Tài liệu Chất lượng nước và thành phần loài vi tảo ở sông bùng thuộc huyện diễn châu tỉnh nghệ an luận văn thạc sĩ sinh học

0 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH THÁI THỊ HỒNG VINH CHUYÊN NGÀNH: THỰC VẬT HỌC MÃ SỐ: 60.42.20 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS. LÊ THỊ THUÝ HÀ VINH - 2011 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự hướng dẫn tận tình của TS. Lê Thị Thuý Hà. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về sự giúp đỡ quý báu đó. Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong Bộ môn Thực vật, Bộ môn Sinh lí - Hoá sinh, Khoa Sinh, Khoa Sau Đại học, cùng sự cổ vũ động viên của gia đình, bạn bè đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này. Vinh, tháng 12 năm 2011 Tác giả Thái Thị Hồng Vinh DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU NHỮNG TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN COD : Nhu cầu oxy hóa học (Chemical oxigen Demand) DO : Oxy hòa tan (Dissolved oxygen) mg/l : miligam/lít TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam I : Cầu Diễn Minh II : Cầu Diễn Bình III : Cầu Diễn Quảng IV : Nhà máy nước V : Cầu Diễn Thành tb/l : tế bào/ lít 0 : độ C C MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU...........................................................................................................1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU.........................................................3 1.1. Vài nét về chất lượng nước trong các thủy vực....................................3 1.1.1. Chất lượng nước trong các thủy vực trên thế giới................................3 1.1.2. Chất lượng nước trong các thủy vực ở Việt Nam.................................5 1.2. Vi tảo và vai trò của chúng...................................................................9 1.2.1. Vài nét về tình hình nghiên cứu vi tảo trên thế giới.............................9 1.2.2. Vài nét về tình hình nghiên cứu vi tảo ở Việt Nam............................11 1.3. Mối quan hệ giữa chất lượng nước và thành phần loài vi tảo............16 CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................................................20 2.1. Đối tượng nghiên cứu.........................................................................20 2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu......................................................20 2.2.1. Địa điểm nghiên cứu..........................................................................20 2.2.2. Thời gian nghiên cứu..........................................................................20 2.3. Phương pháp nghiên cứu....................................................................21 2.3.1. Phương pháp thu mẫu nước và mẫu tảo.............................................21 2.3.2. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa........................22 2.3.3. Phương pháp phân tích mẫu tảo.........................................................23 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN.....................25 3.1. Một vài đặc điểm về điều kiện tự nhiên của địa bàn nghiên cứu ............................................................................................................25 3.1.1. Vị trí địa lí..........................................................................................25 3.1.2. Đặc điểm khí hậu thủy văn.................................................................25 3.1.3. Hiện trạng dòng chảy và môi trường..................................................26 1 3.1.4. Hiện trạng chất thải và áp lực.............................................................29 3.2. Kết quả phân tích chất lượng nước sông............................................31 3.2.1. Chỉ tiêu vật lý.....................................................................................31 3.2.2. Các chỉ tiêu hóa học...........................................................................34 3.2.3. Nhận xét tổng quát về chất lượng nước sông Bùng...........................42 3.3. Sự đa dạng về thành phần loài vi tảo ở sông bùng thuộc huyện Diễn Châu - tỉnh Nghệ An..................................................................42 3.3.1. Đa dạng các taxon của các ngành vi tảo trong khu vực nghiên cứu......................................................................................................42 3.3.2. Sự phân bố các taxon trong các lớp....................................................57 3.3.3. Sự phân bố taxon trong các bộ...........................................................57 3.3.4. Đa dạng các taxon bậc họ...................................................................58 3.3.5. Đa dạng mức độ chi............................................................................60 3.3.6. Đánh giá sự đa dạng về loài của các ngành........................................61 3.4. Sự biến động thành phần loài vi tảo theo các điểm nghiên cứu ............................................................................................................62 3.5. Sự biến động thành phần loài vi tảo qua các đợt nghiên cứu.............65 3.6. Sự biến động số lượng tế bào vi tảo...................................................66 3.7. Mối qua hệ giữa thành phần loài, số lượng tế bào vi tảo với các yếu tố sinh thái.............................................................................68 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ...........................................................................71 TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................73 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Hệ thống đánh giá tổng hợp nguồn nước mặt..................................4 Bảng 1.2. Các tiêu chuẩn cụ thể theo QCVN 08: 2008/BTNMT.....................6 Bảng 1.3. Các chi tảo chỉ thị cho thủy vực bị ô nhiễm. (Theo Palmer) .........................................................................................................18 Bảng 1.4. Mối tương quan iuwax cấu trúc tảo và độ phì................................19 Bảng 3.1. Nhiệt độ nước tại các điểm thu mẫu (0C).......................................32 Bảng 3.2. Độ trong tại các điểm thu mẫu (cm)...............................................33 Bảng 3.3. Trị số pH tại các điểm nghiên cứu..................................................34 Bảng 3.4. Trị số DO tại các điểm nghiên cứu (mgO2/l).................................35 Bảng 3.5. Trị số COD trung bình tại các điểm nghiên cứu (mgO2/l).............37 Bảng 3.6. Hàm lượng NH4+ qua các đợt nghiên cứu (mg/l)...........................39 Bảng 3.7. Hàm lượng NO3- trung bình qua các điểm nghiên cứu (mg/l) .........................................................................................................40 Bảng 3.8. Hàm lượng PO43- - P qua các điểm nghiên cứu.............................41 Bảng 3.9. Danh lục thành phần loài vi tảo đã phát hiện tại các điểm nghiên cứu ở sông Bùng thuộc huyện Diễn Châu - tỉnh Nghệ An..........................................................................................43 Bảng 3.10. Đa dạng các taxon của các ngành vi tảo.........................................56 Bảng 3.11. Sự phân bố các taxon trong các lớp................................................57 Bảng 3.12. Sự phân bố taxon trong các bộ.......................................................58 Bảng 3.13. Đa dạng taxon bậc họ của các ngành vi tảo...................................59 Bảng 3.14. Các chi đa dạng nhất.......................................................................60 Bảng 3.15. Đánh giá tính đa dạng về loài của các ngành.................................61 Bảng 3.16. Sự biến động thành phần loài vi tảo theo các điểm nghiên cứu .........................................................................................................63 Bảng 3.17. Kết quả định lượng tế bào vi tảo ở sông Bùng (gi¸ trÞ trung b×nh x 105 tÕ bµo/lit)...............................................67 1 Bảng 3.18. Mối quan hệ giữa yếu tố thuỷ lý, thuỷ hoá với sự phân bố, số lượng tế bào vi tảo qua các đợt nghiên cứu...............................68 Bảng 3.19. Mối quan hệ giữa yếu tố thuỷ lý, thuỷ hoá với sự phân bố, số lượng tế bào vi tảo qua các điểm nghiên cứu............................69 DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ Hình 2.1. Sơ đồ các điểm thu mẫu....................................................................21 Biểu đồ 3.1. Sự biến động nhiệt độ nước qua các đợt nghiên cứu........................32 Biểu đồ 3.2. Sự biến động độ trong trung bình qua các đợt nghiên cứu...............33 Biểu đồ 3.3. Sự biến động pH qua các điểm nghiên cứu......................................34 Biểu đồ 3.4. Sự biến động hàm lượng o xy hòa tan trong các điểm nghiên cứu ...........................................................................................................36 Biểu đồ 3.5. Biến động hàm lượng oxy hóa học qua các điểm nghiên cứu ...........................................................................................................38 Biểu đồ 3.6. Sự biến động hàm lượng Amoni qua các đợt nghiên cứu................39 Biểu đồ 3.7. Sự biến động hàm lượng Nitrat qua các đợt nghiên cứu..................40 Biểu đồ 3.8. Sự biến động hàm lượng phôt phat qua các đợt nghiên cứu............41 Biểu đồ 3.9. Phổ các ngành vi tảo ở khu vực nghiên cứu.....................................56 Biểu đồ 3.10. So sánh mức độ đa dạng giữa các ngành vi tảo ở sông Bùng và sông Lam......................................................................................62 Biểu đồ 3.11. Sự biến động thành phần loài qua các đợt nghiên cứu.....................65 1 MỞ ĐẦU Ngày nay nền kinh tế phát triển như vũ bão, đời sống vật chất và tinh thần của con người ngày càng cao. Bên cạnh đó ô nhiễm môi trường cũng đang là hiểm họa đe dọa tới sức khỏe và đời sống cộng đồng. Đặc biệt tài nguyên nước đang trong tình trạng nguy cấp về số lượng và chất lượng. Các nhà khoa học cảnh báo về việc thế giới sẽ thiếu 40% nước sạch trong 20 năm tới. Số người tử vong do thiếu nước sạch lớn hơn do bạo lực, chiến tranh và điều này đòi hỏi sự quan tâm không chỉ mỗi một quốc gia mà cả cộng đồng thế giới. Sự ô nhiễm của các thủy vực đã làm thay đổi những tính chất hóa lý của nước, làm ảnh hưởng tới đời sống và thay đổi các quần xã sinh vật thủy sinh. Việc phục hồi chất lượng nước để trả lại sự sống bình thường cho các thủy vực là điều thiết yếu, mỗi người cần phải có trách nhiệm với môi trường và với chính bản thân mình. Các nhà khoa học đã nghiên cứu các biện pháp để phục hồi tự nhiên trong đó phương pháp dùng vi tảo để làm sạch, cải thiện chất lượng môi trường nước do chúng có một vai trò rất quan trọng trong các hệ sinh thái nước. Là sinh vật sản xuất bậc một, chúng tạo năng suất sinh học sơ cấp của thủy vực, góp phần không nhỏ trong quá trình tuần hoàn vật chất, duy trì hàm lượng oxi hòa tan trong nước. Sông Bùng là một nhánh của sông Lam, chảy qua huyện Diễn Châu và đổ ra biển. Trước đây sông là nguồn cung cấp thủy sản có chất lượng cao, cung cấp nước cho sản xuất nông nghiệp, sản xuất muối và nước sinh hoạt cho người dân. Nhưng gần đây, chất lượng nước sông bị giảm sút, nổi lên mùi hôi thối,làm các sinh vật thủy sinh bị chết. Người dân rất ái ngại khi sử dụng nước sông làm nước sinh hoạt. 2 Xuất phát từ những lí do trên nhằm góp phần nghiên cứu sự đa dạng thực vật nổi và đánh giá chất lượng nước của sông Bùng, chúng tôi tiến hành đề tài: “Chất lượng nước và thành phần loài vi tảo ở sông Bùng thuộc huyện Diễn Châu - tỉnh Nghệ An”. Mục tiêu của đề tài nhằm điều tra, đánh giá chất lượng nước, xác định thành phần loài vi tảo và rút ra mối quan hệ giữa tảo và môi trường sống của nó tại sông Bùng thuộc huyện Diễn Châu, tỉnh Nghệ An. 3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Vài nét về chất lượng nước trong các thủy vực 1.1.1. Chất lượng nước trong các thủy vực trên thế giới Nước là nguồn tài nguyên tự nhiên rất cần thiết cho sự sống trên trái đất. Nó là thành phần cấu tạo chủ yếu của cơ thể, tham gia vào các quá trình tuần hoàn vật chất, trong các quá trình sản xuất công, nông ngư nghiệp… Trên trái đất nước bao phủ ¾ bề mặt diện tích, khối lượng nước dự trữ trên bề mặt trái đất khoảng 1,4 tỉ Km 3, trong đó biển và đại dương chiếm 97,6%, các tầng băng tuyết ở Bắc cực và Nam cực chiếm 2,14%, nước ngầm trao đổi tích cực 0,29% . Phần nước ít còn lại phủ trên 2% diện tích hành tinh nằm ở các song hồ và các tầng nước ngầm. Đây chính là nguồn nước ngọt mà con người sử dụng vào sản xuất và sinh hoạt.[5] Nước tồn tại trong tự nhiên không có nước tinh khiết về mặt hóa học mà là nước hỗn hợp gồm các chất hòa tan và không hòa tan khác. Thành phần hóa học của loại nước này không ổn định mà thường xuyên biến đổi do các quá trình sinh học, hóa học, vật lý … của môi trường xung quanh tác động vào.[33] Để đánh giá chất lượng nước người ta dựa vào các thông số như PH, nhiệt độ, độ trong,màu sắc, độ đục, độ mặn, hàm lượng ôxy hòa tan(DO), các muối vô cơ (NH4+, NO3-, PO43-…), cặn lơ lửng (SS), độ kiềm, độ cứng, kim loại nặng, Coliform và các sinh vật chỉ thị khác. Khi các chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa ở các thủy vực vượt quá ngưỡng cho phép, thì không hững gây hậu quả cho con người mà hàng triệu loài sinh vật khác cũng phải gánh chịu. Nhiều loài bị chết hoặc di cư sang các thủy vực khác. 4 Bảng 1.1. Hệ thống đánh giá tổng hợp nguồn nước mặt (Theo Tăng Văn Đoàn, Trần Đức Hạ, “Kỹ thuật môi trường”) TT Trạng thái nguồn nước pH 7-8 NH4+ NO3- PO43- DO COD BOD (mg/l) (mg/l) (mg/l) (%) (mg/l) (mg/l) < 0,5 <0,1 <0,01 100 <6 <2 0,1-0,3 0,01-0,05 100 6-20 2-4 1 Nước rất sạch 2 Nước sạch 3 Nước hơi bẩn 6-9 0,4 - 1,5 0,3-1 0,05-0,1 50-90 20-50 4-6 4 Nước bẩn 5-9 1,5 - 3 1-4 0,1-0,15 20-50 50-70 6-8 5 Nước bẩn nặng 4 - 9,5 3-5 4-8 0,15-0,3 5-20 70-100 8-10 6 Nước rất bẩn 3 - 10 >5 >8 >0,3 <5 >100 >10 6,5 - 8,5 0,05- 0,4 Trong tiêu chuẩn thoát nước của đô thị tại một số nước như Bỉ, Hà Lan, Đức... lượng nước bẩn trong nước thải sinh hoạt tính cho một người trong một ngày đêm theo chất lơ lửng là 90g và theo BOD 5 là 54 - 65g. Trong những vùng này thì nước mưa cũng có thể gây ô nhiễm sông hồ vì có chứa hàm lượng chất lơ lửng tới 400 - 1800 mg/l, BOD5 từ 40 - 120 mg/l [7], Theo những thống kê về tình hình ô nhiễm nước trên thế giới cho thấy: tại các sông ngòi Châu Âu nồng độ muối NO3- vượt 2,5 lần tiêu chuẩn cho phép (100mg/l) và gấp 45 lần so với mức nền tự nhiên. Nồng độ PO 43- cao gấp 2,5 lần tiêu chuẩn cho phép. Hằng năm các con sông này mang vào đại dương 320 triệu tấn Fe; 2,3 triệu tấn Pb; 1,6 triệu tấn Mn; 320 triệu tấn Ca; 6,5 triệu tấn P và cả thế giới hằng năm làm ô nhiễm môi trường bởi 10 triệu tấn dầu mỡ và 700 tấn Hg [15]. Ở Mĩ, hằng năm có tới 10 tấn thuốc trừ sâu thải ra vịnh Mehico, mỗi năm ngành công nghiệp giấy, hóa chất trên toàn nước Mĩ đổ ra các sông lượng chất thải khoảng 94,5 tỉ m3 [22]. Tại Trung Quốc, trong số 523 con sông được kiểm soát thì có tới 436 sông đã bị ô nhiễm ở các mức độ khác nhau. 5 Mỗi năm, thành phố Thượng Hải sử dụng trên 960000 tấn phân hóa học, trong đó 540000 tấn bị rửa trôi chảy vào lòng sông làm cho nguồn ô xy trong nước bị cạn kiệt [ 36] Ở châu Mĩ La Tinh lượng chất độc hại từ các bài thải xâm nhập vào nguồn nước ngầm cứ 15 năm lại tăng thêm gấp đôi [19] Theo tổ chức y tế thế giới (WHO) cho biết: Mỗi năm có 25 triệu người chết do mắc bệnh liên quan đến nguồn nước ăn uống. Khoảng 80% bệnh tật của nhân loại do dùng nước bẩn vi khuẩn hay chất hóa học vượt quá chỉ tiêu cho phép [ 53]. 1.1.2. Chất lượng nước trong các thủy vực ở Việt Nam Việt Nam có nguồn nước khá dồi dào, gồm nước sông ngòi, ao hồ, nước ngầm...Tổng lượng nước chảy qua lãnh thổ ra biển là 880 tỉ m 3/năm, trong đó 352 tỉ m3 là hình thành trên lãnh thổ, còn lại là chảy từ ngoài vào, chủ yếu qua các hệ thống sông lớn. Sông Hồng 44,12 tỉ m3/năm [ 5]. Hiện nay chúng ta đang gặp những bất cập về tài nguyên nước như lũ lụt, úng ngập vào mùa mưa, khan hiếm nước vào mùa khô, chất lượng nước sông thay đổi do sự xâm nhập mặn ở vùng hạ du mà đặc biệt đó là hiện tượng nước ngày càng bị ô nhiễm do nước thải sinh hoạt và sản xuất [7] Nhìn chung, chất lượng nước của hệ thống sông ngòi của nước ta đang trong tình trạng suy giảm nguyên nhân do lượng nước thải trong sinh hoạt và công nghiệp đổ trực tiếp xuống các dòng sông không qua xử lý. Tiêu chuẩn cụ thể của Việt Nam về nguồn nước măt theo QCVN 08: 2008/BTNMT liên quan tới các chỉ tiêu nghiên cứu như sau [57]: 6 Bảng 1.2. Các tiêu chuẩn cụ thể theo QCVN 08: 2008/BTNMT Giá trị giới hạn A B Đơn STT 1 2 3 4 Thông số pH Oxy hòa tan (Dissolved oxygen: DO) Oxy hóa hóa học (Chemical oxygen demand: COD) Oxy hóa sinh học ( Biochemical vị A1 A2 B1 B2 mg/l 6 - 8.5 6 - 8.5 5.5 - 9 5.5- 9 mg/l ≥6 ≥5 ≥4 ≥2 mg/l 10 15 30 35 mg/l 4 6 15 25 mg/l 0.1 0.2 0.5 1 5 Oxygen Demand - BOD) Muối amoni (NH4+ - N) 6 NO3- mg/l 2 5 10 15 7 PO43- - P mg/l 0.1 0.2 0.3 0.5 Ghi chú: Việc phân hạng nguồn nước mặt nhằm đánh giá và kiểm soát chất lượng nước, phục vụ cho các mục đích sử dụng nước khác nhau: A1 - Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt và các mục đích khác như loại A2, B1 và B2. A2 - Dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng phải áp dụng công nghệ xử l. phù hợp; bảo tồn động thực vật thủy sinh, hoặc các mục đích sử dụng như loại B1 và B2. B1 - Dùng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi hoặc các mục đích sử dụng khác có yêu cầu chất lượng nước tương tự hoặc các mục đích sử dụng như loại B2. B2 - Giao thông thủy và các mục đích khác với yêu cầu nước chất lượng thấp [57] Ví dụ như ngành công nghiệp dêt may, ngành công nghiệp giấy và bột giấy, nước thải thường có độ pH từ 9-11, chỉ số nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD), 7 nhu cầu ô xy hóa học (COD) có thể lên đến 700 mg/l và 2500 mg/l, hàm lượng chất rắn lơ lửng,... cao gấp nhiều lần cho phép. Ở một số ngành công nghiệp hóa chất, phân bón, khai thác và chế biến khoáng sản lượng nước thải ra khá lớn. Hàm lượng nước thải của các ngành này có chứa cyanua (CN-) vượt đến 84 lần, H2S vượt 4,2 lần, hàm lượng NH3 vượt 84 lần tiêu chuẩn cho phép đã gây ô nhiễm nặng nề các nguồn nước mặt trong vùng dân cư [38] Theo điều tra sông Tô Lịch, sông Kim Ngưu, sông Nhuệ,...đều bị nhiễm bẩn. Hàm lượng ô xy hòa tan thấp BOD 5 >300 mg/l, NH4 >10 mg/l, NO2 cũng tăng vọt [21], nhất là sông Kim Ngưu, dòng chảy đen đặc, nước thối và hôi hám nồng nặc do diễn ra quá trình lắng cặn và lên men kị khí. Hàm lượng BOD5 ở sông Kim Ngưu có đoạn lên tới 125 mg/l [21. Ở thành phố Hồ Chí Minh tại cụm công nghiệp Tham Luông, nguồn nước bị nhiễm bẩn bởi nước thải công nghiệp với tổng lượng nước thải ước tính 500000 m3/ngày từ các nhà máy giấy, bột giặt, nhuộm, dệt. Nước thải qua kênh Tham Luông có màu đen, mùi hôi thối, ô nhiễm nặng, hàm lượng thủy ngân cao tới 1,7 mg/l. Hiện nay ở thành phố Hồ Chí Minh, hệ thống cấp nước sạch đạt 1,2 triêu m3/ngày đêm thì các hệ thống nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp xả ra 1 triệu m3, trong đó đến 90% là chưa qua xử lý. Ở đây, hầu hết các kênh rạch nội thành đều bị ô nhiễm các chất hữu cơ, kim loại nặng, ô nhiễm sinh vật...nồng độ ôxy hòa tan (DO) đo được ở tất cả các trạm quan trắc tại 4 hệ thống kênh rạch chủ yếu của thành phố đều cho giá trị rất thấp, không đạt tiêu chuẩn cho phép đối với nước mặt loại B. Thậm chí các vị trí Ông Buông, Hòa Bình, Ruột Ngựa nồng độ DO bằng 0 [56]. Theo kết quả đề tài nghiên cứu môi trường nước nông thôn của trung tâm thông tin - ứng dụng tiến bộ khoa học - Công nghệ (thuộc sở KH - CN Ninh Thuận) trên địa bàn tám thôn thuộc năm huyện, thị trong thời gian gần đây cho thấy tình trạng nước ô nhiễm có những chỉ số cao từ vài chục đến vài 8 trăm lần so với tiêu chuẩn cho phép. Ở các hệ thống kênh mương tự chảy thuộc các thôn Ba Tháp (xã Tân Hải), Bỉnh Nghĩa (xã Phương Hải) so với tiêu chuẩn cho phép thì độ đục cao gấp 90 - 150 lần do nước chưa qua xử lí, hàm lượng amoniac tính theo N có từ 0,95 - 2,01 mg/l [20] Ở một số khu công nghiệp khác lượng nước thải gây ảnh hưởng tới chất lượng nước mặt. Khu công nghiệp Việt Trì, Lâm Thao hàng năm thải ra sông Hồng khoảng 35 triệu m3, trong đó có khoảng 4000 tấn axit các loại, 1300 tấn xút, 300 tấn benzen, 25 tấn hóa chất và nhiều chất khác gây nhiễm bẩn nước sông trên hàng chuc Km từ Việt Trì đến hạ lưu [22] Ở thành phố Thái Nguyên, nước thải công nghiệp thải ra từ các cơ sở sản xuất giấy, luyên gang thép, luyên kim loại màu, khai thác than; về mùa cạn tổng lượng nước thải khu vực thành phố Thái Nguyên chiếm khoảng 15% lưu vực sông Cầu, nước thải từ sản xuất giấy có pH từ 8,4 - 9 và hàm lượng NH4+ là 4 mg/l, hàm lượng chất hữu cơ cao, nước thải có màu nâu, mùi khó chịu. Nước thải của sản xuất gang có mùi phenol, hàm lượng NH 4+ cao, từ 15 - 30 mg/l, hàm lượng chất hữu cơ cao, từ 87 - 126 mg/l [58] Các hoạt động khai thác rừng, mỏ, trực tiếp hay gián tiếp đều ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước. Sự nhiễm bẩn do cát bùn và cặn bã làm ảnh hưởng đến thủy sinh, làm nông dòng chảy, điển hình là sông Kì Cùng cũng bị ảnh hưởng từ mỏ than Na dương…[35] Ở Miền Trung nhiều con sông bị ô nhiễm do hiện tượng khai thác vàng (dùng hợp chất thủy ngân để đãi). Kết quả là làm nghèo kiệt hệ sinh thái nước, các vùng rừng đầu nguồn bị phá hủy gây hiện tượng bồi lấp các dòng sông, các con sông như sông Vệ, sông Trà Khúc, sông Lam, sông La, sông Hiền Lương bị khô cạn về mùa khô, lũ lụt nặng nề về mùa mưa [3]. 1.2. Vi tảo và vai trò của chúng 1.2.1. Vài nét về tình hình nghiên cứu vi tảo trên thế giới 9 Vi tảo (Microalgae) là những sinh vật tự dưỡng, có kích thước hiển vi, sống chủ yếu ở nước. Với vai trò là mắc xích trong chuỗi thức ăn tự nhiên, chúng tạo nên năng suất sinh học sơ cấp của các thủy vực. Trên thế giới, vi tảo đã được biết đến cách đây 350 năm trong các hệ thống phân loại của Carl von Linne (1754). Cùng với sự ra đời của phát minh kính hiển vi của Robert Hooke (1665) thì việc nghiên cứu vi tảo cũng được phát triển và tiến hành theo nhiều hướng: phân loại, hình thái, sinh lý, sinh thái, sinh hóa và ứng dụng. Chính vì vậy, sự hiểu biết về vi tảo đã sau hàng thế kỉ so với kiến thức về thực vật bậc cao. Về phân loại Tảo có nhiều hệ thống khác nhau: Năm 1753, Linné đưa ra 14 chi Tảo, chỉ có 4 chi (Confera, Ulva, Fucus, Chara) là đúng với hiện nay. Smith (1933, 1950) thừa nhận 11 nhóm Tảo lớn đã bỏ phạm trù Thallophyta và Tảo, ông đã nhóm thành 7 ngành đó là Chlorophyta, Euglenophyta, Chrysophyta, Phaeophyta, Pyrophyta, Cyanophyta và Rhodophyta. Klein và Cronquis (1967) đã xem xét lại sự phân loại Tảo thông qua thành phần hóa học, cấu trúc và tiêu chuẩn chức phận đã thừa nhận 6 ngành, Vi Khuẩn Lam chuyển vào với Vi Khuẩn [27]. Năm 1973, Round F. E (1973) chia Tảo thành 13 ngành và một lớp riêng Eustigmatophyceae. Các tác giả Liên Xô cũ mà đại diện là Gollerbakh M. M (1977) xếp Tảo thành 10 ngành dựa vào từng nhóm chất màu, chất dự trữ, hình thái, cấu trúc vỏ, roi và đặc điểm tế bào sinh sản: tảo Lam (Cyanophyta), tảo Giáp (Pyrrophyta), tảo đỏ (Rhodophyta), tảo Silic (Bacillariophyta), tảo Vàng Ánh (Xanthophyta), tảo nâu (Phaeophyta) tảo Mắt (Euglenophyta), tảo Lục (Chlorophyta), tảo Vòng (Charophyta). Năm 1978, Bold H. C và Wynne M. J đưa ra hệ thống 9 ngành Tảo. Lee R. E (1980) chia tảo thành 6 ngành dựa vào các cơ quan tử: Lục lạp, lưới nội 10 chất, roi, điểm mắt, nhân. Rosowski và Parker (1982) [46] cho rằng toàn bộ Tảo chia thành 16 lớp. Larkum và Barrett (1983) [42] chia Tảo thành 17 ngành. Đến năm 1995, Van den Hoek và cộng sự [50] chia Tảo thành 11 ngành. Kumar H. D. (1999) [41] trên cơ sở của hệ thống của Rosowski và Parker (1982), Larkum và Barett (1983) và Corlliss (1987) đã chia tảo thành 12 ngành. Với những công trình về tảo học đương đại, Linda E.G và Lee.W.W, 2000 [43] dựa vào cấu trúc siêu hiển vi như sắc tố quang hợp, các sản phẩm dự trữ và bản chất hóa học của những tế bào, đã chia tảo thành 9 ngành. Như vậy, cho đến nay, thế giới vẫn chưa có được một quan điểm nhất quán về hệ thống phân loại tảo nói chung. Tùy theo từng tác giả mà sự phân loại, sắp xếp các taxcon của tảo có khác nhau. Nếu như sự phân loại tảo ở các thế kỷ trước đây chủ yếu dựa vào hình thái cấu trúc tế bào, đặc điểm tế bào sinh sản và chu trình sinh sản của chúng thì ở thế kỷ 20 bên cạnh những đặc điểm đó sự phát triển của khoa học đã cho phép đi sâu vào các lĩnh vực hình thái cá thể phát triển, phân loại các taxon bậc ngành theo đặc điểm cấu trúc siêu hiển vi của roi (flagellum), của màng bao thể màu (thylakoid), các sản phẩm dữ trữ dưới góc độ bản chất hóa học, thành phần chất màu (pigments) với các phổ màu khác nhau. Các chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa (độc tố, hoạt chất), hoạt động sống của các chi (genus), các loài, đã trở thành những dấu hiệu và đặc điểm phân loại các taxon ở mức độ loài và dưới loài. Ngày nay, để phân loại tảo, người ta còn sử dụng thêm kỷ thuật RAPD - PCR (kỹ thuật nhân bản, ngẫu nhiên AND), giúp xác định loài chính xác và xác lập được cây hệ thống phát sinh của tảo ngày một hoàn thiện hơn. Ngoài những công trình điều tra vi tảo ở các thủy vực dạng hồ và hồ chứa thì việc nghiên cứu vi tảo ở sông cũng đã được một số tác giả đề cập 11 đến. Ở nước Nga công trình nghiên cứu của E.A.Shtina (1941) nghiên cứu ở sông Kama (sông dài 1.805 km, lưu vực rộng 507.000 km 2). Tại sông Kama, tác giả đã phát hiện được 420 loài thực vật nổi trong đó tảo Silic gặp 218 loài, tảo Lục gặp 11 loài, tảo Lam - 48 loài, tảo Giáp - 13 loài, tảo Mắt - 7 loài và tảo Roi lệch - 3 loài. Mặt khác trong quá trình nghiên cứu, tác giả đã nhận ra rằng sự biến động theo mùa của thực vật nổi ở sông Kama trong 2 năm 1939, 1940 xảy ra giống nhau, tuy có lệch nhau một ít do nó liên quan đến đặc điểm khí hậu thủy văn của từng năm [theo 8] Ngoài ra có một số tác giả nghiên cứu về tảo Silic như Foged N. (1978) nghiên cứu ở 25 con sông lớn nhỏ ở phía đông Australia, phần đa các con sông này số loài tảo Silic được phát hiện không quá 75 loài, riêng ở sông Murrumbidgee có tới 116 taxan. Bên cạnh đó ông cũng nghiên cứu ở Afganistan và Sri-Lanka [theo 8] J.P.Desay (1993) nghiên cứu về sinh thái học của thực vật nổi ở sông Moselle - là phụ lưu sông Rhine (với chiều dài 313 km, diện tích lưu vực 13.200 km 2), tác giả đã xác định được 239 loài tảo, thành phần chính là tảo Silic, tảo Lục (bộ Chlorococcales), Cryptophyceae và Cyanobacteria … [theo 8]. 1.2.2. Vài nét về tình hình nghiên cứu vi tảo ở Việt Nam Ở Việt Nam việc nghiên cứu vi tảo ở những thủy vực dạng sông ngày càng được chú ý. Trần Trường Lưu (1970) [17] trong báo cáo “Tổng kết thực vật phù du các vực nước điều tra”, đã thống kê được 74 giống thực vật nổi trong đó tảo Silic - 29, tảo Lục - 23, tảo Lam - 14, tảo Mắt - 4, tảo Giáp - 1, tảo Vàng Ánh – 1, tảo Vàng: 2 Trần Trường Lưu (1975) [18], đã tiến hành nghiên cứu ở sông Hồng, sông Đà, sông Mã và một số sông đào khác, đã hệ thống được 98 chi tảo sông