a: thể tích dung dịch acetone 90%. V: thể tích mẫu qua giấy lọc.
Phycocyanin : Mẫu ñược ly trích bằng 5ml H3PO4 50mM, lọc qua giấy lọc (ϕ = 25mm), toàn bộ giấy lọc (có chứa cặn) cho vào ống nghiệm trữ lạnh ở 40C trong 20 giờ. Mẫu ñược ly tâm lần 1 (3000 vòng trong 10 phút). Sau ñó tiếp tục trữ lạnh mẫu ở -200C trong vòng 3 giờ. Mẫu ñược ly tâm lần 2 (3000 vòng trong 10 phút) sau khi ñược ñiều chỉnh pH (5 – 4,5) bằng 1M acid citric. Mẫu ñược ño ở các bước sóng: 620nm, 650nm, 565nm, 750nm. Tính toán E620 = (A620 – A750), E650 = (A650 – A750), E565 = (A565 - A750) Phycocyanin (µg/L) = (0,198 E620 - 0,133E650 - 0,00190E565 ) x a/V a: thể tích dung dịch H3PO4 50 mM V: thể tích mẫu qua giấy lọc. 3.5. Xử lí số liệu Sử dụng phần mềm Excel xử lí số liệu. 20 CHƯƠNG IV. KẾT QUẢ THẢO LUẬN 4.1. Yếu tố thủy lý 4.1.1. Nhiệt ñộ Nhiệt ñộ luôn luôn tồn tại và ảnh hưởng rất lớn ñến ñời sống của thuỷ sinh vật. Nhiệt ñộ trong nước chủ yếu là do năng lượng mặt trời cung cấp. Ngoài ra, nhiệt ñộ có thể sinh ra trong quá trình oxy hoá các hợp chất hữu cơ ở nền ñáy hay ở trong nước. Nhưng năng lượng này không ñáng kể so với năng lượng mặt trời. Do ñó, nhiệt ñộ của nước thay ñổi theo vị trí ñịa lí, theo mùa, theo thời tiết và theo ngày ñêm (Nguyễn Văn Bé, 1987 ñược trích dẫn bởi Nguyễn Thị Hải Lý, 2004). Nhiệt ñộ là nhân tố môi trường ảnh hưởng rất lớn ñến quá trình quang hợp của tảo, ñời sống của cá và sự phân hoá vật chất hữu cơ trong thuỷ vực, làm thay ñổi hàm lượng khí hoà tan trong thuỷ vực. Nhiệt ñộ thay ñổi sẽ ảnh hưởng ñến chu kỳ phát triển của vi sinh vật, phiêu sinh vật, quá trình sinh trưởng, sinh sản và phát triển của cá, tôm (Nguyễn Văn Bé, 1987 ñược trích dẫn bởi Nguyễn Thị Hải Lý, 2004). Nhiệt ñộ còn ảnh hưởng ñến một số yếu tố khác như ñạm ammonia. Khi nhiệt ñộ càng tăng thì ñộc tính ammonia càng tăng sẽ gây ñộc cho các sinh vật thủy sinh (Tebbut, 1997 ñược trích dẫn bởi ðoàn Văn Tiến, 2002). Nhiệt ñộ thích hợp cho các sinh vật thủy sinh là 26 – 320C (ðoàn Văn Tiến, 2002). 21 Bảng 1: Kết quả khảo sát nhiệt ñộ. (ðơn vị: 0C) Trạm ðợt I (Mùa mưa) ðợt II (Mùa nắng) 1 28,1 30,9 2 28,5 28,6 3 28,5 29,1 4 27,8 29 5 27,1 29,3 6 28 29,4 7 27,5 29 8 27,5 29,2 9 27,2 28,6 10 29,5 29,2 11 29 29,8 12 29,1 29,5 13 29,5 29,6 14 29,4 28,5 15 29,5 30 Vào mùa mưa, nhiệt ñộ thấp nhất là 27,10C tại trạm 5 (Chợ Kênh ðào Vĩnh Mỹ) và cao nhất là 29,50C tại trạm 10 (Bến ñò Bình Thủy), 13 (ðầu cồn Phó Ba), 15 (ðuôi cồn Phó Ba). Nhiệt ñộ tại trạm 10 ñến trạm 15 cao hơn so với các trạm khác là do thời ñiểm thu mẫu. Vào mùa nắng, nhiệt ñộ thấp nhất là 28,50C tại trạm 14 (Nhà Bác Tôn) do ñược thu mẫu lúc sáng sớm và cao nhất là 30,90C tại trạm 1(Làng bè An Phú). 22 25 26 27 28 29 30 31 32 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Trạm 0C Mùa mưa Mùa nắng Hình 2: Biến ñộng nhiệt ñộ giữa các ñiểm thu ở hai mùa. Vào mùa mưa, nhiệt ñộ giữa các ñiểm thu mẫu dao ñộng từ 27,1 – 29,50C. Nước có khả năng giữ nhiệt tốt, hơn nữa mẫu ñược thu vào mùa mưa nên nhiệt ñộ không cao. Vào mùa nắng, nhiệt ñộ dao ñộng từ 28,5 – 30,90C. Nhiệt ñộ nước rất ít dao ñộng. Qua biểu ñồ 2 cho thấy nhiệt ñộ có tính thay ñổi theo mùa rõ rệt nhưng ổn ñịnh. ðợt I (mùa mưa) ñược thu vào thời ñiểm ñỉnh lũ cao nhất, mưa nhiều làm nhiệt ñộ giảm dần. Thu mẫu ñợt II (mùa nắng) ñược thực hiện vào tháng hai, nắng nóng làm nhiệt ñộ tăng cao. Tuy nhiên, nhiệt ñộ này vẫn thích hợp cho sự hoạt ñộng và phát triển của thủy sinh vật. 4.1.2. ðộ ñục ðộ trong suốt của nước là khả năng ánh sáng mặt trời xuyên qua nó, khả năng cản những tia nắng mặt trời của nước là ñộ vẩn ñục. Hai tính chất này của nước tỉ lệ nghịch với nhau và phụ thuộc vào lượng keo khoáng, vật chất hữu cơ lơ lững, sự phát triển của tảo, sóng gió thủy triều và lượng nước mưa ñổ vào thủy vực. Ở những thủy vực khác nhau, nguyên nhân gây ra ñộ vẫn ñục khác nhau (Nguyễn Thị Kim Thái và Lê Thị Hiền Thảo, 2003). ðộ ñục là một trong những thông số ñánh giá ô nhiễm nước. Các hạt chất rắn lơ lững gây ra ñộ ñục trong nước thường hấp thụ các kim loại ñộc và các vi sinh vật gây bệnh lên trên bề mặt của chúng, do ñó quá trình diệt trùng 23 ít hiệu quả. ðộ ñục lớn làm cho quá trình quang hợp giảm, nồng ñộ oxy hòa tan giảm, nước trở nên yếm khí (Nguyễn Thị Kim Thái và Lê Thị Hiền Thảo, 2003). Bảng 2: Kết quả khảo sát ñộ ñục. (ðơn vị: NTU) G Giá trị ñộ ñục cao nhất vào mùa mưa là 31,05 NTU tại trạm 13 (ðầu cồn Phó Ba), và thấp nhất là 13,25 NTU tại trạm 11 (Bình Hòa). Kết quả này cho thấy ñộ ñục trên sông Hậu nói chung ñã giảm hơn hẳn so với kết quả quan trắc năm 1998 và 1999 (năm 1999 ñộ ñục thấp nhất là 31 NTU và cao nhất là 348 NTU) của Sở KHCN&MT (Phan Văn Ninh,1999). Trạm ðợt I (Mùa mưa) ðợt II (Mùa nắng) 1 21,29 16,51 2 23,65 34,75 3 27,37 30,82 4 23,84 11,22 5 14,43 34,75 6 22,86 15,14 7 20,31 22,98 8 20,90 11,22 9 14,04 17,29 10 20,31 30,82 11 13,25 11,22 12 20,12 15,14 13 31,05 22,98 14 24,04 34,75 15 27,25 15,33 24 Vào mùa nắng, giá trị ñộ ñục cũng giảm hẳn so với năm 1998 và 1999. Tại trạm 8 (ðầu cồn Khánh Hòa) và trạm 11(Bình Hòa) có giá trị ñộ ñục thấp nhất (11,22 NTU) và tại trạm 2 (Kinh vàm sáng ða Phước), 5 (Chợ kênh ñào Vĩnh Mỹ), 14 (Nhà Bác Tôn) có ñộ ñục cao nhất (34,75 NTU). 0 5 10 15 20 25 30 35 40 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Trạm NTU Mùa mưa Mùa nắng Hình 3: Biến ñộng về ñộ ñục giữa các ñiểm thu ở hai mùa. Giá trị ñộ ñục mùa mưa dao ñộng từ 13,25 – 31,05 NTU ở tất cả các ñiểm thu mẫu. Vào mùa nắng, ñộ ñục dao ñộng từ 11,22 – 34,75 NTU. ðiều này chứng tỏ ñộ ñục của nước không cao, thích hợp cho các sinh vật thủy sinh phát triển. Ở sông, ñộ vẫn ñục của nước là do sự có mặt của các chất không hòa tan, các chất keo có nguồn gốc vô cơ và hữu cơ, do ñó ñộ ñục thay ñổi theo mùa rõ rệt : mùa mưa – nước mưa chảy vào sông cuốn theo các tạp chất trên mặt ñất và các hạt sét nên ñộ ñục của nước sông cao ( thường thấy sau trận mưa lớn ) và ñộ ñục giảm dần theo mùa khô. Chính vì thế, một số ñiểm thu mẫu (Kinh vàm sáng ða Phước, Nhà Bác Tôn, Bến ñò Bình Thủy, Chợ kênh ñào Vĩnh Mỹ) có giá trị ñộ ñục mùa nắng cao hơn mùa mưa là do mẫu ñược thu sau trận mưa trái mùa. 4.2. Yếu tố thủy hóa 4.2.1. pH pH là một ký hiệu hóa học dùng ñể chỉ nước ở môi trường trung tính, kiềm hay acid. Với nghề nuôi thuỷ sản, mọi sự biến ñổi của pH trong nước 25 ñều ảnh hưởng trực tiếp ñến ñời sống của thuỷ sinh vật (Lê Tuyết Minh, 2002). pH phụ thuộc vào quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh, quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ, tính chất của ñất và các tác ñộng của con người. pH là một trong những yếu tố môi trường có ảnh hưởng rất lớn ñến ñời sống của thủy sinh vật. Nếu pH môi trường nước quá thấp hay quá cao ñều không có lợi cho ñời sống của thủy sinh vật, pH nước thấp vi sinh vật sẽ hoạt ñộng yếu và làm cho các quá trình chuyển hóa các hợp chất hữu cơ thành vô cơ hay các chất ít ñộc hơn bị cản trở. pH ảnh hưởng ñến khả năng hòa tan và các phản ứng của các chất ô nhiễm, pH là yếu tố quan trọng cần xác ñịnh vì nó là thông số ñể xử lí nước (ðặng Kim Chi, 2002). Bảng 3: Kết quả khảo sát pH. Trạm ðợt I (Mùa mưa) ðợt II (Mùa nắng) 1 7,32 7,11 2 7,36 7,13 3 7,30 7,22 4 7,28 7,15 5 7,24 7,23 6 7,29 7,18 7 7,27 7,18 8 7,27 7,08 9 7,31 7,10 10 7,20 7,40 11 7,27 7,15 12 7,23 7,59 13 7,27 7,18 14 6,81 7,51 15 6,84 7,34 pH có giá trị thấp nhất là 6,81 tại trạm 14 (Nhà Bác Tôn) và cao nhất là 7,36 tại trạm 2 (Kinh vàm sáng ða Phước) vào mùa mưa. Vào mùa nắng, giá 26 trị pH thấp nhất là 7,08 tại trạm 8 (ðầu cồn Khánh Hòa) và cao nhất là 7,59 tại trạm 12 (Thị trấn An Châu). Kết quả pH giữa các ñiểm thu mẫu ñều ñạt tiêu chuẩn nước mặt loại A (TCVN 5942 – 1995, pH = 6,0 – 8,5). ðiều ñó chứng tỏ nước tại ñây không bị nhiễm phèn lúc khảo sát và có ñộ pH tương ñối tốt. 6.4 6.6 6.8 7 7.2 7.4 7.6 7.8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Trạm Mùa mưa Mùa nắng Hình 4: Biến ñộng về pH giữa các ñiểm thu ở hai mùa. Giá trị pH mùa mưa biến ñộng từ 6,81 – 7,36. Mùa nắng, pH biến ñộng từ 7,08 – 7,59. Giá trị pH giữa các ñiểm trong cùng một ñợt thu mẫu ít có sự dao ñộng. ðiều này cho thấy rằng pH nước sông tương ñối ổn ñịnh qua các ñợt thu mẫu. Nhìn chung, giá trị pH của mùa mưa cao hơn mùa nắng trong cùng một ñiểm thu mẫu. Sự chênh lệch này có thể là do mùa mưa là thời ñiểm lưu lượng nước lớn, chứa nhiều tạp chất hữu cơ từ nội ñồng ra. Tuy nhiên, các trạm 10 (ðuôi cồn Phó Ba), 12 (Nhà Bác Tôn), 14 (Thị trấn An Châu), 15 (Bến ñò Bình Thủy) ñều có giá trị pH ñợt I thấp hơn nhưng sự chênh lệch này không ñáng kể và vẫn nằm trong giới hạn cho phép. Kết quả pH giữa các ñiểm thu mẫu ñều ñạt tiêu chuẩn nước mặt loại A (TCVN 5942 – 1995). ðiều ñó chứng tỏ nước tại ñây không bị nhiễm phèn lúc khảo sát và có ñộ pH tương ñối tốt. 4.2.2. Oxy hòa tan (DO) Oxy có trong môi trường nước chủ yếu là từ quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh, từ sự khuếch tán của không khí vào trong môi trường nước. 27 Oxy trong môi trường nước ñược tiêu thụ bởi các quá trình hô hấp của thủy sinh vật, quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ và phản ứng khác trong thủy vực. Oxy rất cần cho quá trình trao ñổi chất. ðộ hòa tan của oxy phụ thuộc vào nhiệt ñộ, nồng ñộ muối, mức ñộ ô nhiễm và áp suất nước. Trong nước ngọt, lượng oxy hòa tan ở 00C và 1atm bằng 14,6 mg/l và DO ở 250C, 1 atm bằng 8,4 mg/l (ðặng Kim Chi, 2002). Trong ñiều kiện nước có nồng ñộ muối tăng thì quá trình hô hấp sẽ tăng, ñộ hòa tan oxy giảm. Ở các thủy vực tự nhiên, nồng ñộ oxy thay ñổi theo mùa, thời tiết, ngày ñêm và ñộ sâu. Trung bình hàm lượng DO nước sông khoảng 7 mg/l ở nhiệt ñộ 250C. Việc xác ñịnh DO cho phép hiểu sâu sắc hơn bản chất của các ñiều kiện chiếm ưu thế trong các môi trường bị ô nhiễm nặng, oxy ñược sử dụng nhiều cho các quá trình sinh hóa (Lê Văn Khoa, 1994). Khi nguồn nước không bị ô nhiễm do các chất hữu cơ không bền từ nước thải sinh hoạt, công nghệ thực phẩm,… thì giá trị oxy hòa tan thường gần bằng giá trị oxy hòa tan ở mức bảo hòa. Khi nguồn nước bị ô nhiễm do các chất hữu cơ, tại ñiểm xả nước thải, hàm lượng hòa tan oxy trong nước sẽ giảm ñi. Do ñó, DO thường ñược sử dụng ñể ñánh giá mức ñộ ô nhiễm nguồn nước do chất hữu cơ (Lê Văn Khoa, 1994). 28 Bảng 4: Kết quả khảo sát DO. (ðơn vị : mg/l) Trạm ðợt I (Mùa mưa) ðợt II (Mùa nắng) 1 5,50 5,46 2 5,65 6,29 3 5 4,35 4 4,89 6,50 5 4,95 5,49 6 5,01 5,53 7 5,25 5,79 8 5,02 5,63 9 5,08 5,28 10 5,72 5,70 11 5,50 5,14 12 5,25 4,75 13 5,23 5,44 14 5,64 5,90 15 5,80 5,25 Vào mùa mưa, hàm lượng DO thấp nhất là 4,89 mg/l tại trạm 4 (Ngã ba sông Châu ðốc) và cao nhất là 5,80 mg/l tại trạm 15 (ðuôi cồn Phó Ba). Vào mùa nắng, giá trị DO thấp nhất là 4,35 mg/l tại trạm 3 (Châu ðốc), cao nhất là 6,5 mg/l tại trạm 4 (Ngã ba sông Châu ðốc). 29 0 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Trạm mg/l Mùa mưa Mùa nắng Hình 5: Biến ñộng về DO giữa các ñiểm thu ở hai mùa. Kết quả DO ño ñược vào mùa mưa dao ñộng trong khoảng 4,89 – 5,72 mg/l và mùa khô 4,35 – 6,29 mg/l. Kết quả này cho thấy hàm lượng DO thấp hơn tiêu chuẩn nước mặt loại A của TCVN 5942 : 1995 (DO ≥ 6mg/l). Tuy nhiên, sự chênh lệch này cũng không quá lớn. So sánh giá trị DO qua hai ñợt thu mẫu ta thấy rằng giá trị DOI (giá trị DO mùa mưa) thấp hơn giá trị DOII (giá trị DO mùa nắng) . Hàm lượng DO qua hai ñợt khảo sát ñều thấp hơn tiêu chuẩn nước mặt loại A, do tại các ñiểm thu mẫu hầu hết ñều có bè cá hoặc làng bè với mật ñộ neo ñậu dày. Nhìn chung, các vùng nghiên cứu ñều có oxy thấp và không khác biệt do nhiều nguyên nhân. Có thể do khả năng hòa tan oxy tự nhiên vào mặt nước bị hạn chế. Theo các tiêu chuẩn chất lượng nước ngọt bảo vệ ñời sống thủy sinh của Việt Nam TCVN 6477 : 20 quy ñịnh mức oxy hòa tan trong nước là 5 mg/l. Ngoài ra, theo nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy nồng ñộ DO dưới 3 mg/l trong ñiều kiện kéo dài nhiều ngày mới có thể gây ảnh hưởng nguy hiểm cho tôm cá như hạn chế quá trình tăng trưởng, các quá trình chuyển hóa thức ăn và dẫn ñến nguy cơ dễ nhiễm bệnh (Svobodova, 1993 ñược trích dẫn bởi ðoàn Văn Tiến, 2002). Mức oxy hòa tan > 3,5 mg/l là mức an toàn cho tôm cá phát triển và tồn tại (ECC, 1992 ñược trích dẫn bởi ðoàn Văn Tiến, 2002). Do ñó, với hàm lượng oxy hòa tan ñạt ñược tại các vùng nghiên cứu vẫn còn nằm trong phạm vi an toàn cho tôm cá sinh sống và phát triển bình thường. 30 4.2.3. Nhu cầu oxy sinh học (BOD) Nhu cầu oxy sinh học (BOD) là lượng oxy mà vi sinh vật ñã sử dụng trong quá trình oxy hóa chất hữu cơ. BOD là chỉ số thông dụng nhất ñể xác ñịnh mức ñộ ô nhiễm nguồn nước. Vi sinh vật sử dụng oxy trong nước ñể oxy hóa các chất hữu cơ. BOD có ý nghĩa biểu thị lượng chất hữu cơ trong nước có thể bị phân hủy bởi vi sinh vật (ðoàn Văn Tiến, 2002). Bảng 5 : Kết quả khảo sát BOD. (ðơn vị : mg/l) Trạm ðợt I (Mùa mưa) ðợt II (Mùa nắng) 1 7 11,16 2 6 12 3 8 12,72 4 6 18,12 5 8 10,92 6 7 10,68 7 8 18,84 8 6 18 9 7 20,16 10 7 14,46 11 6 14,74 12 6 20,4 13 8 18 14 11 18,24 15 10 15,84 Hàm lượng BOD thấp nhất là 6 mg/l và cao nhất là 11 mg/l (trạm 11(Bình Hòa)) vào mùa mưa. Giá trị BOD tiếp tục tăng cao khi vào mùa nắng với hàm lượng 11,16 mg/l là thấp nhất tại trạm 1 (Làng bè An Phú) và cao nhất là 20,4 mg/l tại trạm 12 (Thị trấn An Châu). So với kết quả quan trắc môi trường nước 2001 và 2003 của Sở KHCN&MT (Phan Văn Ninh, 2003) thì chất lượng nước sông Hậu bị ô nhiễm chất hữu cơ sinh học cao hơn năm 2001 và 2003 trong cả hai ñợt thu mẫu. 31 0 5 10 15 20 25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Trạm mg/l Mùa mưa Mùa nắng Hình 6: Biến ñộng BOD5 giữa các ñiểm thu ở hai mùa. Vào mùa mưa, BOD dao ñộng từ 6 – 11 mg/l. Vào mùa nắng, BOD trong khoảng 10,68 – 20,16 mg/l. Biểu ñồ 6 cho thấy giá trị BOD có sự thay ñổi rất rõ qua các trạm khảo sát và qua các ñợt thu mẫu. Ngoài ra BOD có sự biến ñộng rất lớn theo thời gian. BOD tăng dần vào mùa nắng và giảm dần vào mùa mưa do BOD và nhiệt ñộ tương quan thuận rất mạnh và tương quan nghịch với mức nước (ðoàn Văn Tiến, 2002). Giá trị BOD thay ñổi qua các ñiểm thu mẫu có thể là do sự khác biệt về tiết diện, ñộ sâu lòng sông, lưu tốc dòng chảy cũng như khả năng bồi lắng phù sa, ảnh hưởng ñến khả năng hòa tan cũng như khả năng phát tán ô nhiễm các chỉ tiêu lý hóa trong môi trường nước. Bên cạnh ñó, các hoạt ñộng nuôi cá bè trên sông làm tăng mức ñộ ô nhiễm chất hữu cơ, ñặc biệt tại các ñiểm số 4 (Ngã ba sông Châu ðốc), 7 (Giữa cồn K