Tài liệu Nghiên cứu tuyển chọn một số chủng vi sinh vật chịu mặn có hoạt lực phân hủy mạnh các chất gây ô nhiễm hữu cơ để tạo chế phẩm vi sinh vật ứng dụng trong quá trình xử lý bùn đáy tại âu thuyền thọ quang đà nẵng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THÀNH CƯỜNG NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN MỘT SỐ CHỦNG VI SINH VẬT CHỊU MẶN CÓ HOẠT LỰC PHÂN HỦY MẠNH CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM HỮU CƠ ĐỂ TẠO CHẾ PHẨM VI SINH VẬT ỨNG DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH XỬ LÝ BÙN ĐÁY TẠI ÂU THUYỀN THỌ QUANG – ĐÀ NẴNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn: PGS.TS. Tăng Thị Chính PGS.TS. Trần Liên Hà HÀ NỘI 2017 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ và tên tác giả luận văn: Nguyễn Thành Cường Đề tài luận văn: Nghiên cứu tuyển chọn một số chủng vi sinh vật chịu mặn có hoạt lực phân hủy mạnh các chất gây ô nhiểm hữu cơ để tạo chế phẩm vi sinh vật ứng dụng trong quá trình xử lý bùn đáy tại Âu Thuyền Thọ Quang – Đà Nẵng. Chuyên ngành: Công nghệ sinh học. Mã số SV: CA150044 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày 27/04/2017 với các nội dung sau: Bổ sung số liệu thực trạng ô nhiễm môi trường biển tại Âu Thuyền Thọ Quang - Đà Nẵng tại mục 1.1.2. phần tổng quan luận văn. Sắp xếp lại các mục trong phần tổng quan: mục 1.2 lồng vào 1.1.2. Lược bỏ một số mục trong phần tổng quan. Viết lại chính xác và bổ sung trích dẫn nguồn tài liệu tham khảo của các phương pháp nghiên cứu sử dụng trong bài. Thống nhất thuật ngữ về đường kính vòng phân giải. Bổ sung thêm hình ảnh vòng phân giải của chủng VSV tuyển chọn. Bổ sung thêm bình luận về kết quả đạt được. Chỉnh sửa lại phần kết luận của luận văn. Sắp xếp lại tài liệu tham khảo theo thứ tự Sửa lỗi trùng lặp tài liệu tham khảo. Chỉnh sửa lỗi chính tả, lỗi đánh máy. Ngày 24 tháng 05 năm 2017 Giáo viên hướng dẫn 1 PGS. TS. Tăng Thị Chính Giáo viên hướng dẫn 2 PGS. TS. Trần Liên Hà Tác giả luận văn Nguyễn Thành Cường CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS. TS. Tô Kim Anh LỜI CAM ĐOAN Tên tôi là: Nguyễn Thành Cường Mã số học viên: CA150044 Lớp: 2015ACNSH Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Khóa học: 2015A Tôi xin cam đoan quyển luận văn được chính tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS. TS. Tăng Thị Chính và PGS.TS Trần Liên Hà với đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu tuyển chọn một số chủng vi sinh vật chịu mặn có hoạt lực phân hủy mạnh các chất gây ô nhiểm hữu cơ để tạo chế phẩm vi sinh vật ứng dụng trong quá trình xử lý bùn đáy tại Âu Thuyền Thọ Quang – Đà Nẵng”. Đây là đề tài nghiên cứu mới, là một phần nghiên cứu trong đề tài cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam “Nghiên cứu giải pháp ứng dụng hệ vi sinh vật phân hủy nền đáy để xử lý mùi phát sinh do bùn và nước mặt tại khu vực Âu thuyền Thọ Quang thành phố Đà Nẵng”, không trùng lặp với các đề tài luận văn nào trước đây, do đó, không phải là bản sao chép của bất kỳ một luận văn nào. Nội dung của luận văn được thể hiện theo đúng quy định. Các số liệu trong luận văn là do tôi điều tra, trích dẫn và đánh giá. Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung tôi đã trình bày trong luận văn này. Hà Nội, ngày …… tháng …… năm 2017 NGƯỜI VIẾT CAM ĐOAN Nguyễn Thành Cường LỜI CÁM ƠN Trước hết em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới PGS.TS. Tăng Thị Chính, Trưởng phòng Vi sinh vật môi trường – Viện Công nghệ môi trường – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu này. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS. Trần Liên Hà - Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm, Trường ĐHBK HN đã giúp đỡ chỉ bảo tận tình cho em trong quá trình học tập và nghiên cứu khoa học. Em xin cảm ơn và các cán bộ của Phòng vi sinh vật môi trường – Viện Công nghệ Môi Trường đã giúp đỡ hết lòng giảng dạy em trong quá trình học tập và nghiên cứu tại phòng. Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô Viện đào tạo sau đại học – Đại học Bách Khoa Hà Nội, lãnh đạo Viện Công nghệ môi trường đã tạo điều kiện và giúp đỡ em trong quá trình học tập và nghiên cứu tại Trường và Viện. Cuối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới gia đình, bạn bè, những người thân yêu đã luôn động viên, ủng hộ và tạo mọi điều kiện về vật chất cũng như tinh thần cho em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày…..tháng…..năm 2017 Học viên Nguyễn Thành Cường MỤC LỤC MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU......................................................................3 1.1. Tổng quan về tình hình ô nhiễm ven biển và Âu thuyền Thọ Quang ..............3 1.1.1. Tình hình ô nhiễm môi trường vùng ven biển nước ta...............................3 1.1.2. Tổng quan về Âu thuyền Thọ Quang – Đà Nẵng .......................................6 1.1.2.1. Các nguyên nhân gây ô nhiễm Âu thuyền Thọ Quang ........................7 1.1.2.2. Chất lượng nước và bùn đáy của Âu thuyền Thọ Quang ..................11 1.2. Công nghệ vi sinh trong xử lý bùn đáy...........................................................17 1.2.1. Giới thiệu về vi sinh vật chịu mặn ...........................................................17 1.2.2. Một số công nghệ điển hình trong và ngoài nước về xử lý bùn đáy bằng công nghệ vi sinh ................................................................................................19 CHƯƠNG II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...........................24 2.1. Vật liệu, dụng cụ và thiết bị nghiên cứu .........................................................24 2.1.1. Nguyên vật liệu ........................................................................................24 2.1.2. Hóa chất nghiên cứu .................................................................................24 2.1.3. Dụng cụ, thiết bị nghiên cứu ....................................................................25 2.2. Phương pháp nghiên cứu: ...............................................................................25 2.2.1. Phương pháp đánh giá khả năng tổng hợp enzyme ngoại bào của VSV bằng cách xác đường kính vòng phân giải .........................................................25 2.2.1.1. Phương pháp cấy chấm điểm [10] .....................................................25 2.2.1.2. Phương pháp đục lỗ thạch [10] .........................................................26 2.2.3. Phương pháp xác định mật độ VSV .........................................................26 2.2.3.1. Xác định thành phần và số lượng VSV bằng phương pháp pha loãng [10] ..................................................................................................................26 2.2.3.2. Phương pháp đo mật độ quang [10] ...................................................27 2.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ muối đến sự sinh trưởng, phát triển và khả năng tổng hợp enzyme ngoại bào của các chủng VSV tuyển chọn.............27 2.2.5. Phương pháp đánh giá sự đối kháng của các chủng vi sinh vật [10] .......27 2.2.6. Xác định một số đặc điểm sinh học của các chủng VSV tuyển chọn [10] ............................................................................................................................27 2.2.7. Sử dụng kit sinh hóa API 50 CHB định danh các chủng vi sinh vật .......28 2.2.8. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự sinh trưởng, phát triển và khả năng tổng hợp enzyme ngoại bào của các chủng VSV tuyển chọn ...................28 2.2.9. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến sự sinh trưởng, phát triển và khả năng tổng hợp enzyme ngoại bào của các chủng VSV tuyển chọn ............................29 2.2.10. Khảo sát ảnh hưởng của nguồn dinh dưỡng đến sự sinh trưởng, phát triển và khả năng tổng hợp enzyme ngoại bào của các chủng VSV tuyển chọn29 2.2.10.1. Phương pháp xác định nguồn dinh dưỡng thích hợp .......................29 2.2.10.2. Phương pháp xác định nồng độ thích hợp của các nguồn dinh dưỡng .........................................................................................................................29 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ..............................................................31 3.1 Phân lập và tuyển chọn các chủng vi sinh vật chịu mặn có khả năng tổng hợp enzyme xenlulaza, kitinaza, amylaza, proteaza .....................................................31 3.1.1. Phân lập các chủng VSV chịu mặn ..........................................................31 3.1.2. Tuyển chọn ...............................................................................................33 3.1.2.1. Tuyển chọn chủng có khả năng tổng hợp enzyme ngoại bào bằng phương pháp cấy chấm điểm ..........................................................................33 3.1.3. Đánh giá khả năng chịu mặn của các chủng VSV tuyển chọn.................39 3.1.4. Đánh giá sự đối kháng của các chủng VSV tuyển chọn. .........................43 3.2. Nghiên cứu các đặc điểm sinh lý, sinh hóa và định danh các chủng VSV tuyển chọn ..............................................................................................................44 3.2.1. Xác định một số đặc điểm sinh học của các chủng VSV tuyển chọn ......44 3.2.2. Định tên các chủng VSV tuyển chọn bằng kit sinh hóa API 50 CHB .....45 3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy đến sự sinh trưởng, phát triển và tổng hợp enzyme ngoại bào của các chủng VSV tuyển chọn ...........................46 3.3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự sinh trưởng, phát triển và tổng hợp enzyme ngoại bào của các chủng VSV tuyển chọn ............................46 3.3.2. Ảnh hưởng của pH đến sự sinh trưởng và phát triển của các chủng VSV tuyển chọn ..........................................................................................................49 3.3.3. Ảnh hưởng của các nguồn dinh dưỡng đến sự sinh trưởng, phát triển và khả năng tổng hợp enzyme ngoại bào của các chủng VSV tuyển chọn.............52 3.3.3.1. Ảnh hưởng của nguồn cacbon đến sự sinh trưởng, phát triển và khả năng tổng hợp enzyme ngoại bào của các chủng VSV tuyển chọn ................52 3.3.3.2. Ảnh hưởng của nguồn nito đến sự sinh trưởng, phát triển và khả năng tổng hợp enzyme ngoại bào của các chủng VSV tuyển chọn. ...............56 3.3.3.3. Ảnh hưởng của nguồn khoáng đến sự sinh trưởng, phát triển và khả năng tổng hợp enzyme ngoại bào của các chủng VSV tuyển chọn. ...............60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................66 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................68 PHỤ LỤC ..................................................................................................................72 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TN : Tổng nito TP : Tổng photpho MPB : Malt-Peptone-Broth (môi trường dịch thể) MPA : Malt-Peptone-Agar (môi trường phân lập VSV hiếu khí) OD : Optical density- mật độ quang CFU/ml : Colony Forming Unit/ml- số đơn vị khuẩn lạc trong 1 ml mẫu VSV : Vi sinh vật KPH : Không phát hiện BQL : Ban quản lý DVTS : Dịch vụ thủy sản TXLNT : Trạm xử lý nước thải KCN : Khu công nghiệp BĐT : Bột đậu tương XK : Xạ khuẩn VK : Vi khuẩn DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Lượng nước thải phát sinh từ các tàu cá cập cảng [7] ..............................10 Bảng 1.2: Vị trí các địa điểm lấy mẫu tại Âu thuyền Thọ Quang [5] .......................12 Bảng 1.3: Kết quả phân tích chất lượng trầm tích Âu thuyền [5] .............................14 Bảng 1.4: Kết quả phân tích chất lượng không khí Âu thuyền [5] ...........................15 Bảng 3.1: Các chủng VSV phân lập được từ các mẫu bùn nghiên cứu ....................31 Bảng 3.2: Tỉ lệ đường kính vòng phân giải của các chủng VSV phân lập ...............34 Bảng 3.3: Khả năng tổng hợp enzyme ngoại bào của các chủng VSV.....................37 Bảng 3.4: Mật độ tế bào các chủng VSV ở các nồng độ muối khác nhau ................40 Bảng 3.5a: Đặc điểm sinh lý, sinh hoá của các chủng VSV tuyển chọn ..................44 Bảng 3.5b: Kết quả phân loại các chủng bằng kit API 50 CHB ...............................45 Bảng 3.6: Mật độ tế bào của các chủng VSV chịu mặn ở các mức nhiệt độ khác nhau ...........................................................................................................................47 Bảng 3.7: Mật độ tế bào của các chủng VSV chịu mặn ở các mức pH khác nhau ...49 Bảng 3.8: Mật độ tế bào các chủng VSV chịu mặn nuôi cấy trong môi trường có nguồn cacbon khác nhau (CFU/ml) ..........................................................................53 Bảng 3.9: Mật độ tế bào của các chủng VSV trong môi trường có bổ sung rỉ đường ở các nồng độ khác nhau ...........................................................................................54 Bảng 3.10:Mật độ tế bào các chủng VSV chịu mặn nuôi cấy trong môi trường có nguồn nitơ khác nhau (CFU/ml) ...............................................................................57 Bảng 3.11: Mật độ tế bào của các chủng VSV trong môi trường có bổ sung BĐT ở các nồng độ khác nhau ..............................................................................................58 Bảng 3.12: Mật độ tế bào các chủng VSV chịu mặn nuôi cấy trong môi trường có nguồn khoáng khác nhau (CFU/ml) ..........................................................................61 Bảng 3.13: Ảnh hưởng của nồng độ KH2PO4 đến khả năng sinh trưởng của các chủng VSV chịu mặn ................................................................................................62 Phụ lục 1: Thành phần một số môi trường được sử dụng. ........................................72 Phụ lục 2: Ảnh hưởng của nồng độ rỉ đường lên khả năng sinh tổng hợp enzyme ngoại bào ...................................................................................................................74 Phụ lục 3: Ảnh hưởng của nồng độ bột đậu tương lên khả năng sinh tổng hợp enzyme ngoại bào ......................................................................................................75 Phụ lục 4: Ảnh hưởng của nồng độ KH2PO4 lên khả năng sinh tổng hợp enzyme ngoại bào ...................................................................................................................76 Phụ lục 6: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sinh tổng hợp enzyme của các chủng VSV chịu mặn ....................................................................................................................78 Phụ lục 7: Ảnh hưởng của pH lên sinh tổng hợp enzyme của các chủng VSV chịu mặn ............................................................................................................................79 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Một số thông số về chất lượng nước tại Âu thuyền Thọ Quang [5] ..........13 Hình 3.1a: Thử hoạt tính kitinaza của VSV tuyển chọn trên môi trường kitin nhuộm Lugol .........................................................................................................................35 Hình 3.1b: Thử hoạt tính kitinaza của VSV tuyển chọn trên môi trường CMC-Na nhuộm Lugol .............................................................................................................36 Hình 3.1c: Khả năng tổng hợp enzyme proteaza của các chủng VSV .....................38 Hình 3.1d: Khả năng tổng hợp enzyme amylaza của các chủng VSV .....................38 Hình 3.1e: Khả năng tổng hợp enzyme xenlulaza của các chủng VSV....................39 Hình 3.1g: Ảnh hưởng của nồng độ NaCl lên sinh tổng hợp enzyme ngoại bào .....41 Hình 3.1h: Ảnh hưởng của nồng độ NaCl lên sinh tổng hợp enzyme ngoại bào của chủng TQ10 ..............................................................................................................42 Hình 3.1i: Tính đối kháng của bốn chủng TQ10, TQ12, TQ21, ĐN13 ....................43 Hình 3.2a: Phiếu kết quả phân loại bằng Kit API 50CHB chủng TQ12 ..................45 Hình 3.2b: Phiếu kết quả phân loại bằng Kit API 50CHB chủng ĐN13 ..................45 Hình 3.3: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sinh tổng hợp enzyme của các chủng VSV chịu mặn ....................................................................................................................48 Hình 3.4a: Ảnh hưởng của pH lên sinh tổng hợp enzyme của các chủng VSV chịu mặn ............................................................................................................................50 Hình 3.4b: Ảnh hưởng của pH lên sinh tổng hợp xelulaza, amylaza của chủng TQ10 ...................................................................................................................................51 Hình 3.5: Ảnh hưởng của nồng độ rỉ đường lên khả năng sinh tổng hợp enzyme ngoại bào ...................................................................................................................55 Hình 3.7: Ảnh hưởng của nồng độ KH2PO4 lên khả năng sinh tổng hợp enzyme ngoại bào ...................................................................................................................63 Phụ lục 8: Ảnh hưởng của nồng độ rỉ đường đến khả năng sinh enzyme amylaza của chủng TQ21 ...............................................................................................................80 Phụ lục 9: Ảnh hưởng của nồng độ BĐT đến khả năng sinh enzyme proteaza của chủng TQ21 ...............................................................................................................80 MỞ ĐẦU Dọc dải bờ biển Việt Nam dài trên 3200 km tồn tại một hệ thống các thủy vực ven bờ, bao gồm 114 cửa sông lớn nhỏ, 48 vũng vịnh và 12 đầm phá. Chúng là các hệ sinh thái tự nhiên giàu có cho đa dạng sinh học cao, nguồn lợi thủy sản đánh bắt và nuôi trồng lớn. Các thủy vực ven bờ thường là nơi hội tụ các vùng dân cư đông đúc, các trung tâm kinh tế lớn, các đầu mối hướng biển quan trọng cấp địa phương, vùng hay quốc gia (vùng cửa sông Đồng Nai, vùng cửa sông Bạch Đằng, cảng Đà Nẵng v.v.). Các thủy vực ven bờ thường có cấu trúc nửa kín và gần kín, có chức năng điều hòa môi trường, sinh thái, đảm bảo cho hoạt động dân sinh và chất lượng cuộc sống của cộng đồng cư dân ven bờ. Chúng tiếp nhận các chất thải từ các hoạt động dân sinh và kinh tế. Thành phần của chất thải bao gồm phần lớn các chất hữu cơ: protein, lipid, cacbohydrat,…, các chất ô nhiễm môi trường vô cơ và VSV. Các thành phần hữu cơ tồn tại một phần trong nước, phần còn lại lắng xuống lớp bùn đáy thủy vực. Lớp bùn này luôn ở trong tình trạng ngập nước, yếm khí, các VSV yếm khí phát triển mạnh, phân huỷ các hợp chất trên tạo thành các sản phẩm là hydrosulphua (H2S), Amonia (NH3), khí metan (CH4),... rất có hại cho thuỷ sinh vật. Các thủy vực có khả năng tự làm sạch môi trường ở một mức độ nhất định trong phạm vi sức chịu tải của mình. Khi quá tải, cân bằng môi trường và sinh thái bị phá vỡ, thủy vực bị ô nhiễm môi trường, hệ sinh thái bị suy thoái, gây tổn thất, thiệt hại về kinh tế và sức khỏe cho con người. Có rất nhiều giải pháp xử lý ô nhiễm môi trường tại các thủy vực ven biển. Trong đó sử dụng chế phẩm vi sinh là biện pháp thân thiện với môi trường, có hiệu quả cao và đem lại sự phát triển bền vững. Chính vì vậy, chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu tuyển chọn một số chủng vi sinh vật chịu mặn có hoạt lực phân hủy mạnh các chất gây ô nhiểm hữu cơ để tạo chế phẩm vi sinh vật ứng dụng trong quá trình xử lý bùn đáy tại Âu Thuyền Thọ Quang – Đà Nẵng”. 1 Mục tiêu của đề tài: Tuyển chọn được 2-3 chủng VSV chịu mặn có khả năng sinh enzyme xenluloza, amylaza, proteaza, kitinaza ngoại bào cao ứng dụng sản xuất chế phẩm vi sinh ứng dụng xử lý các chất hữu cơ lắng đọng trong bùn đáy các âu thuyền ven biển của Việt Nam. Nội dung nghiên cứu: Phân lập và tuyển chọn các chủng vi sinh vật chịu mặn có khả năng tổng hợp enzyme xenluloza, proteaza, amylaza, kitinaza ngoại bào cao tại Âu Thuyền Thọ Quang. Nghiên cứu các đặc điểm sinh lý sinh hóa và phân loại đến loài các chủng vi sinh vật tuyển chọn. Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy, ảnh hưởng của nguồn dinh dưỡng đến khả năng sinh trưởng của các chủng vi sinh vật tuyển chọn. 2 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tổng quan về tình hình ô nhiễm ven biển và Âu thuyền Thọ Quang 1.1.1. Tình hình ô nhiễm môi trường vùng ven biển nước ta Việt Nam là quốc gia ven biển có bờ biển kéo dài khoảng 3260km với hàng nghìn đảo lớn nhỏ. Biển Việt Nam có nguồn tài nguyên phong phú và đa dạng với trữ lượng, quy mô thuộc loại khá. Dọc theo chiều dài bờ biển có nhiều vũng, vịnh, cửa sông, bãi triều…, đây là cơ sở quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội (giao thông, nuôi trồng và đánh bắt thủy sản, khai thác khoáng sản, du lịch…). Dải ven biển nước ta là nơi tập trung dân cư của 29 tỉnh ven biển, chiếm 42% diện tích và 45% dân số cả nước, trong đó có khoảng 15 triệu người sống ở đới bờ và 16 vạn người ở trên các đảo [16]. Mỗi vùng biển có những đặc trưng riêng biệt về điều kiện tự nhiên và tài nguyên thiên nhiên, tiềm năng khoáng sản đặc biệt là dầu khí, vật liệu xây dựng giàu có, tài nguyên sinh vật biển rất đa dạng tạo tiềm năng to lớn cho việc phát triển kinh tế biển, ngoài ra đây là khu vực có vai trò quan trọng đối với an ninh quốc phòng. Bên cạnh những điều kiện thuận lợi, vùng biển và đới ven biển Việt Nam cũng tiềm ẩn nhiều tai biến thiên nhiên như: xói lở, động đất, sóng thần, bão, nhiễm mặn... Các hoạt động nhân sinh như: đánh bắt, nuôi trồng hải sản, giao thông đường thủy, khai thác khoáng sản… thiếu quy hoạch đồng bộ gây ảnh hưởng xấu tới môi trường, ô nhiễm môi trường, suy thoái tài nguyên biển. Cụ thể, ô nhiễm môi trường xảy ra trên nhiều thủy vực ven biển: vùng ven bờ nuôi trồng thủy sản, ở các âu thuyền, cảng cá… Phú Yên có bờ biển dài gần 190km với nhiều đầm, vịnh và thắng cảnh đẹp. Những năm gần đây, việc khai thác và nuôi trồng thủy sản ồ ạt, cộng với sự thiếu ý thức của một bộ phận dân cư ven biển đang dần biến bờ biển với những danh thắng đẹp của Phú Yên thành những bãi chứa rác khổng lồ. Đây cũng là nguyên nhân làm suy giảm nguồn tài nguyên biển, ảnh hưởng đến trực tiếp đến cuộc sống của người dân [13]. 3 Dọc khu dân cư ven biển, các đầm, vịnh như đầm ô nhiễm môi trường đầm Ô Loan, Cù Mông, vịnh Xuân Đài…hàng chục ngàn lồng bè nuôi tôm hùm, ốc hương, cá mú và những hồ nuôi tôm mọc lên san sát. Việc phát triển vùng nuôi ồ ạt như hiện nay đã và đang tác động xấu đến môi trường. Chất thải từ nuôi trồng thủy sản xả trực tiếp xuống biển làm cho môi trường ngày càng bị ô nhiễm. Hậu quả là dịch bệnh trên tôm hùm, tôm sú liên tiếp xuất hiện, ảnh hưởng trực tiếp đến người nuôi trồng thủy sản. Kết quả khảo sát chất lượng nước vùng ven bờ và các đầm, vịnh tại Phú Yên cho thấy, các chỉ tiêu về tổng hàm lượng chất rắn lơ lửng, hàm lượng sắt, hàm lượng muối Amoni, nhu cầu oxy hóa học (COD)….đều vượt quy chuẩn Việt Nam. Đây chính là tác nhân làm suy giảm nguồn tài nguyên biển, trong đó một số loài thủy hải sản như sò huyết, cá ngựa, san hô… đứng trước nguy cơ tuyệt chủng. Trước thực trạng này, tỉnh Phú Yên đã triển khai hàng loạt phải pháp khôi phục và bảo tồn các hệ sinh thái đặc thù như cỏ biển, rạn san hô, rừng ngập mặn góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường, bảo vệ và phát triển nguồn lợi thủy sản, bảo tồn đa dạng sinh học [13]. Nước ta có tổng cộng khoảng 70 cảng cá được cấp phép hoạt động, tập trung nhiều ở khu vực miền Tây Nam bộ. Theo đó, đây không chỉ là nơi tập trung ghe, thuyền của ngư dân sau mỗi chuyến biển mà còn chính là nơi xuất nhập hàng hóa. Ngư dân thường bán thủy hải sản khai thác được tại cảng và mua những nhu yếu phẩm cần thiết cho mỗi chuyến biển kéo dài hàng tháng trời của mình. Thông thường, mỗi cảng cá ở Việt Nam có lưu lượng ghe thuyền lưu thông lên hàng ngàn chiếc/tháng, đặc biệt là tăng cao vào mùa khai thác thủy sản như hiện nay. Chính vì vậy, qua một số khảo sát thấy rằng, hầu hết những cảng cá này đều đang bị ô nhiễm môi trường trầm trọng. Và nguy hiểm hơn nữa khi tình trạng ô nhiễm môi trường này lại diễn ra tràn lan và không kiểm soát được. Nguyên nhân chính của việc những cảng cá ở nước ta trở lên ô nhiễm môi trường là tình trạng xả thải thiếu ý thức của ngư dân khi tham gia những hoạt động tại cảng cá, đặc biệt là hoạt động bốc vác, sơ chế hàng hóa thủy sản bởi cá biển sau khi đánh bắt thường trải qua một quãng thời gian nhất định bảo quản trước khi tiêu thụ. Tại cảng cá ở một số tỉnh Kiên Giang, Cà Mau hay Sóc Trăng, khi kiểm tra kết quả nồng độ các mẫu nước thải đều cho kết quả là những chất cấm đều vượt quá ngưỡng cho phép nhiều lần. 4 Kèm theo đó, những chất thải mà lượng thủy sản này phát sinh ra cùng với những hóa chất dùng để bảo quản hải sản thường xuyên được đổ thẳng ra môi trường nước biển với số lượng ngày một nhiều khiến khu vực nước ở những cảng cá này lúc nào cũng trong tình trạng bốc mùi hôi thối [13]. Báo cáo hiện trạng môi trường đã chỉ ra rằng chất lượng môi trường biển và vùng ven biển tiếp tục bị suy giảm. Nước biển của một số khu vực có biểu hiện bị axit hoá do độ pH trong nước biển tầng mặt biến đổi trong khoảng 6,3-8,2. Nước biển ven bờ có biểu hiện bị ô nhiễm môi trường bởi chất hữu cơ, kẽm, một số chủng thuốc bảo vệ thực vật. Hiện tượng thuỷ triều đỏ xuất hiện tại vùng biển nam trung bộ, đặc biệt tại Khánh Hoà, Ninh Thuận, Bình Thuận làm chết các loại tôm cá đang nuôi trồng tại vùng này. Chất lượng môi trường biển thay đổi dẫn đến nơi cư trú tự nhiên của loài bị phá huỷ gây tổn thất lớn về đa dạng vùng bờ. Có khoảng 85 loài hải sản có mức độ nguy cấp khác nhau và trên 70 loài đã được đưa vào sách đỏ Việt Nam. Hiệu suất khai thác hải sản giảm rõ rệt, thêm vào đó, tình trạng dùng các ngư cụ đánh bắt có tính chất huỷ diệt diễn ra khá phổ biến như xung điện, chất nổ, đèn cao áp quá công suất cho phép… làm cạn kiệt các nguồn lợi hải sản ven bờ. Nguồn lợi hải sản có xu hướng giảm dần về trữ lượng, sản lượng và kích thước cá đánh bắt. Đối với các thuỷ vực nuôi hải sản nói chung và nuôi cá lồng bè, nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường chủ yếu do lượng vật chất hữu cơ, dinh dưỡng phát thải trong quá trình nuôi. Mặt khác, những thuỷ vực ven biển thường chịu tác động trực tiếp và gián tiếp các nguồn gây ô nhiễm môi trường, như: giao thông hàng hải – cảng biển, khai thác hải sản, du lịch, ô nhiễm môi trường đô thị và các nguồn từ lục địa. Khu vực nuôi cá lồng bè tập trung ở những vũng vịnh phía Đông Bắc Cát Bà (Hải Phòng) và rải rác trong vịnh Hạ Long, vịnh Bái Tử Long (Quảng Ninh) là nơi chịu tác động đồng thời của các nguồn ô nhiễm môi trường trên. Các nguồn chất thải gây ô nhiễm môi trường đầm phá Tam Giang - Cầu Hai là từ sinh hoạt – du lịch, chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản, công nghiệp và rửa trôi đất. Mỗi năm tỉnh Thừa Thiên Huế phát sinh khoảng 128 nghìn tấn COD, 73 nghìn tấn BOD5. 25 nghìn tấn Nitơ, 10 nghìn tấn P, 875 nghìn tấn TSS từ các nguồn này. Tới năm 2020, lượng chất thải này sẽ tăng lên khoảng 1,3 đến 1,4 lần, thậm chí gấp đôi. 5 Với đặc điểm địa hình và tình hình xử lý nước thải như hiện nay thì sẽ có khoảng 50% - 60% lượng chất ô nhiễm môi trường được đưa vào đầm phá [1]. 1.1.2. Tổng quan về Âu thuyền Thọ Quang – Đà Nẵng Âu thuyền Thọ Quang có diện tích 58 ha, là một vũng kín, không có dòng chảy lưu thông nên lượng nước đổ vào bị ứ đọng gây mùi hôi thối. Bên cạnh đó, nguồn nước thải từ khu công nghiệp Dịch vụ Thủy sản Thọ Quang, chợ cá Thọ Quang, chất thải từ các tàu thuyền neo đậu và nước thải từ khu dân cư… xả ra Âu thuyền gây lên tình trạng ô nhiễm môi trường nặng nề, ảnh hưởng tới mỹ quan đô thị, môi trường và sức khỏe của người dân nhiều năm qua [8]. Thực trạng ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Âu thuyền Thọ Quang Đà Nẵng đang là vấn đề vô cùng nhức nhối, chính quyền thành phố Đà Nẵng đã nhiều lần chỉ đạo các cấp, các ngành thực hiện nhiều phương án, trong đó đã đồng ý cho Công ty TNHH Khoa học Công nghệ môi trường Quốc Việt đầu tư, xây dựng và vận hành trạm xử lý nước thải (XLNT) tập trung của khu công nghiệp Dịch vụ Thủy sản Đà Nẵng, công suất xử lý 5.000 m3/ngày đêm (giai đoạn 1 xử lý 2.500 m3/ngày đêm), bơm chế phẩm vi sinh làm giảm mùi hôi. Tuy nhiên, theo báo cáo của Công ty này, đến nay lượng nước xả thải thực tế là 3.000 m3/ngày đêm, có khi cao điểm lên tới 4.000-5.000 m3/ngày đêm, trong khi thiết kế chỉ 3.000 m3/ngày đêm nên hệ thống thường xuyên bị quá tải và các chất gây ô nhiễm môi trường vẫn chưa được xử lý triệt để. Bên cạnh đó chính quyền Đà Nẵng còn yêu cầu nhanh chóng bịt tất cả các cửa xả nước thải ra khu vực âu thuyền, bắt buộc tất cả các doanh nghiệp, đơn vị phải đưa nước thải vào Trạm xử lý nước thải tập trung, kể cả nước thải từ chợ cá Thọ Quang và nước thải sinh hoạt từ khu dân cư, nghiêm cấm các tàu thuyền không được xả thải nước cọ rửa sàn hoặc hầm hàng gây ô nhiễm môi trường (xả dầu thải, chất bẩn, chất độc, chất thải bẩn). Bên cạnh đó, giao cho Công ty Thoát nước và Xử lý nước thải của thành phố tiến hành nạo vét bùn tại âu thuyền sâu xuống 1m để không gây mùi hôi. Công ty Cây xanh Đà Nẵng khẩn trương lựa chọn loại cây thích hợp để trồng xung quanh Trạm xử lý nước thải tạo vùng đệm, giảm mùi hôi cho khu dân cư, đồng thời triển khai xây dựng trạm bơm nước với máy bơm có công suất lớn để bơm nước ra ngoài, tạo thông thủy, giảm ô nhiễm môi trường tại khu vực này. Nhưng cho đến nay tình trạng ô nhiễm môi trường vẫn chưa được cải thiện, 6 mùi hôi thối nồng nặc vẫn bốc lên, dầu nhớt, xác cá chết, rác thải... từ các tàu thuyền, khu vực dân cư và các hoạt động buôn bán hải sản tại khu vực chợ đã thải xuống nổi lềnh bềnh khắp nơi trong khu vực Âu thuyền [8]. 1.1.2.1. Các nguyên nhân gây ô nhiễm Âu thuyền Thọ Quang Theo báo cáo của BQL Âu thuyền Thọ Quang và quan sát thực tế, hiện nay có các nguồn gây ô nhiễm tại khu vực Âu thuyền như sau: a. Từ các cửa cống xả đổ vào Âu thuyền. Hiện nay có 08 cửa xả đổ vào khu vực Âu thuyền Thọ Quang trong đó có 03 cửa xả ở phía Đông, 03 cửa xả ở phía Nam và 02 cửa xả ở phía Tây [8]. Cụ thể thông tin về các cửa xả như sau: - Cửa xả số 1 ( đoạn phía Đông Âu thuyền - dưới chân cầu Mân Quang): Nước thải ở cửa xả này đã qua xử lý của TXLNT quận Sơn Trà. Nước thải đục, có mùi hôi của bùn vi sinh. Nước thải thường xuyên xả vào Âu thuyền với lưu lượng khoảng từ 150 đến 200 m3/ giờ. - Cửa xả số 2 ( đường vào khu vực Âu thuyền – cầu cảng số 01): bao gồm nước thải sinh hoạt của khu dân cư, nước mưa, nước cá xe ô tô, nước thải đã qua trạm xử lý của Chợ đầu mối thủy sản. Nước thải chảy vào Âu thuyền với lưu lượng khoảng 30 m3/giờ, có màu hơi đục, mùi hôi nhẹ. - Cửa xả số 3 ( đường Bình Than vào Âu thuyền sát cây xăng dầu Thái Quang): bao gồm nước thải sinh hoạt của khu dân cư mới và một số hộ dân thuê cửa hàng xăng dầu Thái Quang. Nước thải hơi đục, không mùi, lưu lượng chảy vào Âu thuyền hằng ngày khoảng 30 m3/giờ. - Cửa xả số 4 ( phía đường Chu Huy Mân): Đây là cửa xả nước thải đã qua xử lý của TXLNT KCN, nước thải ở đây có màu hơi đục, mùi hôi nhẹ, lưu lượng nước thải chảy vào Âu thuyền khoảng từ 50 đến 80 m3/ giờ [11]. 7