Tài liệu Chất lượng nước, thành phần loài vi tảo ở hồ công viên trung tâm thành phố vinh nghệ an

1 bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o trêng §¹i häc Vinh Tèng thÞ minh thuyÕt ChÊt lîng níc, thµnh phÇn loµi vi t¶o ë hå c«ng viªn trung t©m – thµnh phè vinh nghÖ an luËn v¨n th¹c sü sinh häc Vinh, 12/2007 bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o trêng §¹i häc Vinh 2 Tèng thÞ minh thuyÕt ChÊt lîng níc, thµnh phÇn loµi vi t¶o ë hå c«ng viªn trung t©m – thµnh phè vinh nghÖ an chuyªn ngµnh: thùc vËt häc M· sè: 60.42.20 luËn v¨n th¹c sü sinh häc ngêi híng dÉn khoa häc: TS. Lª thÞ thuý hµ Vinh, 12/2007 Lêi c¶m ¬n T«i xin göi lêi c¶m ¬n ch©n thµnh, s©u s¾c nhÊt tíi TS. Lª ThÞ Thuý Hµ ®· híng dÉn t«i hoµn thµnh luËn v¨n nµy. 3 Xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c thÇy, c« gi¸o trong Bé m«n Thùc vËt, bé m«n Sinh lý – Ho¸ sinh, Khoa Sinh häc, Khoa §µo t¹o Sau ®¹i häc, Trêng §¹i häc Vinh cïng toµn thÓ b¹n bÌ, ngêi th©n ®· gióp ®ì vµ tiÕp thªm nghÞ lùc cho t«i trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn luËn v¨n. Vinh ngµy 25 th¸ng 12 n¨m 2007 Tèng ThÞ Minh ThuyÕt Môc lôc Trang Trang phô b×a Lêi c¶m ¬n Môc lôc 1 2 4 Më ®Çu Ch¬ng I: Tæng quan tµi liÖu 1.1. Vi t¶o vµ vai trß cña chóng 1.1.1. Vai trß cña vi t¶o 1.1.1.1. MÆt cã lîi 1.1.1.2. MÆt kh«ng cã lîi 1.1.2. Vµi nÐt t×nh h×nh nghiªn cøu vi t¶o 1.1.2.1. T×nh h×nh nghiªn cøu vi t¶o trªn thÕ giíi 1.1.2.2. T×nh h×nh nghiªn cøu vi t¶o ë ViÖt Nam 1.2. Mèi quan hÖ cña c¸c yÕu tè m«i trêng víi sù sinh trëng, ph¸t triÓn vµ ph©n bè cña vi t¶o 1.3. Sö dông vi t¶o trong chØ thÞ chÊt lîng m«i trêng níc 1.4. Vµi nÐt vÒ chÊt lîng níc trong c¸c thuû vùc 1.4.1.ChÊt lîng níc trong c¸c thuû vùc trªn thÕ giíi 1.4.2. ChÊt lîng níc trong c¸c thuû vùc ë ViÖt Nam Ch¬ng II: §èi tîng vµ ph¬ng ph¸p nghiªn cøu 2.1. §èi tîng nghiªn cøu 2.2. §Þa ®iÓm vµ thêi gian nghiªn cøu 2.2.1 §Þa ®iÓm nghiªn cøu 2.2.2. Thêi gian nghiªn cøu 2.3. Ph¬ng ph¸p nghiªn cøu 2.3.1. Thu mÉu níc vµ mÉu t¶o 2.3.1.1. Thu mÉu níc 2.3.1.2. Thu mÉu t¶o 2.4. Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch c¸c chØ tiªu thñy lý, thñy hãa 2.5. Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch mÉu t¶o 2.5.1. Ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh thµnh phÇn loµi 2.5.2. Ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh sè lîng Ch¬ng 3:kÕt qu¶ nghiªn cøu vµ th¶o luËn 3.1. Mét sè ®Æc ®iÓm cña hå C«ng viªn Trung t©mthµnh phè Vinh- NghÖ An 3.2. KÕt qu¶ ph©n tÝch mét sè chØ tiªu thuû lý, thuû ho¸ ë hå C«ng viªn trung t©m 3.2.1. KÕt qu¶ ph©n tÝch chØ tiªu thuû lý 3.2.1.1. NhiÖt ®é 3.2.1.2. §é trong 4 6 6 6 6 9 10 10 13 16 18 19 19 21 25 25 25 25 25 26 26 26 26 26 27 27 28 30 30 31 31 31 32 5 3.2.2. KÕt qu¶ ph©n tÝch chØ tiªu thuû ho¸ 3.2.2.1.§é pH 3.2.2.2. Oxy hoµ tan ( Dissolved Oxygen – DO ) 3.2.2.3. Oxy sinh hãa ( Biochemical Oxygen Demand – BOD ) 3.2.2.4. Nhu cÇu oxy ho¸ häc (Chemical Oxygen Demand – COD ) 3.2.2.5. Hµm lîng muèi nit¬ 3.2.2.6. Hµm lîng muèi photphat 3.2.3.§¸nh gi¸ s¬ bé vÒ ChÊt lîng níc hå C«ng viªn Trung t©m 3.3. KÕt qu¶ nghiªn cøu thµnh phÇn loµi vi t¶o ë hå c«ng viªn Trung t©m, thµnh phè Vinh-NghÖ An 3.3.1. §a d¹ng c¸c taxon cña c¸c ngµnh vi t¶o trong thuû vùc nghiªn cøu 3.3.2. Sù ph©n bè c¸c taxon trong c¸c líp 3.3.3. Sù ph©n bè c¸c taxon trong c¸c bé 3.3.4. §a d¹ng c¸c taxon bËc hä vµ chi 3.4. Sù biÕn ®éng thµnh phÇn loµi vi t¶o theo ®Þa ®iÓm nghiªn cøu 3.5. Sù biÕn ®éng thµnh phÇn loµi vi t¶o qua c¸c ®ît thu mÉu 3.6. Sù biÕn ®éng sè lîng tÕ bµo vi t¶o qua c¸c ®ît nghiªn cøu 3.7. Mèi quan hÖ gi÷a thµnh phÇn loµi, sè lîng tÕ bµo vi t¶o víi c¸c yÕu tè sinh th¸i KÕt luËn vµ ®Ò nghÞ Tµi liÖu tham kh¶o Phô lôc 33 33 34 35 36 38 40 41 41 41 43 43 44 46 47 49 50 52 54 6 Më ®Çu Vi t¶o (microalgae) lµ nh÷ng thùc vËt bËc thÊp, cã kh¶ n¨ng quang tù dìng. Chóng cã cÊu tróc hÕt søc ®a d¹ng: ®¬n bµo, ®a bµo hay tËp ®oµn vµ ph©n biÖt nhau bëi c¸c chÊt mµu (diÖp lôc tè, c¸c s¾c tè) vµ c¸c chÊt dù tr÷. §ã chÝnh lµ c¸c dÊu hiÖu ho¸ häc cã thÓ nhËn biÕt trùc tiÕp b»ng m¾t thêng hay díi kÝnh hiÓn vi quang häc. Trong c¸c hÖ sinh th¸i níc, vi t¶o gi÷ mét vai trß hÕt søc quan träng ®Æc biÖt lµ trong qu¸ tr×nh tuÇn hoµn vËt chÊt, lµ mét trong nh÷ng nguån chÝnh t¹o ra n¨ng suÊt s¬ cÊp. MÆt kh¸c, nhê cã kh¶ n¨ng quang hîp nªn vi t¶o gãp mét phÇn kh«ng nhá trong viÖc duy tr× hµm lîng oxy hoµ tan trong níc. HiÖn nay, viÖc sö dông vi t¶o lµm sinh vËt chØ thÞ cho ®é « nhiÔm cña m«i trêng níc ®· trë nªn kh¸ phæ biÕn… Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, tèc ®é ph¸t triÓn kinh tÕ cña con ngêi lµ kh¸ cao. Bªn c¹nh mÆt tÝch cùc th× mÆt tr¸i cña vÊn ®Ò nµy ®· vµ ®ang g©y ra nhiÒu hËu qu¶. Mét trong nh÷ng hËu qu¶ lµ hÖ thèng c¸c hå hiÖn nay ®ang ph¶i g¸nh chÞu møc ®é « nhiÔm lªn ®Õn møc b¸o ®éng lµm cho chÊt lîng níc còng nh khu hÖ sinh vËt, c¶nh quan ngµy cµng bÞ suy gi¶m. Ho¹t ®éng cña con ngêi (vÝ dô: s¶n xuÊt n«ng nghiÖp, xö lý r¸c th¶i kh«ng phï hîp, …) ®· dÉn tíi lµm gia t¨ng hµm lîng dinh dìng qu¸ møc trong nhiÒu thuû vùc 7 (phó dìng – eutrophication). §iÒu nµy dÉn tíi sù bïng næ cña vi t¶o trong níc ngät vµ do ®ã ¶nh hëng tíi chÊt lîng níc sinh ho¹t. ViÖc kh¶o s¸t chÊt lîng níc vµ ph¸t hiÖn sù cã mÆt còng nh quy luËt ph¸t triÓn cña c¸c loµi vi t¶o ®Æc biÖt lµ c¸c vi t¶o g©y ®éc trong c¸c hå ë c¸c thµnh phè lín lµ rÊt cÇn thiÕt nh»m gãp phÇn nghiªn cøu ®a d¹ng sinh häc còng nh t×m ra gi¶i ph¸p khèng chÕ sù ph¸t triÓn cña c¸c loµi vi t¶o ®éc h¹i. Hå C«ng viªn Trung t©m lµ mét ®Þa ®iÓm vui ch¬i gi¶i trÝ cña ngêi d©n thµnh phè Vinh. Do hå míi ®îc x©y dùng vµ ®i vµo ho¹t ®éng cha ®Çy 2 n¨m nªn nh÷ng nghiªn cøu vÒ quÇn x· vi t¶o ë ®©y cßn cha ®îc ®Ò cËp ®Õn. V× nh÷ng lý do trªn, chóng t«i tiÕn hµnh ®Ò tµi :" ChÊt lîng níc, thµnh phÇn loµi vi t¶o ë hå C«ng viªn Trung t©m – thµnh phè Vinh – NghÖ An" Môc tiªu cña ®Ò tµi nh»m: - Cung cÊp nh÷ng dÉn liÖu vÒ chÊt lîng níc. - Nghiªn cøu sù ®a d¹ng vÒ thµnh phÇn loµi vi t¶o. - T×m hiÓu mèi liªn quan gi÷a c¸c yÕu tè m«i trêng níc víi sù ph©n bè cña c¸c loµi vi t¶o. Néi dung nghiªn cøu cña ®Ò tµi lµ: 8 - §iÒu tra mét sè chØ tiªu chÊt lîng níc cña hå C«ng viªn Trung t©m: nhiÖt ®é níc, ®é trong, pH, hµm lîng DO, COD, BOD5, NH4+, NO2-, PO43-. - X¸c ®Þnh thµnh phÇn loµi, sè lîng tÕ bµo vi t¶o vµ sù biÕn ®éng cña chóng. - Xem xÐt mèi quan hÖ gi÷a thµnh phÇn loµi víi mét sè yÕu tè sinh th¸i. Ch¬ng I Tæng quan tµi liÖu 1.1- Vi t¶o vµ vai trß cña chóng 1.1.1- Vai trß cña vi t¶o 1.1.1.1- MÆt cã lîi Vi t¶o lµ mét bé phËn quan träng trong giíi thùc vËt còng nh trong tæ thµnh giíi tù nhiªn. Do vi t¶o chøa diÖp lôc nªn chóng cã thÓ sö dông ¸nh s¸ng mÆt trêi ®Ó tæng hîp nªn hîp 9 chÊt h÷u c¬. Kho¶ng 1/3 sinh khèi thùc vËt trªn Tr¸i ®Êt cã nguån gèc tõ t¶o. §iÒu ®ã cho thÊy vai trß to lín cña chóng ®Æc biÖt lµ trong c¸c hÖ sinh th¸i thuû vùc. Nh÷ng sinh vËt tiªu thô bËc mét nh ®éng vËt phï du, Êu trïng vµ nhiÒu lo¹i ®éng vËt thuû sinh kh¸c sÏ sö dông vi t¶o nh lµ nguån dinh dìng chñ yÕu cho mét phÇn hay toµn bé vßng ®êi cña chóng. §èi víi con ngêi, vi t¶o cßn lµ nguån l¬ng thùc lín. Cã tíi trªn 100 loµi vi t¶o ®îc con ngêi sö dông lµm nguån thøc ¨n, trong ®ã ë Trung Quèc, NhËt B¶n nh©n d©n ®· sö dông h¬n 40 loµi (Nostoc commune, Nostoc pruniforme, Spirulina maxima, …). Mét sè loµi cã hµm lîng Pr, c¸c axitamin vµ vitamin cÇn thiÕt nªn ®îc sö dông réng r·i [34]. Bªn c¹nh vai trß quyÕt ®Þnh n¨ng suÊt s¬ cÊp th× vi t¶o cßn gi÷ mét vai trß hÕt søc quan träng trong viÖc duy tr× nguån oxy hoµ tan trong níc. Chóng cã thÓ h¹n chÕ tèi thiÓu c¸c biÕn ®éng cña chÊt lîng níc, æn ®Þnh nhiÖt ®é vµ h¹n chÕ sù mÊt nhiÖt cña níc vµo mïa ®«ng. Sù ph¸t triÓn cña vi t¶o cã liªn quan chÆt chÏ víi sù biÕn ®æi cña pH trong thuû vùc. §Ó ®¸nh gi¸ chÊt lîng mét nguån níc, ngoµi c¸c chØ tiªu lý, ho¸ häc, ngêi ta cßn dïng c¸c chØ tiªu sinh häc hay gäi lµ sinh vËt chØ thÞ. Trong ®ã ngêi ta thêng lÊy sè lîng mét sè loµi thuéc ngµnh t¶o Lôc, t¶o M¾t vµ t¶o Lam lµ tiªu chÝ x¸c ®Þnh sù nhiÔm bÈn cña vùc níc (Chlamydomonas, Euglena, Oscillatoria, Phormidium,…). §Çu thËp nªn 60, viÖc øng dông nu«i trång Spirulina, mét lo¹i t¶o lam cè ®inh nit¬ ®· l«i cuèn sù quan t©m cña c¸c 10 nhµ nghiªn cøu. Víi c«ng tr×nh nghiªn cøu tiªn phong cña Clement vµ c¸c céng sù cña bµ ë viÖn nghiªn cøu dÇu má Ph¸p. C¸c nhµ khoa häc ®· cã lý khi quan s¸t c d©n vïng Kanem thu thËp Spirulina lµm thùc phÈm. NhiÒu nghiªn cøu ®éc tè cÊp tÝnh vµ ®éc tè trêng diÔn còng ®îc tiÕn hµnh víi c¸c lo¹i t¶o kh¸c : Scenedesmus, Chlorella,…còng kh«ng t×m thÊy b»ng chøng nµo cho thÊy h¹n chÕ viÖc sö dông sinh khèi t¶o lµm dinh dìng. Song, nh÷ng ý nghÜa to lín cña vi t¶o ®èi víi nguån dinh dìng còng kh«ng thÓ phñ nhËn ®îc. Vi t¶o ®îc sö dông lµm thøc ¨n bæ sung cã gi¸ trÞ kinh tÕ cao cho ch¨n nu«i vµ thuû s¶n ®Æc biÖt lµ ch¨n nu«i gia cÇm. Nh÷ng vi t¶o thêng ®îc dïng nhiÒu trong lÜnh vùc nµy lµ Chlorella, Scenedesmus, Oocystis vµ Spirulina [21]. Vi t¶o còng ®îc sö dông cã hiÖu qu¶ trong nghÒ nu«i t»m vµ nu«i c¸ c¶nh, ViÖc ®a mét sè lo¹i t¶o Chlorella, Scenedesmus, Oocystis vµ Spirulina víi tû lÖ 7,5 - 10% lµ gi¶i ph¸p cã lîi vÒ kinh tÕ. NhiÒu lo¹i vitamin hoµ tan trong níc nh (B12,B6,B1, Biotin, vitamin C) ®îc t×m thÊy trong dÞch nu«i t¶o Lam, Lôc, vµ t¶o Silic. Mét sè lo¹i vitamin kh¸c ®îc t×m thÊy díi d¹ng c¸c chÊt trao ®æi trung gian nh: , , - Tocopherol (vitamin E), ë t¶o Lam nh : - Tocopherol vµ vitamin K. Vi t¶o chøa nhiÒu chÊt bÐo vµ hµm lîng dÇu t¬ng tù thµnh phÇn dÇu thùc vËt. Ngoµi chlorophyll (a,b,c1, c2), vi t¶o cßn chøa c¸c s¾c tè bæ trî nh phycobiliprotein vµ carotenoit. C¸c carotenoit cã gam 11 mµu tõ vµng ®Õn ®á vµ cã b¶n chÊt lµ c¸c izoprenoit polyme dÉn xuÊt tõ lycopen. C¸c s¾c tè nµy ®îc sö dông trong nghiªn cøu miÔn dÞch, n©ng cao søc ®Ò kh¸ng trong ®iÒu trÞ bÖnh ung th, chÊt mµu thùc phÈm cã gi¸ trÞ [21]. HiÖn nay ngêi ta biÕt kho¶ng 250 loµi t¶o lam cã kh¶ n¨ng cè ®Þnh ®¹m. Trªn c¸c chuçi sîi cña t¶o lam thuéc c¸c hä: Anabaenaceae, Nostoceae, Scytonemaceae,… cã nh÷ng tÕ bµo dÞ h×nh. Nh÷ng loµi t¶o nh vËy cã kh¶ n¨ng cè ®Þnh nit¬ khÝ quyÓn, sù cã mÆt cña c¸c loµi trªn ®· lµm t¨ng ®é mÇu mì cho ®Êt. Kh¶ n¨ng cè ®Þnh ®¹m cña tõng loµi t¶o nµy phô thuéc vµo tÝnh chÊt ®Êt vµ ®iÒu kiÖn ngo¹i c¶nh. HiÖn nay, viÖc l©y nhiÔm t¶o lam cè ®Þnh nit¬ xuèng c¸c ruéng lóa lµm ph©n bãn sinh häc (biofertilizer) ®îc tiÕn hµnh t¹i nhiÒu n¬i trªn thÕ giíi, chñ yÕu lµ t¹i c¸c quèc gia trång lóa hoÆc cã c¸c quèc gia cã c¸c viÖn nghiªn cøu vi t¶o, lóa nh: Trung Quèc, Ên §é, Philippin, Mü,ViÖt Nam… Một số nghiªn cứu cho biết loài vi khuẩn lam cã khả năng cố định nitơ mạnh nhất ở c¸c ruộng lóa Ấn §é là Aulosira fertilissima, ở c¸c ruộng lóa Nhật Bản là Tolypothrix tenuis. C¸c vi khuÈn lam cã ý nghĩa nhiều nhất ở c¸c ruộng lóa vïng Trung Á lại thuộc về giống Cylindrospermum, ở ruộng lóa Trung Quốc là Anabaena azotica, trong khi ®ã loài vi khuẩn lam quan trọng ở c¸c vïng ®Êt phÝa Nam phần thuộc l·nh thổ Ch©u Âu của Liªn X« (cũ) lại là Gloeotrichia natans [47]. Ngêi ta cßn sö dông vi t¶o phôc vô c¸c lÜnh vùc kh¸c cña ®êi sèng nh : s¶n xuÊt khÝ metan th«ng qua ho¹t ®éng 12 phèi hîp gi÷a t¶o vµ vi khuÈn hay s¶n xuÊt c¸c nguyªn liÖu giµu n¨ng lîng, s¶n xuÊt hydrocacbon…§©y chÝnh lµ nh÷ng híng nghiªn cøu míi tuy kh«ng thÓ thay thÕ hoµn toµn x¨ng dÇu, khÝ tù nhiªn nhng chóng vÉn cã vai trß quan träng trong viÖc h¹n chÕ g©y « nhiÔm m«i trêng [21]. T¶o cã vai trß rÊt lín trong viÖc xö lý níc th¶i b¶o vÖ m«i trêng. Trªn thÕ giíi cã h¬n 15000 loµi t¶o liªn quan ®Õn « nhiÔm m«i trêng. Tuy nhiªn, nh÷ng loµi t¶o quan träng trong kü thuËt xö lý th× t¬ng ®èi Ýt [43]. C¸c nghiªn cøu ®· chØ ra r»ng viÖc sö dông sinh khèi sèng vµ chÕt cña c¸c lo¹i vi t¶o ®Ó hÊp thô kim lo¹i nÆng cã nh÷ng u thÕ ®Æc biÖt nh: kh¶ n¨ng thu nhËn kim lo¹i nÆng ë møc ®é cao ; diÖn tÝch bÒ mÆt riªng cña sinh khèi vi t¶o v« cïng lín lµm cho chóng rÊt hiÖu qu¶ trong viÖc lo¹i trõ vµ t¸i thu håi kim lo¹i nÆng trong níc th¶i ; vi t¶o cßn nhËn mét lîng lín khÝ CO2, c¸c muèi dinh dìng, cã t¸c dông lµm gi¶m hiÖu øng nhµ kÝnh, ng¨n ngõa vµ kh¾c phôc t×nh tr¹ng ph× dìng (eutrophycation) cña m«i trêng níc...ChÝnh v× thÕ, vi t¶o cã thÓ lµ mét lùa chän ®¬n gi¶n vµ hiÖu qu¶ ®Ó lo¹i trõ kim lo¹i nÆng trong níc th¶i c«ng nghiÖp. 1.1.1.2- MÆt kh«ng cã lîi PhÇn lín c¸c loµi vi t¶o thuêng cã lîi, bªn c¹nh ®ã còng cã mét sè loµi vi t¶o l¹i t¸c ®éng xÊu ®Õn m«i trêng vµ ®êi sèng c¸c loµi sinh vËt kh¸c trong ®ã cã c¶ con ngêi. C¸c t¸c ®éng xÊu ®ã thêng lµ do c¸c ®éc tè mµ t¶o tiÕt ra hoÆc do sù ph¸t triÓn qu¸ møc cña mét sè loµi vi t¶o g©y nªn hiÖn t- 13 îng thiÕu oxy hoµ tan, che lÊp ¸nh s¸ng trong thuû vùc,… vµ khi tµn lôi th× lµm t¨ng lîng khÝ ®éc do c¸c vi sinh vËt ph©n huû th¶i ra. C¸c loµi vi t¶o ®ã ®îc gäi lµ t¶o ®éc, h¹i. Mét trong nh÷ng mÆt g©y h¹i kh¸ phæ biÕn ë c¸c loµi vi t¶o ®ã lµ hiÖn tîng thuû triÒu ®á (red tide) vµ hiÖn tîng në hoa níc (water bloom). HÇu hÕt c¸c loµi vi t¶o në hoa thêng ®a ®Õn hËu qu¶ lµm cho m«i trêng xÊu ®i, g©y ¶nh hëng nghiªm träng ®Õn ®êi sèng thuû sinh vËt. T¶o chÕt ch×m xuèng ®¸y thuû vùc vµ bÞ ph©n huû bëi c¸c vi sinh vËt kh¸c ®Æc biÖt lµ vi khuÈn vµ kÕt qu¶ g©y nªn hiÖn tîng thiÕu oxy trong c¸c tÇng níc, lµm chÕt c¸c loµi thuû s¶n. Qu¸ tr×nh nµy lµm thay ®æi thµnh phÇn ho¸ häc trong níc, g©y t¨ng khÝ ®éc. HiÖn nay, cã 5 lo¹i triÖu chøng ngé ®éc do thùc phÈm bÞ nhiÔm ®éc tè t¶o x¶y ra víi con ngêi. Trong ®ã, ®Æc biÖt d¹ng ngé ®éc g©y tª liÖt c¬ (PSP) cã thÓ g©y tö vong vµ d¹ng ngé ®éc ciguatera rÊt phæ biÕn trong vïng nhiÖt ®íi. C¸c loµi t¶o thêng g©y në hoa níc g©y ®éc h¹i (harmful and toxic algae): Mycrocystis, Anabaena, Oscillatoria, Anabaenopsis, Aphanizomenon, Pseudo-nitzschia…Khoa häc còng ®· ghi nhËn ®îc trªn thÕ giíi cã kho¶ng 3000 loµi thùc vËt phï du h×nh thµnh sù në hoa víi mËt ®é lªn tíi hµng triÖu tÕ bµo/lit. Kho¶ng 1/4 trong sè c¸c loµi g©y nªn hiÖn tîng në hoa cã kh¶ n¨ng s¶n sinh ®éc tè. §©y lµ mét mèi ®e do¹, thËm chÝ cã thÓ tµn ph¸ khu hÖ ®éng vËt vµ thùc vËt, kÓ c¶ ¶nh hëng ®Õn søc khoÎ con ngêi. NhiÒu kÕt qu¶ nghiªn cøu khoa häc ®· ghi nhËn ®îc sù tÝch tô ®éc tè t¶o trong c¸ 14 hoÆc c¸c loµi ®éng vËt th©n mÒm cã vá. CÊu tróc ho¸ häc cña c¸c ®éc tè t¶o trong tù nhiªn lµ rÊt kh¸c nhau, nhng chóng kh«ng thÓ bÞ ph¸ huû hoÆc tiªu gi¶m khi ®un nÊu ngay c¶ ë nhiÖt ®é cao, ®Æc biÖt c¸c ®éc tè t¶o kh«ng lµm ¶nh hëng ®Õn mïi vÞ cña thùc phÈm nªn con ngêi cµng khã ph¸t hiÖn chóng [46]. Ngoµi ra, mét sè loµi vi t¶o khi ë mËt ®é kh¸ thÊp còng ®· cã tÝnh ®éc mµ cha cÇn ®Õn sù në hoa (Alexandrium tamarense 103TB/l) tõ ®ã g©y ra t¸c h¹i ®Õn m«i trêng ®e do¹ søc khoÎ, ®êi sèng con ngêi vµ sinh vËt kh¸c. Sù ph¸t triÓn qu¸ møc cña cña vi t¶o trong thuû vùc cßn kÐo theo hµm lîng oxy hoµ tan cao vµo buæi chiÒu, hµm lîng NH3 cha ®îc ion ho¸ lµm pH t¨ng cao sÏ ¶nh hëng sinh vËt kh¸c sèng trong ®ã. Cßn khi mËt ®é vi t¶o xuèng thÊp, pH vµ DO cã thÓ æn ®Þnh h¬n nhng cã thÓ kh«ng phï hîp víi mét sè ®éng vËt nu«i. Sù tµn lôi cña vi t¶o sÏ t¹o nªn mét líp l¾ng ®äng ë ®¸y thuû vùc. §ã lµ líp h÷u c¬ ®ang ph©n huû do ®ã cÇn nhiÒu lîng oxy cho qu¸ tr×nh ph©n gi¶i dÉn ®Õn lîng oxy dïng cho ho¹t ®éng cña sinh vËt sÏ bÞ gi¶m thiÓu. 1.1.2- Vµi nÐt t×nh h×nh nghiªn cøu vi t¶o 1.1.2.1- T×nh h×nh nghiªn cøu vi t¶o trªn thÕ giíi Tríc ®©y (1887), vi t¶o ®îc biÕt ®Õn nh mét d¹ng vËt chÊt h÷u c¬ tr«i næi trong níc (ë d¹ng sèng vµ chÕt). MÆc dï h×nh th¸i vµ cÊu tróc cña chóng ®îc ph¸t hiÖn nhê sù ph¸t minh ra kÝnh hiÓn vi cña Robert Hooke( 1665). §Õn nay nhiÒu 15 loµi ®· ®îc m« t¶ vÒ h×nh d¹ng, kÝch thíc tÕ bµo vµ nghiªn cøu sinh lý, sinh ho¸. Trªn thÕ giíi, viÖc ph©n lo¹i t¶o ®i theo nhiÒu quan ®iÓm kh¸c nhau. N¨m 1753, Linaeus ®a ra 14 chi t¶o, chØ cã 4 chi ( Confera, Ulva, Fucus, Chara ) lµ ®óng víi hiÖn nay. Smith (1933,1950) thõa nhËn 11 nhãm t¶o lín ®· bá ph¹m trï Thallophyta vµ t¶o, «ng ®· nhãm thµnh 7 ngµnh ®ã lµ Chlorophyta, Euglenophyta, Chrysophyta, Phaeophyta, Pyrrophyta, Cyanophyta vµ Rhodophyta. Klein vµ Cronquis (1967) ®· xem xÐt l¹i sù ph©n lo¹i t¶o th«ng qua thµnh phÇn ho¸ häc, cÊu tróc vµ tiªu chuÈn chøc phËn ®· thõa nhËn 6 ngµnh, vi khuÈn Lam chuyÓn vµo víi vi khuÈn [33]. N¨m 1973, Round F.E (1973) chia t¶o thµnh 12 ngµnh vµ mét líp riªng Eustigmatophyceae. C¸c t¸c gi¶ Liªn X« cò mµ ®¹i diÖn lµ Gollerbakh M.M (1977) xÕp t¶o thµnh 10 ngµnh dùa vµo tõng nhãm chÊt mµu. N¨m 1978, Bold H.C vµ Wynne M.J ®a ra hÖ thèng 9 ngµnh t¶o. Lee R.E (1980) chia t¶o thµnh 6 ngµnh dùa vµo c¸c c¬ quan tö: lôc l¹p, líi néi chÊt, roi, ®iÓm m¾t, nh©n. Riªng Roswski J.R vµ Parker B.C (1982) l¹i kh«ng ph©n ngµnh t¶o mµ chia chóng thµnh 16 líp [theo 6]…Tuy nhiªn, gÇn ®©y, b»ng sù hç trî cña c¸c ph¬ng tiÖn kü thuËt sinh häc hiÖn ®¹i, ngêi ta xem xÐt quan hÖ gi÷a c¸c loµi t¶o dùa trªn ®Æc tÝnh mµng bao quanh chloroplast cña chóng, do ®ã mµ t¶o cã 4 nhãm: - Nhãm kh«ng cã chloroplast 16 - Nhãm chØ cã vá bao chloroplast (chloroplast envelope) mµ kh«ng cã mµng néi chÊt nh¸m chloroplast (tøc chØ cã 2 líp mµng). - Nhãm cã vá bao chloroplast vµ cã thªm mét mµng néi chÊt nh¸m bao quanh chloroplast (3 líp mµng). - Nhãm cã vá bao chloroplast vµ cã thªm hai mµng néi chÊt nh¸m bao quanh chloroplast (4 líp mµng) [49]. Trªn c¬ së ®ã céng víi viÖc dùa trªn mét sè tiªu chÝ nh: c¸c lÜnh vùc c¸ thÓ ph¸t triÓn (morphogenese), ®Æc ®iÓm cÊu tróc siªu hiÓn vi cña roi (flagellum), cña mµng bao thÓ mµu (pigment) víi c¸c phæ mµu kh¸c nhau, c¸c chØ tiªu sinh lý, sinh hãa (®éc tè, ho¹t chÊt) ®Æc ®iÓm qu¸ tr×nh nguyªn ph©n vµ ph©n bµo,… cña vi t¶o mµ Van Den Hoek vµ céng sù n¨m 1995 chia t¶o thµnh 11 ngµnh. Nh vËy cã thÓ nãi cho ®Õn b©y giê vÉn cha cã sù nhÊt qu¸n nµo vÒ hÖ thèng ph©n lo¹i t¶o. HiÖn nay, ph©n lo¹i häc nãi chung vµ ph©n lo¹i vi t¶o nãi riªng kh«ng chØ dõng l¹i ë møc ®é dùa vµo dÊu hiÖu h×nh th¸i mµ cßn ¸p dông nh÷ng thµnh tùu khoa häc kü thuËt hiÖn ®¹i (ho¸ sinh häc, sinh häc ph©n tö, c«ng nghÖ gen) ®Ó x¸c lËp ®îc hÖ sè ®ång d¹ng di truyÒn gi÷a c¸c loµi (hÖ sè Nei vµ Li) cho phÐp x¸c ®Þnh chÝnh x¸c loµi, gióp gi¶i quyÕt ®îc sù bÕ t¾c khi gÆp loµi ®ång h×nh mµ b»ng ph¬ng ph¸p ph©n lo¹i h×nh th¸i ph¶i bã tay, ®ång thêi cho phÐp c¸c nhµ T¶o häc x¸c lËp ®îc c©y hÖ thèng ph¸t sinh cña t¶o ngµy cµng hoµn thiÖn h¬n. 17 Cuèi thÕ kû XIX ®Çu thÕ kû XX cã nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu vÒ t¶o mµ tríc hÕt ph¶i kÓ ®Õn bé s¸ch cña Schmidt A. rÊt cã gi¸ trÞ ®Ó kh¶o cøu t¶o Silic. N¨m 1914, Lindau G. ngêi §øc cho ra ®êi cuèn "T¶o häc" [theo 32], sau ®ã vµo n¨m 1936 ®îc Melchior H. söa ch÷a, bæ sung vµ xuÊt b¶n trong ®ã m« t¶ chi tiÕt vµ vÏ h×nh 467 loµi t¶o lôc…Tõ thËp kû 40, 50 vÒ sau cña thÕ kû XX, do sù ph¸t triÓn chung cña khoa häc nªn nh÷ng tri thøc vÒ t¶o ngµy cµng ®îc n©ng lªn vµ phong phó. Hµng lo¹t c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu ®i theo c¸c híng sinh th¸i còng nh c¸c c«ng tr×nh chuyªn kh¶o phôc vô cho viÖc ®iÒu tra ph©n lo¹i t¶o ®îc ra ®êi: Zabelina M.M – Kisselev A. ( 1951) [53], Popova T.G (1955 – 1976) [60], Gollerbakh M.M (1953) [58], Ergashev A. E. (1979) [61] [62]. Bªn c¹nh viÖc nghiªn cøu vÒ hÖ thèng ph©n lo¹i häc, m« t¶ ®Æc ®iÓm cña cña c¸c loµi vi t¶o, c¸c nhµ khoa häc cßn quan t©m ®Õn ®Æc tÝnh sinh th¸i häc, mèi quan hÖ gi÷a sù ph¸t triÓn cña chóng víi c¸c yÕu tè m«i trêng còng nh tÝnh chÊt g©y h¹i cña chóng. Héi nghÞ quèc tÕ lÇn thø nhÊt vÒ sù në hoa cña t¶o ®éc h¹i ®· ®îc tæ chøc tõ ngµy 46/11/1974 ë Boston Massachusetts (Mü). Sau ®ã c¸c héi nghÞ quèc tÕ thêng niªn 2 n¨m mét lÇn ®îc tæ chøc t¹i c¸c níc kh¸c nhau. Th«ng qua c¸c héi nghÞ nµy, nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu vÒ t¶o ®éc h¹i trªn kh¾p thÕ giíi ®· ®îc c«ng bè. Cïng víi nh÷ng ®iÒu tra vÒ ®a d¹ng sinh häc vi t¶o th× c¸c nhµ khoa häc cßn quan t©m ®Õn viÖc nu«i trång vi t¶o lÊy sinh khèi 18 ®Ó phôc vô ®êi sèng cña con ngêi. C¸c nhµ khoa häc ®· lùa chän vµ nghiªn cøu ®Æc ®iÓm sinh häc cña rÊt nhiÒu c¸c loµi t¶o trong ®ã cã nh÷ng loµi ®îc sö dông nhiÒu trong nu«i trång thuû s¶n: Skeletonema costatum, Chaetoceros sp., Thalassiosira pseudonema, Chlorella sp., Tetraselmis chui,… 1.1.2.2- - T×nh h×nh nghiªn cøu vi t¶o ë ViÖt Nam ë ViÖt Nam, c¸c dÉn liÖu ®Çu tiªn vÒ khu hÖ t¶o ®îc thùc hiÖn bëi c¸c nhµ khoa häc níc ngoµi. N¨m 1904, Bois M. vµ Petit P. ®· m« t¶ 38 loµi t¶o silic t×m thÊy trong ao hå cña sµi Gßn. N¨m 1933, Fiere®· x¸c ®Þnh ®îc 43 loµi Flagelles ë Th¶o CÇm Viªn Sµi Gßn [34]. Tõ thËp kØ 60 trë ®i míi xuÊt hiÖn c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu vÒ t¶o cña ngêi ViÖt Nam. N¨m 1960, Vò V¨n C¬ng khi nghiªn cøu vÒ thùc vËt thuû sinh ë Sµi Gßn ®· c«ng bè 4 taxon t¶o lôc [57]. Trong nh÷ng nghiªn cøu vÒ t¶o níc ngät th× t¸c gi¶ NguyÔn V¨n Tuyªn lµ ngêi cã ®ãng gãp tÝch cùc. N¨m 1980 víi c«ng tr×nh nghiªn cøu khu hÖ t¶o níc ngät miÒn B¾c ViÖt Nam, «ng ®· c«ng bè 979 loµi vµ díi loµi bao gåm 136 loµi t¶o m¾t, 18 loµi t¶o lam, 388 loµi t¶o lôc, 2 loµi t¶o vßng, 10 loµi t¶o gi¸p vµ 260 loµi t¶o silic trong ®ã cã 766 loµi míi ®èi víi ViÖt Nam [42], N¨m 2003, «ng l¹i c«ng bè c«ng tr×nh vÒ sù ®a d¹ng sinh häc t¶o trong thuû vùc néi ®Þa ViÖt Nam víi 1539 loµi vi t¶o [43]. T¸c gi¶ D¬ng §øc TiÕn trong luËn ¸n TiÕn sü Khoa häc cña m×nh (1982) ®· x¸c ®Þnh ®îc 1402 loµi vi t¶o trong c¸c 19 thñy vùc néi ®Þa ViÖt Nam [theo 6]. N¨m 2004, «ng cïng céng sù nghiªn cøu hiÖn tr¹ng vi khuÈn lam (Cyanobacteria) vµ vi t¶o (microalgae) hå chøa CÊm S¬n – B¾c Giang ®· x¸c ®Þnh ®îc 137 loµi vµ díi loµi thuéc 49 chi vi khuÈn lam vµ vi t¶o [39]. ë miÒn Trung, Vâ Hµnh (1983) c«ng bè 191 loµi thùc vËt næi ë hå chøa KÏ Gç (Hµ TÜnh) [theo 32]. N¨m 1994, t¸c gi¶ c«ng bè 45 loµi t¶o Lôc (thuéc bé Chlorococcales) sèng trong níc ngät ë khu vùc B×nh TrÞ Thiªn vµ bæ sung 19 taxon míi ®èi víi khu vùc nµy [10]. TiÕp ®ã (n¨m1995), khi nghiªn cøu 121 thuû vùc níc ngät thuéc 5 tØnh B¾c Trêng S¬n (1995), t¸c gi¶ ®· ph¸t hiÖn 65 taxon ë bËc loµi vµ díi loµi thuéc bé Chlorococcales [11]. Lª ThÞ Thóy Hµ, Vâ Hành (1999) ®· x¸c ®Þnh ®îc 136 loµi thuéc 5 ngµnh vi t¶o ë s«ng La (Hµ TÜnh) [7]. N¨m 2004, t¸c gi¶ Lª ThÞ Thuý Hµ l¹i c«ng bè 409 loµi vµ díi loµi thùc vËt næi ë vïng T©y Nam hÖ thèng s«ng Lam (NghÖ An - Hµ TÜnh) [6]. N¨m 2001, NguyÔn §×nh San ®· c«ng bè 196 loµi vµ díi loµi t¶o vµ vi khuÈn lam ë 20 thñy vùc c¸c tØnh Thanh Hãa, NghÖ An, Hµ TÜnh (6 thñy vùc d¹ng hå) [32].. Ngoµi ra cßn mét sè c«ng tr×nh cña Ph¹m Hång Phong (1998) [30], TrÇn Méng Lai (2002) [22]… Bªn c¹nh viÖc ®iÒu tra vÒ thµnh phÇn loµi vi t¶o trong c¸c thuû vùc th× mét sè c«ng tr×nh cßn ®Ò cËp tíi mèi quan hÖ gi÷a mËt ®é tÕ bµo víi mét sè c¸c yÕu tè m«i trêng. Tiªu biÓu nh c«ng tr×nh "ChÊt lîng m«i trêng níc, thµnh phÇn loµi vi t¶o vµ vi khuÈn lam c¸c hå Thµnh C«ng, Hai Bµ Trng 20 ThuyÒn Quang, Hµ Néi" cña t¸c gi¶ Lª Thu Hµ, NguyÔn Thuú Liªn (2005) [9], Vâ Hµnh vµ céng sù (1995) [14], §Æng §×nh Kim vµ céng sù (1996) [20], Lª Hoµng Anh vµ céng sù (1997–1998) [1] [2], NguyÔn C«ng Minh vµ céng sù (1997-1999) [24] [25] [26]… Nh÷ng c«ng tr×nh nghiªn cøu vÒ kh¶ n¨ng øng dông thùc tiÔn cña vi t¶o trong viÖc xö lý « nhiÔm m«i trêng níc hiÖn nay ®· vµ ®ang ®îc rÊt nhiÒu nhµ khoa häc quan t©m. Ch¼ng h¹n mét sè t¸c gi¶ nh: Lª HiÒn Th¶o (1995) ®· sö dông Chlorella pyrenoidosa xö lý « nhiÔm níc ë mét sè hå Hµ Néi, kÕt qu¶ cho thÊy hiÖu qu¶ lµm s¹ch sau 5 ngµy ®¹t gi¸ trÞ lín nhÊt [36]. NguyÔn §×nh San (2001) sö dông Chlorella pyrenoidosa Chick. vµ Scenedesmus quadricauda Breb. xö lý níc th¶i ë 6 c¬ së s¶n xuÊt ë thµnh phè Vinh vµ vïng phô cËn. T¸c gi¶ kÕt luËn c¶ hai loµi t¶o trªn ®Òu cã kh¶ n¨ng lµm s¹ch níc th¶i tèt. [32]. N¨m 2004, NguyÔn §øc DiÖn ®· kh¼ng ®Þnh kh¶ n¨ng chèng chÞu vµ hÊp thu kim lo¹i nÆng trong m«i trêng níc cña 10 loµi vi t¶o (cã 5 loµi thuéc chi Chlorella vµ 1 loµi thuéc chi Scenedesmus) trong ®ã Chlorella sp2 võa cã kh¶ n¨ng hÊp thô lîng ®¸ng kÓ Cr vµ Ni tõ dung dÞch, võa g©y øc chÕ m¹nh lªn sinh trëng vµ tæng hîp s¾c tè cña t¶o [4]. Hay c«ng tr×nh cña Lª ThÞ Thanh H¬ng, D¬ng §øc TiÕn (1998) [17]. Mét sè c«ng tr×nh nghiªn cøu vÒ vi t¶o g©y h¹i gÇn ®©y nh: §Æng Hoµng Phíc HiÒn vµ céng sù (2004) [15], T«n ThÊt Ph¸p vµ L¬ng Quang §èc (2003 - 2005) [29]. ë níc ta viÖc nghiªn cøu nu«i trång vi t¶o