MỞ ĐẦU Phát triển đô thị là một xu hướng tất yếu của tất cả các quốc gia trên thế giới trong kỷ nguyên hiện đại hóa, khoa học – kĩ thuật tiên tiến. Hiện nay các đô thị tại đồng bằng sông Cửu Long đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế đất nước, đặc biệt là trong giai đoạn nước ta đang phấn đấu để trở thành nước công nghiệp theo hướng hiện đại. Trong số các đô thị lớn ở đồng bằng sông Cửu Long không thể không kể đến thành phố Bến Tre, một trong những đô thị phát triển nhanh ở khu vực. Bến Tre là một tỉnh châu thổ nằm sát biển, Bến Tre có địa hình bằng phẳng, không có rừng nguyên sinh, chỉ có một số rừng thứ sinh và những dải rừng ngập mặn ven biển và ở các cửa sông.
Bốn bề đều có sông nước bao bọc, Bến Tre có một hệ thống đường thủy chằng chịt gồm những con sông lớn từ biển Đông qua các cửa sông chính (cửa Đại, cửa Ba Lai, cửa Hàm Luông và cửa Cổ Chiên), ngược về phía thượng nguồn đến tận biên giới Campuchia. Do vậy, Bến Tre có vị trí đặc biệt trong thời chiến cũng như thời bình [1]. Thành phố Bến Tre (trước đây là thị xã Bến Tre) nằm trên bờ sông cùng tên, có diện tích 6. Dân số của thành phố 124.
Phía bắc và đông bắc giáp huyện Châu Thành, đông và đông nam giáp huyện Giồng Trôm, tây và tây nam giáp huyện Giồng Trôm và giáp sông Hàm Luông. Ngày 9 tháng 8 năm 2007, thị xã Bến Tre được công nhận là đô thị loại III, chính thức trở thành thành phố thuộc tỉnh. Sau 12 năm, sự chuyển mình mạnh mẽ đã giúp thành phố Bến Tre đạt chuẩn đô thị loại II năm 2019. Sự chuyển đổi cơ cấu nền kinh tế theo xu hướng mới đã và đang làm cho quá trình đô thị hóa diễn ra với tốc độ nhanh chóng.
Các hoạt động công, nông, lâm, ngư nghiệp đã tác động không nhỏ đến chất lượng nước ở các thuỷ vực trong thành phố Bến Tre. Cùng với sự đô thị hóa, các hoạt động sản xuất công nghiệp, du lịch tạo ra một lượng nước thải lớn, ảnh hưởng xấu đến chất lượng môi trường nước. Do vậy, ô nhiễm môi trường các thuỷ vực trong thành phố Bến Tre đã trở thành vấn đề được quan tâm. Theo chương trình quan trắc hằng năm của tỉnh Bến Tre, khu vực thành phố Bến Tre được xem là điểm nóng về suy giảm chất lượng môi trường.
Trong chương trình quan trắc này, chất lượng nguồn nước mặt được đánh giá qua các thông số, chỉ tiêu hóa - lý là chủ yếu. Các thông số này chỉ nói lên được hiện trạng tức thời tại thời điểm khảo sát, khó có thể đánh giá sự biến động của môi trường trong thời gian dài. Muốn đánh giá được tác động của con người lên hệ sinh thái trong thời gian dài phải dựa vào chỉ tiêu sinh học để đánh giá. Tuy nhiên, việc sử dụng các 2 chỉ tiêu sinh học để xem xét chất lượng nền đáy ở các thủy vực trong tỉnh chưa được nghiên cứu đầy đủ trong các hoạt động đánh giá và quản lý chất lượng môi trường.
Có nhiều phương pháp được áp dụng để đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường. Trong đó phương pháp sinh học nhờ sử dụng các thủy sinh vật để đánh giá chất lượng môi trường, gần đây được nhiều nhà khoa học quan tâm. Trong hầu hết các thủy vực, yếu tố môi trường có tác động trực tiếp hoặc gián tiếp lên thủy sinh vật. Vi tảo là nhóm sinh vật sản xuất trong thủy vực.
Chúng có vai trò quan trọng trong việc sản sinh ra nguồn năng lượng sơ cấp, tham gia vào các chu trình chuyển hóa vật chất trong tự nhiên và cung cấp sinh khối sơ cấp cho những sinh vật kế tiếp trong chuỗi thức ăn trong thủy vực. Trong đó, quần xã khuê tảo đáy có khả năng phản ánh được các đặc điểm môi trường và sức khoẻ sinh thái, do đó có tiềm năng ứng dụng làm chỉ thị sinh học trong các chương trình khảo sát, đánh giá hiện trạng, quan trắc chất lượng môi trường các thuỷ vực [2]. Vi tảo phân bố rộng khắp trong các môi trường thủy sinh, chúng là cầu nối giữa nhóm sinh vật sản xuất với các bậc dinh dưỡng cao. Chúng đóng vai trò quan trọng trong mạng lưới thức ăn và chu trình sinh địa hóa của thủy vực và chúng chịu sự chi phối của nhiều yếu tố môi trường như ánh sáng, pH, nhiệt độ và dinh dưỡng… Khuê tảo (còn gọi là tảo silic) là loại tảo đơn bào có kích thước nhỏ (20 µm – 100 µm), có vách silic và các hoa văn phức tạp trên bề mặt vỏ.
Khuê tảo hiện diện trong môi trường nước ngọt, nước lợ và nước mặn và ngay cả trên nền đất ẩm. Bởi vì khuê tảo có tính ưu việt nổi trội và thường được sử dụng trong nhiều nghiên cứu đánh giá chất lượng nước do chúng có thành phần loài rất đa dạng, có chu trình phát triển ngắn, phân bố rộng, phản ứng nhanh với các thay đổi của các điều kiện môi trường, trong đó có nhiều loại nhạy cảm với sự thay đổi các tính chất vật lý, hoá học của môi trường nước, tài liệu phân loại phong phú. Thêm vào đó quần xã khuê tảo thường có chu kỳ sinh sản nhanh. Do vậy chúng thường được sử dụng làm chỉ thị sinh học trong đánh giá chất lượng môi trường [3,4,5].
Chính vì vậy, đề tài “Sử dụng khuê tảo đáy trong đánh giá ô nhiễm môi trường nước ở thành phố Bến Tre” được đề xuất thực hiện. Việc điều tra thành phần loài khuê tảo đáy có ý nghĩa lớn, không chỉ phản ánh tính đa dạng sinh học tảo silic tại thủy vực thành phố Bến Tre mà còn xác định các đặc trưng phân bố sinh thái, mật độ và sinh khối của chúng nhằm tìm ra các loài, nhóm loài nhạy cảm có tiềm năng sử dụng trong các nghiên cứu đánh giá chất lượng môi trường nước. Mục tiêu của đề tài: 3 - Sử dụng quần xã khuê tảo đáy trong đánh giá hiện trạng và phân loại chất lượng môi trường nước trong khu vực thành phố Bến Tre. - Đánh giá sự chi phối của các thông số môi trường nước lên quần xã khuê tảo đáy, trên cơ sở đó xác định các loài/ nhóm loài có khả năng làm chỉ thị cho ô nhiễm môi trường đô thị.
Nội dung nghiên cứu của đề tài: - Khảo sát hiện trạng tính chất môi trường nước ở thủy vực thành phố Bến Tre bằng các thông số hoá lý. - Khảo sát thành phần loài, tính đa dạng, mật độ và sinh khối của quần xã khuê tảo đáy cũng như cấu trúc phân bố quần xã khuê tảo đáy, biến động giữa mùa khô và mùa mưa ở khu vực thành phố Bến Tre. - Đánh giá hiện trạng môi trường đối với chất lượng nước thông qua sự phản ánh của quần xã khuê tảo đáy. - Phân tích các thông số môi trường chi phối đến tính đa dạng, mật độ, sinh khối và phân bố của quần xã khuê tảo đáy.
Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài: - Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học nhằm ứng dụng quần xã khuê tảo đáy trong đánh giá và phân loại chất lượng môi trường sinh thái ở khu vực đô thị. Trên cơ sở phân tích cấu trúc quần xã khuê tảo đáy sẽ giúp đánh giá các tác động của quá trình đô thị hóa lên hệ sinh thái thủy vực, từ đó có những biện pháp quản lý, bảo vệ môi trường. Đóng góp của luận văn: - Nghiên cứu có ý nghĩa trong việc dự đoán chất lượng nước, là tài liệu tham khảo tốt cho các sinh viên ngành sinh học và môi trường. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.
Đặc điểm chung của khuê tảo đáy a. Số lượng loài và nơi sống: Khuê tảo (tảo silic) có khoảng 10.000 loài [7], khoảng 285 chi với hơn 100. Chúng có mặt ở hầu hết các môi trường sống ở nước ngọt, lợ, mặn dưới dạng phù du, đáy, bì sinh thực vật, và nội cộng sinh động vật [9]. Đặc điểm hình thái: Khuê tảo đáy có nhiều hình dạng khác nhau như hình que, hình nêm, hình thuyền, hình đĩa, hình nhiều góc cạnh, hình ống,.
với các dạng đơn bào hay tập đoàn thường gặp trong tự nhiên ở nhiều hình dạng khác nhau [10]: - Có thể tách rời (separable colonies): các tế bào nối với nhau bằng chất silic hoặc gài móc vào nhau. - Mặt vỏ phân cách (separable valve): các tế bào nối với nhau bằng cấu trúc khác nhau giữa mặt vỏ của tế bào này với mặt vỏ của tế bào khác. - Chuỗi (chain): các tế bào sắp xếp thành chuỗi dài với các kiểu nối thông qua các sợi nối, tiếp giáp mặt vỏ, các lông gai, các gai đỉnh ở mép mặt vỏ. - Dạng dải (ribbons): các tế bào nối với nhau bằng các mặt vỏ tiếp xúc hoặc các gai ở viền mép mặt vỏ.
- Dạng bậc chồng lên nhau (stepped chains): các tế bào nối với nhau theo cách một phần của tế bào này gối lên một phần của tế bào khác. - Dạng zigzag hay hình sao: các tế bào nối với nhau bằng các tấm chất nhầy. Tổ chức cơ thể và kích thước tế bào: Tảo đơn bào, thường sống thành tập đoàn. Tế bào có kích thước từ 2μm đến khoảng 2 mm.
Vỏ: vỏ tế bào silic thường được tạo thành bởi các hợp chất silic và pectin. Tùy theo mức độ nhiều ít của hợp chất silic mà vỏ tế bào dày cứng như ở những loài sống sát đáy hoặc vỏ tế bào mỏng mảnh như ở các loài hoàn toàn sống phù du. Theo nghiên cứu của Richter hợp chất silic có thể là Na2Si2O5, nhiều tác giả cho rằng đó là SiO2H2O. Trong quá trình xử lí vật liệu mẫu nếu dùng acis fluohydric sẽ làm hợp chất 5 silic bị hòa tan, nếu dùng acid vô cơ mạnh thì pectin sẽ bị mất, chỉ còn lại hợp chất silic.
Hầu như vỏ tế bào của tất cả các loài khuê tảo đều có cấu tạo vân hoa rất tinh vi, dưới dạng lỗ nhỏ và những buồng nhỏ (areola) [9]. Nhìn chung có thể chia thành các dạng sau: - Dạng cấu tạo là lỗ nhỏ xuyên qua vỏ là dạng đơn giản nhất, đó là những lỗ thông với bên ngoài, gồm có kiểu không chia nhánh và kiểu chia nhánh. - Dạng cấu tạo thành buồng rất nhỏ xuyên qua vỏ, gần giống với dạng trên nhưng phần giữa phình to ra thành buồng nhỏ như ở cấu tạo dạng vỏ của chi tảo thuyền cong (Pleurosigma). Quan sát độ phóng đại lớn thấy các buồng nhỏ sắp xếp thành ba đường thẳng giao chéo nhau.