Tài liệu Tiểu luận tác động của hiện tượng phú dưỡng lên hệ sinh thái nước ngọt

đề tài: tác động của hiện tượng phú dưỡng lên hệ sinh thái nước ngọt A. MỞ ĐẦU: I. Lý do chọn đề tài: Việt Nam là một nƣớc có hệ thống sông ngòi chằng chịt, do đó các ao, hồ nƣớc ngọt phân bố rất dày đặc và kéo dài khắp cả nƣớc. Ao, hồ có nhiệm vụ chính là chứa nƣớc sạch để nuôi trồng thủy sản, tạo cảnh quan và nó còn có nhiệm vụ điều tiết nƣớc mƣa, điều hòa khí hậu, đặc biệt đó còn là môi trƣờng sống của các sinh vật ở nƣớc. Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp thì vấn đề ô nhiễm môi trƣờng cũng trở nên cấp bách. Đối với nguồn nƣớc thì cũng không ngoại lệ, các ao hồ hiện nay đang bị ô nhiễm trầm trọng. Các nguồn nƣớc thải chƣa qua xử lí vẫn ồ ạt đổ ra ngoài, một số ít tàn dƣ của thuốc hóa học,…… đó trở thành những nguyên nhân chính làm ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nƣớc. Ô nhiễm nguồn nƣớc ảnh hƣởng rất lớn đến sức khỏe cũng nhƣ bệnh tật của con ngƣời. Nguồn nƣớc bị ô nhiễm có thể làm lây lan và phát tán một số loại bệnh nguy hiểm ở ngƣời. Đối với một số sinh vật ở nƣớc thì nguồn nƣớc bị ô nhiễm sẽ tác động rất lớn đến sự sống của các sinh vật ở nƣớc. Vấn đề ô nhiễm nguồn nƣớc ngày càng trở nên nghiêm trọng. Đặc biệt là ở các ao hồ đô thị, các sông và kênh dẫn nƣớc thải, vấn đề ô nhiễm dinh dƣỡng đang làm cho chất lƣợng nƣớc thay đổi theo chiều hƣớng bất lợi kể cả cho các mục đích sử dụng nƣớc và các hệ sinh thái. Một trong những hậu quả chính của ô nhiễm dinh dƣỡng là hiện tƣợng phú dƣỡng. Hiện tƣợng phú dƣỡng biểu thị sự phát triển nhanh chóng của một số loài thực vât thủy sinh bậc thấp nhƣ tảo, rong, rêu…. ảnh hƣởng tới cân bằng sinh học nƣớc. Nhằm tìm hiểu tác động của phú dƣỡng đên hệ sinh thái nƣớc ngọt và đề ra biện pháp khắc phục tình trạng này, do đó em chọn đề tài: “tác động của hiện tượng phú dưỡng lên hệ sinh thái nước ngọt”. SVTH: Nguyễn Thị Phượng đề tài: tác động của hiện tượng phú dưỡng lên hệ sinh thái nước ngọt II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: -Tìm hiểm một số tác động của hiện tƣợng phú dƣỡng lên hệ sinh thái nƣớc ngọt. -Đề ra một số giải pháp khắc phục hiện tƣợng phú dƣỡng và chƣơng trình giám sát phú dƣỡng. III. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: -Tổng hợp tài liệu: giáo trình, sách tham khảo, tài liệu trên internet có liên quan. IV. PHẠM VI VÀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU: Tác động của hiện tƣợng phú dƣỡng lên hệ sinh thái nƣớc ngọt. SVTH: Nguyễn Thị Phượng đề tài: tác động của hiện tượng phú dưỡng lên hệ sinh thái nước ngọt B. NỘI DUNG: CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU. 1.1. Hiện tƣợng phú dƣỡng: 1.1.1. Khái niệm: Phú dƣỡng hóa (Eutrophicationl) là sự giàu quá mức bởi những chất dinh dƣỡng vô cơ, thông thƣờng là nồng độ các chất dinh dƣỡng N và P cao, tỉ lệ P/N cao. Sự dƣ thừa các chất dinh dƣỡng này sẽ kéo theo sự phát triển quá mức của các loại tảo, rong rêu, vi tảo,…làm mất cân bằng sinh học nƣớc. Nƣớc nở hoa hay tảo nở hoa là hiện tƣợng quá nhiều tảo sinh sản với số lƣợng nhanh trong nƣớc làm nƣớc bị đục màu xanh (nhƣ giấm màu trắng) và làm nƣớc bị ô nhiễm do không có sự cân bằng môi trƣờng. Hiện tƣợng này phát sinh do nƣớc bị phú dƣỡng hóa gây ra sự phát triển bùng nổ của tảo. Hình 1: Hiện tượng nước nở hoa Hiện tƣợng thủy triều đỏ có liên quan chặt chẽ đến sự phú dƣỡng của thủy vực.Hiện tƣợng thủy triều đỏ (red tides) là một dạng tảo nở hoa ( phú dƣỡng ), ( algal bloom ) gây hại cho môi trƣờng bởi chính độc tố của tảo, bởi hoạt động phân hủy của vi khuẩn trên sinh khối tảo sau đó làm cạn kiệt O2 tại chổ. SVTH: Nguyễn Thị Phượng đề tài: tác động của hiện tượng phú dưỡng lên hệ sinh thái nước ngọt Hình 2:Hiện tượng thủy triều đỏ Hiện tƣợng phú dƣỡng làm thay đổi thành phần cũng nhƣ số lƣợng của các loài sinh vật ở nƣớc. Bảng 1: Đặc điểm chung của các hồ giàu và nghèo dinh dƣỡng Nghèo dinh dƣỡng Phú dƣỡng hóa Độ sâu Sâu Nông Oxy trong nƣớc mùa hè Có Không Tảo Nhiều loại, mật độ và Ít loại, mật độ và năng năng suất thấp, chủ yếu suất cao, chủ yếu là là Chlorophyceae. Cyanobacteria. Hoa tảo Ít Nhiều Nguồn dinh dƣỡng thực vật Ít Nhiều Động vật Ít Nhiều Cá Cá hồi và cá tráng Cá nƣớc ngọt ( nguồn sinh thái môi trường ứng dụng) 1.1.2. Các nguồn dinh dƣỡng gây phú dƣỡng hóa: Nguồn điểm (land point sources): Các nguồn thải từ hệ thống cống rãnh trong các thị trấn, thành phố, các khu công nghiệp.Hàm lƣợng các chất dinh dƣỡng từ nguồn này đổ trực tiếp vào hồ thƣờng rất cao.Ngoài ra, việc sử dụng bột giặt, các chất tẩy rửa chứa P SVTH: Nguyễn Thị Phượng đề tài: tác động của hiện tượng phú dưỡng lên hệ sinh thái nước ngọt đƣợc đƣa trực tiếp vào ao hồ cũng đang rất đáng báo động.Nguồn thải này phụ thuộc rất nhiều vào mức sống của nhân dân và chuẩn mực vệ sinh trong khu vực. Nguồn diện hay phân tán (land non-point or diffuse sources): Khu vực này rất rộng lớn, bao gồm các khu vực sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp và các vùng chảy tràn. Các dòng chảy tràn trên bề mặt cũng có khả năng mang về hồ rất nhiều chất dinh dƣỡng. Dần dần hồ tích tụ nhiều chất hữu cơ và bùn đẩy nhanh sự phát triển của các vi sinh vật dƣới nƣớc làm cho hồ trở nên giàu chất dinh dƣỡng. Hoạt động sản xuất nông nghiệp cũng là một trong những tác nhân rất quan trọng gây nên hiện tƣợng phú dƣỡng. Phân bón hóa học sử dụng ngày càng nhiều, nhất là phân đạm (chứa N), phân lân (chứa P). 1.1.3. Các dấu hiệu phú dƣỡng: a) Thay đổi hệ thực vật: - Tăng sinh khối do phát triển mạnh thực vật lớn. - Xuất hiện nhiều tảo bám xung quanh. b) Thay đổi hệ động vật: Phụ thuộc vào các điều kiện sinh địa nhƣ: -Vùng triều ven biển - Nền đáy - Sinh vật nổi c) Những thay đổi lý- hóa: Trong quá trình phú dƣỡng diễn ra nhiều thay đổi lý hóa tính nƣớc.Dấu hiệu dễ nhận biết nhất của hồ bị phú dƣỡng là sự thay đổi màu sắc nƣớc. Nƣớc ban đầu có màu trong suốt sẽ dần thay đổi, dẫn đến suy giảm nƣớc sâu trong mùa hè và gia tăng hàm lƣợng P và N. SVTH: Nguyễn Thị Phượng đề tài: tác động của hiện tượng phú dưỡng lên hệ sinh thái nước ngọt 1.1.4. Diễn biến phú dƣỡng: Trong hệ sinh thái nƣớc ngọt luôn tồn tại sẵn các loại tảo và một hàm lƣợng các chất N và P để đảm bảo cho sự phát triển bình thƣờng của hệ sinh thái này. Tảo là thực vật phù du và đƣợc cấu tạo từ các nguyên tố chính là C, P, O, N, H,… Khi nồng độ P, N tăng cao, nó sẽ kích thích sự phát triển của tảo. Ở điều kiện bình thƣờng tảo có 10-100 tb/ml nƣớc còn trong điều kiện phú dƣỡng, tảo có thể lên tới 104 -105 tb/ml nƣớc.Sự phát triển của tảo có thể làm thay đổi màu nƣớc hoặc không làm thay đổi màu nƣớc.Trong hệ sinh thái nƣớc ngọt, thƣờng có tảo lục và tảo lam do vậy thƣờng làm nƣớc có màu xanh. Tảo phát triển bao nhiêu thì cũng có một lƣợng lớn tảo bị chết. Khi tảo chết đi thì cũng đƣợc vi khuẩn phân hủy, chúng lấy đi O2 khuếch tán trong môi trƣờng nƣớc để phân hủy tảo chết.Để phân hủy 1 phân tử tảo thì vi khuẩn đã lấy đi của môi trƣờng 276 nguyên tử ôxi, làm giảm nồng độ ôxi làm cho các loài cá và sinh vật thủy sinh khác không đủ ôxi mà chết ngạt. Đồng thời tảo chết đi rơi xún đáy tạo thành lớp trầm tích ở đáy hồ, lâu dần làm cho hồ nông dần. Môi trƣờng đáy có nồng độ O2 rất thấp, các vi khuẩn phân hủy trong điều kiện yếm khí, kết quả là sinh ra các khí nhƣ H2S,… gây mùi hôi thối,làm nƣớc bị vẩn đục. SVTH: Nguyễn Thị Phượng đề tài: tác động của hiện tượng phú dưỡng lên hệ sinh thái nước ngọt Hình 3: Sơ đồ phú dưỡng hóa. 1.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến hiện tƣợng phú dƣỡng: 1.2.1. Chất dinh dƣỡng: Đây là yếu tố quan trọng quyết định tới sự sinh sôi, phát triển của tảo. Các hoạt động của con ngƣời cung cấp cho hệ sinh thái nƣớc ngọt một lƣợng lớn N, P làm tăng quá trình phú dƣỡng. Ngoài ra, hiện tƣợng phú dƣỡng trong tự nhiên vẫn xảy ra, đó là trƣờng hợp các ao - hồ nằm trên tầng đất có sản sinh P. 1.2.2. Độ sâu của hồ: Hồ càng sâu thì các chất dinh dƣỡng sẽ bị lắng xún tầng đáy, cách xa phạm vi sống với tầng mặt, do đó hạn chế đƣợc hiện tƣợng phú dƣỡng. 1.2.3. Khả năng lƣu chuyển của nƣớc: Nƣớc di chuyển càng nhanh thì kéo theo sự di chuyển của các chất dinh dƣỡng, các chất dinh dƣỡng di chuyển ra ngoài hệ sinh thái, làm các loài tảo không kịp sử dụng các chất dinh dƣỡng này, hạn chế sƣ phát triển của tảo. SVTH: Nguyễn Thị Phượng đề tài: tác động của hiện tượng phú dưỡng lên hệ sinh thái nước ngọt Ở những hồ tù, đọng, không có nguồn nƣớc dẫn vào hay ra mà nguồn cung cấp nƣớc chính là các mạch nƣớc ngầm, nƣớc chảy tràn trên mặt hay nƣớc đi ra do ngấm vào đất, hay bốc hơi nƣớc, có nguy cơ lớn dẫn đến hiện tƣợng phú dƣỡng. 1.2.4. Các điều kiện khí hậu: Khi có các yếu tố về ánh sáng, độ ẩm, nhiệt độ thích hợp thì sẽ đẩy nhanh quá trình phát triển của tảo gây ra hiện tƣợng phú dƣỡng. Hiện tƣợng phú dƣỡng diễn ra chủ yếu vào mùa đông hơn mùa hè do mùa đông có nhiệt độ thấp, khả năng bốc hơi nƣớc kém đi nên lƣợng nitrat di chuyển vào không khí ít. * Hiện tƣợng phú dƣỡng có tiềm năng phát triển ở hệ sinh thái nƣớc ngọt khi hội tụ đủ các yếu tố: - Hàm lƣợng N, P cao.( do con ngƣời hoặc tự nhiên) - Độ sâu thấp. - Khả năng lƣu chuyển nƣớc kém. - Các điều kiện khí hậu thuận lợi. 1.3. Hậu quả chung của hiện tƣợng phú dƣỡng: 1.3.1. Đối với hệ sinh thái nƣớc ngọt: - Sự đa dạng của các loài sinh vật giảm đi, loài thống trị thay đổi. - Sinh khối thực vật và động vật tăng lên. - Độ đục tăng lên. - Tốc độ lắng tăng, tuổi thọ tối đa của hồ giảm. - Có thể dẫn đến thiếu oxy . 1.3.2. Đối với con ngƣời: - Xử lý nƣớc uống khó khăn, nƣớc có thể có mùi vị không chấp nhận đƣợc. - Nƣớc có thể gây hại cho sức khỏe. - Làm mất môi trƣờng cảnh quan, các hoạt động vui chơi. SVTH: Nguyễn Thị Phượng đề tài: tác động của hiện tượng phú dưỡng lên hệ sinh thái nước ngọt - Thiệt hại kinh tế do làm mất giá trị thƣơng mại của một số loài các nuôi. 1.4. Hiện trạng phú dƣỡng trên thế giới và ở Việt Nam. 1.4.1. Một số ví dụ điển hình của hiện tƣợng phú dƣỡng trên thế giới :  Hồ Washington: Hồ Washington nằm ở Tây Bắc nƣớc Mỹ, có diện tích 87,6 km2 và chỗ sâu nhất là 76,5m. Hồ Washington nối với Thái Bình Dƣơng ở eo biển Puget, thành phố Seattle với số dân 489000 ngƣời nằm giữa eo Puget và Tây bờ hồ Washington. Các dòng chảy vào hồ bị nhiễm bẩn bởi nƣớc thoát ra từ các hố tự hoại.Nƣớc thải đã cung cấp 56% tổng số photpho chảy vào hồ. Năm 1950, hồ hầu nhƣ bị xuống cấp.Hàm lƣợng oxy ở giữa khối nƣớc hồ bị thiếu hụt. Lƣơng photphat vào mùa đông tăng đáng kể, mật độ các thực vật trôi nổi vào mùa hè tăng vài lần, giống tảo lam Oscillatoria rubescens nở hoa dày đặc.Giá trị tiện nghi của hồ bị giảm đi nhiều. Vào năm 1963, một phong trào ngăn chạn hiện tƣợng xuống cấp của hồ diễn ra. Phần lớn nƣớc thải đƣợc chuyển từ hồ Washington đến eo Puget và đồng thời cải tiến chất lƣợng nƣớc đổ vào eo để làm giảm ô nhiễm.Hồ phản ứng nhanh chóng tới sự giảm dinh dƣỡng. Lƣợng photphat mùa đông giảm nhanh,lƣợng diệp lục (số đo mật độ tảo lục) giảm đáng kể. Năm 1970, hồ đạt độ trong tƣơng đối.  Hồ Neagh: Hồ Neagh nằm ở Bắc Alien có diện tích 383 km2, độ sâu trung bình đạt 8,6m. Hồ đƣợc tiếp do 6 con sông chính. Năm 1967, nƣớc trong hồ bị phú dƣỡng hóa mạnh.Lƣợng photphat, nitrit, lƣợng diệp lục trong hồ cao.Hồ đƣợc coi là hồ có độ dinh dƣỡng cao bậc nhất trên thế giới. Sau thời kỳ phát triển mạnh của thực vật trôi nổi vào mùa xuân, lƣợng phophat trong nƣớc trở nên không đáng kể, trong khi lƣợng nitrat luôn luôn có thể đo đƣợc. SVTH: Nguyễn Thị Phượng đề tài: tác động của hiện tượng phú dưỡng lên hệ sinh thái nước ngọt 1.4.2. Hiện trạng phú dƣỡng ở Việt Nam: Ngày nay, hiện tƣợng phú dƣỡng đã trở nên một hiện tƣợng phú dƣỡng đã trở nên khá phổ biến ở hầu hết các nƣớc trên thế giới và Việt Nam không ngoại lệ với lớn hơn 60% các sông ao, hồ,… bị phú dƣỡng hóa. Báo cáo “ Hiện trạng môi trƣờng quốc gia năm 2005” cho biết: khu vực nội thành của các thành phố lớn (Hà Nội, Thành Phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng,….) hệ thống các ao, hồ là nơi tiếp nhận và vận chuyển chất thải của khu công nghiệp, khu dân cƣ, mức độ ô nhiễm cao gấp 5-10 lần, các hồ trong nội thành phần lớn ở trạng thái phú dƣỡng. nhiều hồ bị phú dƣỡng hóa đột biến và tái nhiễm hữu cơ. Các hồ Bảy Mẫu (Hà Nội), An Biên (Hải Phòng), hồ Ðầm Vạc (Vĩnh Phúc) đều có hàm lƣợng hữu cơ và phú dƣỡng cao hơn tiêu chuẩn cho phép loại B. Kết quả quan trắc 36 điểm cho thấy chất lƣợng nƣớc của tất cả các dòng sông lớn nhƣ sông Hồng, sông Cầu... đều không đạt tiêu chuẩn nƣớc mặt loại A (nguồn cấp nƣớc sinh hoạt), mà chỉ đạt tiêu chuẩn loại B (phục vụ tƣới tiêu). Sông Nhuệ (đoạn Hà Đông)còn không đạt tiêu chuẩn cho phép loại B vì các thông số chất hữu cơ và phú dƣỡng quá lớn. Nƣớc giữa hồ Tây đƣợc coi là sạch hơn cả (đạt loại B), tuy chƣa bị ô nhiễm kim loại nặng và thuốc bảo vệ thực vật, chỉ bị ô nhiễm chất hữu cơ ở mức nhẹ, với hàm hƣợng N, P bắt đầu cao, có nguy cơ bị ô nhiễm. Còn hồ Bảy Mẫu có có hàm lƣợng hữu cơ và phú dƣỡng cao hơn tiêu chuẩn cho phép loại B. Các hồ phú dƣỡng thƣờng nông dần theo thời gian, nhất là các vùng đầu hồ nơi trực tiếp đón nhận nƣớc thải. Hiện tƣợng lão hoá làm cạn dần hồ đã xuất hiện ở các hồ Hoàn Kiếm, hồ Tây, Bảy Mẫu, Thành Công, Thiền Quang, Ba Mẫu… Hiện nay mực nƣớc trong các hồ về mùa khô đang giảm dần, độ sâu trung bình từ 0,5 đến 1,3m. Theo nghiên cứu, hàm lƣợng muối dinh dƣỡng tích tụ khá lớn trong hồ gây hiện tƣợng ''phú dƣỡng SVTH: Nguyễn Thị Phượng đề tài: tác động của hiện tượng phú dưỡng lên hệ sinh thái nước ngọt hóa'' ở hồ Xuân Hƣơng, tạo môi trƣờng thuận lợi cho một 9 số loài tảo bùng phát về số lƣợng, làm nƣớc hồ Xuân Hƣơng hôi thối. Kết quả phân tích tìm thấy 14 loài tảo lam tham gia hiện tƣợng nở hoa của nƣớc. Ngoài ra, đã xác định hai loài tảo lục có khả năng cho mùi hôi. Tuy nhiên, nồng độ NO3- trên các sông trong cả nƣớc vẫn nằm trong giới hạn tiêu chuẩn nƣớc loại A theo TCVN5942-1995. Hàm lƣợng NO3- trong các sông Cấm (Hải Phòng), sông Sài Gòn (TP HCM) có xu hƣớng ngày càng tăng lên rõ rệt. Trong khi đó trên sông Hƣơng, sông Hàn lại có dấu hiệu giảm dần. Nhìn chung hàm lƣợng NO3 - trong các sông trong cả nƣớc vẫn nằm trong giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn Việt Nam quy định. Nồng độ PO43- đang có xu hƣớng tăng lên ở các sông Hồng, Cấm, Hàn. Trên các sông Hƣơng, sông Sài lại có xu hƣớng giảm đi. Nguyên nhân chính gây ra hiện tƣợng phú dƣỡng ở các ao, hồ Việt Nam cũng là việc các chất thải từ các nhà máy, các cơ sở chăn nuôi, lƣợng phân bón dƣ thừa trong sản xuất nông nghiệp… đổ ra các hệ sinh thái nƣớc ngọt làm phú dƣỡng hoá, gây nhiều hậu quả nghiêm trọng.Trong đó, một nguyên nhân không thể không đề cập đến đó chính là ý thức ngƣời dân, việc vứt rác bừa bãi, đổ các chất thải sinh hoạt trực tiếp ra ao, hồ. SVTH: Nguyễn Thị Phượng đề tài: tác động của hiện tượng phú dưỡng lên hệ sinh thái nước ngọt CHƢƠNG 2: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 2.1. Tác động của hiện tƣợng phú dƣỡng lên hệ sinh thái nƣớc ngọt. 2.1.1. Tác động đến các sinh vật trôi nổi: Bảng2: Các nhóm sinh vật đặc trƣng trong nghèo dinh hồ giàu và dƣỡng Nhóm tảo Desmid Chrysophycean Hồ ngèo dinh dƣỡng Diatom Dinoflagellate Chlorocoal Diatom Ví dụ Staurodesmus, Staurastrum Dinobryon Cyclotella, Tabellaria Peridinium, Ceratium Oocystis Asterionella, Fragillaria crotonensis. Stephanodiscus astraea Melosirab granulata Hồ phú dƣỡng hóa Dinoflagellate Chlorococcal Cyanobacteria Peridinium bipes Ceratium, Glenodinium Pediastrum, Scenedesmus Anacystis, Aphanizomenon Anabaena (nguồnsinh thái môi trường ứng dụng) Desmind là nhóm quan trọng đặc biệt ở hồ nghèo dinh dƣỡng và phú dƣỡng hóa. Cyanobacteria thƣờng là nhóm thống trị ở hồ có nồng độ dinh dƣỡng cao. Tập đoàn tảo cát cũng thay đổi. Hồ nghèo dinh dƣỡng có các loài tảo các Cyclotella và Tabellaria, trong khi hồ phú dƣỡng hóa có các loại Asterionella, Fragillaria crotonensis, Stephanodiscus astraea và Melosirab granulata thống trị . SVTH: Nguyễn Thị Phượng đề tài: tác động của hiện tượng phú dưỡng lên hệ sinh thái nước ngọt Các nhóm thực vật thống trị ở hồ phú dƣỡng hóa, có sự thay đổi theo mùa. Các loại tảo cát chiếm ƣu thế vào mùa đông, vào đầu mùa xuân đƣợc kế tiếp là nhóm tảo lục Cryptomonas và Chlorophyte. Vào đầu hè, nhóm tảo Anabaene và Aphanizomenon thống trị cùng với Chlorophyte. Bằng con đƣờng thực nghiệm De Paw (1979) đã thiết lập mối quan hệ giữa các sinh vật nổi chỉ thị với tình trạng dinh dƣỡng trong các hồ ở nƣớc Bỉ: Bảng3 : Sinh vật nổi chỉ thị cho tình trạng dinh dƣỡng của hồ. Tình trạng dinh dƣỡng Thông số Kiệt dinh dƣỡng Dinh dƣỡng trung bình Phú dƣỡng Tảo/ml (Algae) 0-2000 2000-15000 >15000 Chất diệp lục 0-3 3-20 >20 0-0,2 0,2-0,75 >0,75 -sinh khối (mg/lit) 0-1 1-10 >10 -khối lƣợng tế bào 0-5 5-30 >30 1-10 10-250 >250 0-1 1-25 >25 Thấp Cao Thấp (mg/m3) Sản xuất sơ cấp ( gC/m2/ ngày) (mm3/lit) Thân lỗ (Rotifera)/lit -giáp sát cỡ nhỏ (Microcrustacea)/lit Tính đa dạng loài (nguồn chỉ thị sinh học môi trường) Tảo cát (Diatom) là nhóm tảo rất lý thú vì chúng có lớp vỏ sillic mà sau khi tế bào chết sẽ rơi xuống đáy hồ.Mật độ tổng cộng của các loài tảo cát gần bề mặt trầm tích gấp 50 lần ở các lớp gần mặt nƣớc hơn. Sự phát triển và gia tăng của các nhóm tảo làm gia tăng sự lắng đọng trong hồ, làm hồ nông dần. SVTH: Nguyễn Thị Phượng đề tài: tác động của hiện tượng phú dưỡng lên hệ sinh thái nước ngọt Nồng độ diệp lục đối với hồ phú dƣỡng là 5-140 mg/m3 nƣớc gấp nhiều lần so với hồ nghèo dinh dƣỡng.Sự phú dƣỡng hóa cũng ảnh hƣởng đến tốc độ sinh sản của tảo. Sự sinh trƣởng của tảo vào mùa xuân đƣợc nối theo bằng sự tăng trƣởng của các động vật ăn cỏ, dẫn đến lƣợng thực vật trôi nổi giảm xuống và động vật trôi nổi cũng giảm. 2.1.2. Tác động đến các sinh vật bậc cao: Sự biến mất các thực vật thực vật ở dƣới nƣớc thƣờng đột ngột, những lòng hồ um tùm biến đi chỉ trong 1 đến 2 mùa. Sự suy giảm của thực vật có mối quan hệ trực tiếp giữa lƣợng chất dinh dƣỡng và sự tăng trƣởng của các thực vậy trôi nổi , hệ vi sinh vật gần các thực vật có rễ dƣới nƣớc. Một số thực vật có rễ ăn sâu hoặc thực vật trôi nổi có thể thống trị trong khối nƣớc có nồng độ dinh dƣỡng cao trong một dải rộng. Hai giống cỏ sừng và cỏ chỉ đƣợc cho là các loài thích hợp để sử dụng ở trạm xử lý nƣớc thải, nơi mà nồng độ chất dinh dƣỡng cao. Hai hệ thực vật trôi nổi cũng có thể phát triển vững vàng ở nồng độ dinh dƣỡng cao, tuy nhiên sự phát triển và ổn định của thực vật bậc cao dễ dàng bị phá vỡ để chuyển sang sự phát triển của các loài tảo. Ở nhƣng hồ đƣợc bao quanh bằng các thực vật bật cao ở nƣớc nhƣ cây lau sậy.Trong cùng một thời gian cùng với sự biến mất của thực vật bậc cao ở nƣớc, các giông lau sậy cũng giảm đi. Ở các hồ có nồng độ nitrat cao,tỉ lệ “thân rễ nảy mầm” của cây lau sậy giảm đi làm cho cây lau sậy không có khẻ năng chịu đƣợc nhũng tác động của sóng nƣớc. Ngoài ra, một số tảo nở hoa có chứa các hợp chất độc hại, tác động lên chuỗi thức ăn, dẫn đến tử vong ở động vật. 2.1.3. Tác động đến các sinh vật đáy: Sự suy giảm đáng kể của các sinh vật đáy làm giảm nguồn thức ăn tự nhiên cho cá. Hệ động vật đáy ở những hồ bị phú dƣỡng thay đổi theo mùa, vào mùa thu và đông thì sinh khối ít. Thay thế cho các sinh vật đáy có lẽ là sự SVTH: Nguyễn Thị Phượng đề tài: tác động của hiện tượng phú dưỡng lên hệ sinh thái nước ngọt phân hủy tảo chết của các loài vi khuẩn hiếm kí, tạo lớp trầm tích dƣới đáy hồ. 2.1.4. Tác động đến cá: Tảo phát triển quá mức làm thiếu oxy trong nƣớc, hƣớng di chuyển của cá bị thu hẹp dẫn đến các chết hàng loạt. Tuy nhiên, theo kết quả nghiên cứu thì một số loài cá có khả năng phát triển mạnh ở những hồ bị phú dƣỡng. Cá trắng chiếm ƣu thế ở những hồ nghèo dinh dƣỡng và sản lƣợng của chúng tăng lên khi hồ bắt đầu bị phú dƣỡng rồi sau đó giảm đi. Loài cá percid tăng lên đôi chút ở giai đoạn giữa của quá trình dinh dƣỡng hóa, sau đó lại giảm đi. Sản lƣợng cá cyprinid tăng mạnh ở giai đoạn giữa sau đó lại giảm mạnh ở nƣớc bị phú dƣỡng. Sự phú dƣỡng kéo theo sự thống trị của các loài cá vền, chúng lớn rất nhanh so với các loài cá khác và nhanh chóng trở nên quá to đối với các loài cá ăn thịt. Chúng là mối đe dọa lớn đối với các động vật trôi nổi và thúc đẩy phú dƣỡng hóa. Các con cá vền lớn còn có khả năng khuấy động các trầm tích và gây khó khăn cho việc tái thiết lập các thực vật bậc cao. 2.2. Tác động tới con ngƣời. 2.2.1. Nguồn cung cấp nƣớc: Nhiều vùng đã xử lý nguồn nƣớc ở các hệ sinh thái nƣớc ngọt để cung cấp cho các hoạt động hàng ngày.Để đƣa vào sử dụng, ngƣời ta tiến hành các phƣơng pháp lọc, tuy nhiên sự tăng trƣởng của các loài thực vật trôi nổi đặc biệt là tảo trong quá trình phú dƣỡng đã gây cản trở cho việc làm sạch nƣớc.Số lƣợng tảo lớn đã làm tắc các bể lọc nƣớc, nguồn nƣớc sau khi lọc vãn chứa một lƣợng đáng kể các loại tảo có kích thƣớc nhỏ.Sản phẩm phân hủy chúng đã tạo phức chất với Fe, Al dẫn đến tăng lƣợng kim loại trong nƣớc, đồng thời các sản phẩm phân hủy đó còn thúc đẩy sự lớn mạnh của vikhuẩn, nấm và động vật không xƣơng sống. SVTH: Nguyễn Thị Phượng đề tài: tác động của hiện tượng phú dưỡng lên hệ sinh thái nước ngọt 2.2.2. Sức khỏe : Nguồn nƣớc chứa nhiều nitrat tiềm ẩn mối nguy hại lớn đối với sức khỏe con ngƣời. Trẻ em dƣới 6 tháng tuổi có thẻ mắc bệnh Methaemoglobinaemia do uống sữa bình chứa nhiều nitrat. Trẻ nhỏ có pH dịch vị rất thấp, dễ khử nitrat thành nitrit. Ion nitrit dễ dàng thâm nhập vào máu, ở đó chúng ion hóa sắt trong phân tử hemoglobin, làm giảm khả năng vận chuyển máu.Tỉ lệ tử vong của bệnh này khoảng 60- 80%. Viện Tiêu chuẩn sức khỏe Châu Âu đề nghị tiêu chuẩn về nƣớc uống nồng độ nitrat không quá 50 mg NO3/ l.Tiêu chuẩn nƣớc của Mỹ là 45 mg/l. 2.2.3. Cảnh quan: Khi nƣớc bị phú dƣỡng, giá trị này thƣờng giảm đi đáng kể. Việc câu cá, bơi thuyền có thể bị cản trở do việc tạo váng trên bề mặt khi tảo nở hoa. Các loài tảo phân hủy thƣờng bốc mùi khó chịu, gây ảnh hƣởng cảnh quan xung quanh. 2.3. Một số biện pháp, kỹ thuật khắc phục hiện tƣợng phú dƣỡng: 2.3.1. Xử lí nguồn nƣớc: Phƣơng pháp hiệu quả nhất là xử lí nƣớc thải chứa các dinh dƣỡng với hàm lƣợng N, P lớn trƣớc khi đổ ra nguồn nƣớc. Các nhà máy cần phải có hệ thống để xử lí nƣớc thải: Xử lí sơ cấp: vật thể rắn đƣợc lấy ra từ các màn chắn, chỉ loại bỏ đƣợc 5 – 15% lƣợng dinh dƣỡng. Xử lí thứ cấp: loại bỏ 30 -50% các chất dinh dƣỡng, vẫn còn các muối photphat, nitrat và amôn đƣợc thải ra sông, hồ. Xử lí tam cấp: cần thiết để loại bỏ phần lớn photpho co trong nƣớc thải, có các biện pháp xử lí hóa học, vật lí hoặc sinh học. Photphat có thể kết tủa bằng vôi tôi, hợp chất nhôm, hoặc sắt. Kết tủa đƣợc tách ra ở các bể lắng động. Quá trình này loại bỏ 90 – 95% lƣợng P. SVTH: Nguyễn Thị Phượng đề tài: tác động của hiện tượng phú dưỡng lên hệ sinh thái nước ngọt Xử lí sinh học sử dụng khả năng một vài vi sinh vật hút P nhiều hơn nhu cầu dinh dƣỡng của chúng và dự trữ trong tế bào dƣới dạng poly phosphat. Những vi sinh vật này có thể tách khỏi nƣớc cùng với bùn. 2.3.2. Thay đổi phƣơng thức sử dụng đất trên lƣu vực sông: Ngăn chặn bào mòn, sử dụng có hiệu quả phân bón và phát triển các phƣơng pháp xử lí phân động vật, hạn chế súc vật tới bên hồ. Hiện nay, có một số phƣơng pháp đƣợc đƣa ra để xử lí các hồ đã bị phú dƣỡng trong đó có một biện pháp hữu hiệu và kinh tế đó là cách dùng các loài thực vật thủy sinh để loại bỏ bớt các chất dinh dƣỡng ở trong hồ, đƣa lƣợng chất dinh dƣỡng dƣ thừa trong nƣớc hồ chuyến vào sinh khối của thực vật thủy sinh (hấp thụ thức ăn). Bên cạnh các phƣơng pháp xử lí, một biện pháp không thể thiếu đƣợc là việc nâng cao nhận thức cộng đồng về hiện tƣợng phú dƣỡng: về tác hại cũng nhƣ cách phòng tránh. 2.3.3 Khuấy động nguồn nƣớc bị phú dƣỡng: Đối với hồ đã bị phú dƣỡng cần áp dụng các biện pháp thích hợp nhƣ có thể dùng bơm khuấy trộn nƣớc hồ để tăng sự tiếp xúc của vi sinh vật và tảo với các chất dinh dƣỡng, giúp cho quá trình trao đổi chất diễn ra nhanh chóng. Đồng thời, quá trình trộn sẽ làm tăng lƣợng oxy trong nƣớc, giúp khôi phục hệ sinh thái nƣớc và cải thiện chất lƣợng nƣớc, tạo môi trƣờng sống tốt hơn cho sinh vật dƣới hồ. Việc nạo vét, thu gom các chất dinh dƣỡng ra khỏi hệ sinh thái nƣớc hồ, cũng là một giải pháp cần đƣợc áp dụng để làm giảm chất dinh dƣỡng dƣới đáy hồ. 2.4. Chƣơng trình giám sát sinh học phú dƣỡng: Chƣơng trình gồm các bƣớc: - Thu mẫu: + Chọn vị trí thu mẫu. + Ấn định tần số-thời kì thu mẫu. + Các phƣơng pháp: dùng lƣới, gàu, giá thể nhân tạo. SVTH: Nguyễn Thị Phượng đề tài: tác động của hiện tượng phú dưỡng lên hệ sinh thái nước ngọt + Đối tƣợng các sinh vật thu mẫu: Sinh vật đáy, sinh vật nổi, sinh vật tự bơi, sinh vật tự bám. - Xử lý mẫu: + Cố định, bảo quản + Thu mẫu phụ + Phân loại mẫu. * Đánh giá chất lƣợng nƣớc gồm 2 hợp phần chính: + Đánh giá chất lƣợng nƣớc trong một điểm: Kiểm soát chất lƣợng nƣớc thải Sử dụng nƣớc cho nhiều mục đích nhƣ: sinh hoạt - nuôi trồng thủy sản, giải trí - sử dụng cho công nghiệp. + Đánh giá chất lƣợng nƣớc ở các điểm có liên quan lẫn nhau. Mức độ ô nhiễm đầu và cuối nguồn. Nguyên nhân làm cá chết Đánh giá chất lƣợng nƣớc Kế hoạch chi tiết với các nội dung: + Các đặc trƣng vật lí của môi trƣờng: độ sâu, rộng, trầm tích, tốc độ hiện tại, nhiệt độ, mức độ trong của nƣớc. + Các thông số khoa học: oxy, pH, NH3, PO43-,….. + Các mẫu sinh học: vi khuẩn, sinh vật nổi, sinh vật bám, sinh vật đáy, thực vật ở nƣớc. + Lấy mẫu nƣớc đối với các chất gây ô nhiễm vô cơ và hữu cơ. + Lấy mẫu nƣớc cho nghiên cứu độc học sinh thái. + Vị trí điểm lấy mẫu trên bản đồ. + Thời kì thu mẫu sinh vật. + Thiết bị cần thiết. + Phân phối các công việc. + Tính toán chi phí. SVTH: Nguyễn Thị Phượng đề tài: tác động của hiện tượng phú dưỡng lên hệ sinh thái nước ngọt C. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Các vấn đề về hiện tƣợng phú dƣỡng đang cần đƣợc đặt biệt quan tâm. Các ao hồ chứa ở Việt Nam đang ngày càng gia tăng hiện tƣợng phú dƣỡng. Đặc biệt ở thủy vực, gần những khu dân cƣ và công nghiệp dọc sông thƣờng là nơi tiếp nhận lớn các nguồn dinh dƣỡng do chất thải không xử lí. Hiện tƣợng phú dƣỡng cũng góp phần cùng với sự ô nhiễm hữu cơ và các chất độc khác làm vấn đề ô nhiễm nƣớc đặc biệt quan trọng, ảnh hƣởng đến việc khai thác tài nguyên nƣớc phục vụ cho mọi hoạt động của con ngƣời, đồng thời làm suy giảm đáng kể tính đa dạng hệ sinh thái nƣớc ngọt và các nguồn lợi thủy sinh. Bên cạnh các biện pháp khắc phục hiện tƣợng phú dƣỡng thì việc nâng cao ý thức cộng đồng về tác hại cũng nhƣ cách phòng tránh. . Để giải quyết có hiệu quả hiện tƣợng này cần có sự phối hợp hành động của các cơ quan quản lý, các cơ sở sản xuất kinh doanh cũng nhƣ sự đồng tình tham gia ủng hộ của tất cả mọi ngƣời dân. SVTH: Nguyễn Thị Phượng đề tài: tác động của hiện tượng phú dưỡng lên hệ sinh thái nước ngọt D. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Lê Văn Khoa (chủ biên), Nguyễn Xuân Quýnh – Nguyễn Quốc Việt, chỉ thị sinh học môi trƣờng, NXB Giáo Dục, trang 109-110. 2. Lê Huy Bá, Lâm Minh Triết, sinh thái môi trƣờng ứng dụng, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật trang 38-49. 3.htpp:// luanvan.net.vn/luan-van/phu-duong-o-cac-he-sinh-thai-nuoc-ngot- 59098/ 4.http://tusach.thuvienkhoahoc.com/wiki/S%E1%BB%B1_ph%C3%BA_d% C6%B0%E1%BB%A1ng_l%C3%A0_g%C3%AC%3F.5.http://moitruongvap hapluat.vn/tin-tuc/Hien-tuong-phu-duong-tai-ao-ho-Mot-van-e-lon-tai-cac-othi-can-uoc-quan-tam-812.html. SVTH: Nguyễn Thị Phượng