Nghiên cứu ảnh hưởng của vật liệu nano đồng và nano bạc đến sinh trưởng và phát triển của chủng VKL độc microcystis aeruginosa trong điều kiện phòng thí nghiệm

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI
KHOA CỐNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Đề tài:

NGHIÊN CỬU ÁNH HƯỞNG CỦA VẠT LIỆU NANO DÒNG VÀ BẠC ĐÉN
SINH TRƯỞNG VÀ PHẤT TRIẾN CỦA CHỦNG VI KHUẨN LAM Độc

MICROCYSTIS AERUGINOSA TRONG ĐIÈU KIỆN PHÒNG THÍ NGHIỆM

Giáo viên hưởng dần
Sinh viên thực hiện
Lớp

: TS. DUONG THỊ THỦY

: DUONG NGỌC ANH
: KSCNSH 11-02


Khóa luận tốt nghiệp

Khoa CNSH

LỜI CẢM ƠN
Đe hồn thành khóa luận này, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến TS.Dương

Thị Thủy - Trưởng phòng Thúy sinh học môi trường - Viện Công nghệ môi trường
- Viện Hàn lâm Khoa học và Công Nghệ Việt Nam, người đã định hướng nghiên
cứu, tận tình hướng dẫn, giúp đờ và tạo mọi điều kiện tốt nhất đề tơi hồn thành

khóa luận tốt nghiệp này.
Đồng thời, tôi xin chân thành căm ơn tập thế các cô chú, anh chị cán bộ phịng

Thúy sinh học mơi trường - Viện Cơng nghệ mơi trường - Viện Hàn lâm Khoa học

và Công Nghệ Việt Nam cùng các bạn thực tập sinh đã tận tình chì báo, hướng dẫn

và nhiệt tình giúp đỡ tơi trong suốt q trình thực tập tại phịng.
Tơi cũng xin bày tó lịng biết ơn sâu sắc đến ban chù nhiệm Khoa cùng các thầy
cô giáo Khoa Công Nghệ Sinh Học - Viện Đại Học Mớ Hà Nội, đặc biệt là các thầy
cô giáo đã dạy dồ và chi bảo tôi nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt

4 năm học vừa qua,
, .
.. -X... J, TiHLvien VienBai hocMoJIa-Noj ___
Cuoi cùng, tôi xin gửi lời cam ơn chan thành nhat đên gia đình, bạn be và những

người thân đã hết lịng giúp dở, động viên tơi trong suốt q trình học tập.
Trong quá trình thực hiện đe tài, do điều kiện thời gian và trình độ hiếu biết cùa
bán thân cịn hạn chế nên khơng tránh khói sai sót. Vì vậy, tơi rất mong nhận được sự
quan tâm. góp ý cúa q thầy cơ và các bạn đế khố luận được hồn thiện hơn.

Tơi xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, ngày 19 .tháng 05, năm 2015

Sinh viên

Dương Ngọc Anh

Dưong Ngọc Anh

Lóp 11 - 02


Khóa luận tốt nghiệp

Khoa CNSH

DANH MỤC BẢNG
Bâng I: Một số đặc điểm cùa các VKL độc Microcystis aeruginosa thường gặp
(Trần Thị Miên, 2006)................................................................................................ 10
Bàng 2: Phân loại mức độ dinh dưỡng trong một số môi trường nước của Dodd và

cs (1998)..................................................................................................................... 13
Bảng 3: Hệ thống phân loại cùa Hakanson và cs, 2007............................................. 14
Báng 4: Thành phần môi trường CB.......................................................................... 22
Bảng 5: Thành phần và ti lệ các chất tống họp vật liệu nano dồng theo thời gian
phàn ứng.......................................................................................................................25

Bảng 6: Các cơng thức thí nghiệm đối với vật liệu nano đồng 3, 5, lOppm............ 30
Báng 7: Cách chuẩn bị vật liệu nano đồng 3, 5, lOppm............................................ 30

D. 0. „,

Th11LVi en. Viên DaiJ1DC Mơ JIà Nội

Băng 8: Các cơng thức thí nghiệm đôi với vậtlieu nano bặc........ .......................... 31
Báng 9: Cách chuẩn bị vật liệu nano bạc 50, 100, l50ppm...................................... 32

Băng 10: Biến động mật độ quang OD cùa các công thức thí nghiệm bố sung vật
liệu nano và đối chứng (mẫu VKL khơng bố sung vật liệu nano) ở bước sóng

750nm.......................................................................................................................... 50
Bàng 11: Biến động mật độ tế bào VKL Microcystis aeruginosa của các cơng thức
thí nghiệm bồ sung vật liệu nano và đối chứng (mẫu VKL không bổ sung vật liệu

nano)............................................................................................................................ 53
Bâng 12: Bien dộng mật độ quang OD cùa các cơng thức thí nghiệm bồ sung vật

liệu nano bạc và mẫu đối chứng không bổ sung vật liệu.......................................... 54

Dưong Ngọc Anh

Lóp 11 - 02


Khóa luận tốt nghiệp

Khoa CNSH

DANH MỤC HÌNH
Hình 1: cấu trúc hóa học cùa Microcystin.................................................................. 7
Hình 2: cấu trúc hóa học cùa Nodularin..................................................................... 8

Hình 3: Chùng VKL độc Microcystis aeruginosa KG được phân lập và ni cấy tại

phịng Thúy sinh học Mơi trường, Viện cơng nghệ Mơi trường.............................. 11
Hình 4: Hiện tượng phú dưỡng hồ Xn Hương (www.cesti.gov.vn)..................... 12
Hình 5: Ni cấy VKL trong phịng điều kiện phịng thí nghiệm............................ 28

Hình 6: Pho XRD của vật liệu đồng oxalat............................................................... 33

Hình 7: Ảnh SEM cùa vật liệu đồng oxalat............................................................... 34
Hình 8: Anh dung dịch nano đong nồng độ 100ppm tại cácthời gian phán thay đồi:

..................................................................................................................................... 35
Hình 9: Phố UV-vis cùa hạt nano dồng nồng độ 100 ppm chế tạo tại các diều kiện

thời gian phân ứng thay đối:....................................................................................... 35
Hình 10: Ánh dung dịch nano đồng nồng độ 100 ppm chế tạo tại các điều kiện nồng
dộcuC2O4/pvpWđá5.'!..YiỉP.®Ể.!Ị.9£.!y!ơ.!.Ị.ạ.Nà!..................
36
Hình 11: Phố UV-vis cũa hạt nano đồng nồng độ 100 ppm che tạo tại các điều kiện
nồng độ CuC2O4 /PVP thay đổi: a) 1:45; b)l:60; c) 1:75; d) 1: 90; e) 1:105 ; f)

1:120........................................................................................................................... 37
Hình 12: Ảnh nano đồng tại các điều kiện nồng độ thay đôi từ: a) 100 ppm; b) 150
ppm; c)200ppm; d) 250 ppm; e)300ppm; f)400ppm....................................... 38

Hình 13: Phổ UV-vis cùa hạt nano đồng tại các diều kiện nồng độ thay đối từ: a)

100 ppm; b)150ppm; c) 200 ppm; d) 250 ppm; e) 300 ppm; f) 400 ppm......... 39
Hình 14: Ảnh TEM cúa hạt nano đồng ớ nồng độ :a) 100 pm. b)300 ppm............. 40
Hình 15. Dung dịch nano Ag 100 ppm......................................................................41

Hình 16: Phố uv - Vis với tý lệ nồng độ NaBH4 / Ag+ tăng dần:......................... 41
Hình 17. Ành TEM dung dịch nano bạc 100 ppm.....................................................42

Hình 18: Đung dịch keo nano bạc nồng độ 100 ppm với nồng độ chitosan tương

ứng 40 ppm.50 ppm.óOppm. 80ppm. 100 ppm, 150 ppm và 200 ppm (từ trái qua
phải)............................................................................................................................. 43

Dưong Ngọc Anh

Lóp 11 - 02


Khóa luận tốt nghiệp

Khoa CNSH

Hình 19. Phơ uv - VIS nano Ag 1 (X) ppm với tỳ lệchitosan tăng dan.................... 43

Hình 20: Ảnh TEM cùa dung dịch keo nano bạc nồng độ 100 ppin với nồng độ
chitosan 80 ppmvà 200 ppm tương ứng sau 48 giờ.................................................. 44

Hình 21: Dung dịch keo nano bạc nồng độ 100 ppm với nồng độ citrictương ứng là
5% , 10 % , 15 % , 20 %, và 40 % (từ trái sang phải)............................................... 45

Hình 22: Phố uv - VIS nano Ag 100 ppm với nồng độ axit citric tăngdan.........45
Hình 23: Ảnh TEM dung dịch nano bạc 100 ppm với nồng độ axit citric bằng 15%

.....................................................................................................................................46
Hình 24: Dung dịch nano bạc với nồng độ bạc tăng dần từ 50 ppm, 100 ppm. 150
ppm. 200 ppm, 300 ppm tương ứng (từ trái qua phái).............................................. 46

Hình 25: Phồ UV- VIS của dung dịch nano Ag với nồng độ 50 ppm (1), lOOppm

(2), 150 ppm (3), 200 ppm (4), 250 ppm (5)............................................................. 47

Hình 26: Ánh TEM dung dịch nano bạc 100 ppm và 300 ppm tương ứng.............. 48
Hình 27 : VKL Microcystis aeruginosa trong phịng thí nghiệm- Phịng Th sinh

học mơi trường, Viện Cơng nghệ Mơi trường........................................................... 49
Hình 28: Biến động mật độ quang: OD gỵa các công thÚỊX^ thi nạhiệm bổ sung vật

liệu nano và đối chứng (mầu VKL không bổ sung vật liệu nano) ờ bước sóng

750nm.......................................................................................................................... 51
Hình 29: Bien động mật độ quang tế bào của các cơng thức thí nghiệm bố sung vật

liệu nano đồng và đối chứng (mầu VKL không bố sung vật liệu)............................ 53
Hình 30: Biến động OD cùa các cơng thức thí nghiệm bố sung vật liệu nano bạc và

mẫu đối chứng không bố sung vật liệu nano bạc....................................................... 55

Dương Ngọc Anh

Lóp 11 - 02


Khóa luận tốt nghiệp

Khoa CNSH

NHŨNG TÙ VIẾT TẮT
VKL

: Vi khuẩn lam

DO

: Dissolved Oxygen - Oxy hòa tan

VTM

: Vitamin

SEM

: Scanning electron microscopy

TEM

: Transmission electron microscopy

LDjo

: Lethal concentrations!) - nồng độ gây chết 50% động vật thí nghiệm sau

24 giờ
SE

: Độ lệch chuấn

T-N

:Nitơtổngsố

T-P

: Photpho tổng số

MC

: Microcystins

KG

:Ké Gỗ

Cu
Ag

: Đồng
: Bạc

tb

: Tế bào

a.a

: Axit amin

cs

: Cộng sự

Dưong Ngọc Anh

Thư viện Viện Đại học Mở Hà Nội

Lóp 11 - 02


Khoa CNSH

Khóa luận tốt nghiệp

MỤC LỤC
MỚ ĐẦU....................................................................................................................... I

PHÀN 1:TỎNG QUAN............................................................................................... 3
Tồng quan về VKL........................................................................................3

1.1:
1.1.1:

VKLvàđộctố VKL..................................................................................... 3

1.1.2:

Hiện tượng phú dưỡng các thủy vực........................................................ 12
Một số phương pháp kiểm soát sự phát triển của VKL............................. 17

1.2:

1.2.1:

Các phương pháp vật lý và cơ học........................................................ 17

1.2.2:

Các phương pháp sinh học.................................................................... 18

1.2.3:

Các phương pháp hóa học.................................................................... 19

Vật liệu nano trong xử lý môi trường nước và vi tào (Các loại vật liệu nano

1.3:

sử dụng trong xử lý môi trường và vi tảo).............................................................. 20

PHÀN 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cửu...................... 22
2.1:

Đối tượng nghiên cứu.................................................................................. 22

2.1.1:

Chủng VKL độc Microcystis aeruginosa............................................. 22

2.7.2.

' Mơi trưởng'hứơi ỤKỊ-đọịybỉièrdcịtS-attÀlịịino/ùi^ỌÁ.................. 22

2.1.3:

Dụng cụ, hoá chất................................................................................. 23

2.2:

Phương pháp nghiên cứu.............................................................................23

2.2.1:

Chế tạo vật liệu nano đồng hằng phương pháp polyol....................... 23

2.2.2:

Chế tạo vật liệu nano bạc bang phương pháp sứ dụng chất khứ NaBH4

2.2.3:

Đánh giá đặc trưng vật lý của vật liệu nano che tạo được thông qua phổ

26

UV-V1S, TEM. SEM........................................................................................27

2.2.4:

Phưong pháp nuôi cay VKL trong phịng thí nghiệm:....................... 28

2.2.5:

Xác định sinh trướng VKL bằng phương pháp đềm tế bào:............... 28

2.2.6:

Xác định sinh trưởng qua đo mật độ quang (Đo OD)........................ 29

2.2.7:

Phương pháp xứ lí so liệu:................................................................... 29

2.2.8:

Bố trí thí nghiệm đánh giá sinh trường cùa VKL độc khi bị tác động hởi

vật liệu nano Cu và Ag......................................................................................... 29

PHẦN 3: KÉT QUÁ VÀ THÁO LUẬN....................................................................32

Dương Ngọc Anh

Lớp 11-02


Khóa luận tốt nghiệp

3.1:

Khoa CNSH

Ket quả chế tạo vật liệu nano và một số đặc trưng cúa vật liệu nano chế tạo

được.......................................................................................................................... 33

3.1.

ỉ: Doi với vật liệu nano đồng:.................................................................33

2: Đồi với vật liệu nano hạc:.................................................................. 40

3.1.
3.2:

Đánh giá tác động của các vật liệu nano dồng và bạc lên sinh trường cúa

chủng vi khuấn lam độc Microcystis aenugino.sa................................................. 48
3.2.1:

Tác động cùa vật liệu nano đỏng 3ppm, 5ppm, lOppm đen sinh trưởng

VKL Microcystis aeruginosa............................................................................... 49

3.2.2:

Tác động của vật liệu nano hạc đen sinh trưởng VKL Microcystis

aeruginosa............................................................................................................ 54

PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................................55
4.1:

Kết luận......................................................................................................... 57

4.2:

Kiến nghị...................................................................................................... 57

TÀI LIỆU THAM KHÂO.......................................................................................... 58

Thư viện Viện Đại học Mở Hà Nội

Dưong Ngọc Anh

Lóp ll - 02


MỞ ĐẦU
Các thủy vực nước ngọt có ý nghĩa quan trọng trong việc điều tiết và cung
cấp nước cho các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt cùa con người.

Ngồi ra, chúng cịn mang ý nghĩa sinh thái quan trọng, là môi trường sống của các
sinh vật thủy sinh. Trong một vài thập ki gần đây, cùng với sự phát triển nhanh

chóng của đất nước, ngành cơng nghiệp Việt Nam cũng đã có những tiến bộ khơng

ngừng cả về số lượng các nhà máy lẫn chất lượng sàn phẩm. Ngành công nghiệp
trong nước đã đem lại những lợi ích to lớn cho người dân, góp phần phát triến nền

kinh tế chung của đất nước. Bên cạnh những mặt tích cực do sự phát triền cùa các

ngành cơng nghiệp mang lại thì cũng phải kể đến những tác động tiêu cực. Một
trong những tác động tiêu cực đó là việc suy giám chất lượng nước trong các ao hồ

thủy vực do sự xá thài ồ ạt không qua xử lý của các nhà máy, khu công nghiệp. Hầu
hết các ao hồ, sơng ngịi đi qua các nhà máy. khu công nghiệp hay các khu dân cư
đông đúc ở Việt Nam đều bị ô nhiễm, đặc biệt là các ao hồ trong các đô thị lớn như
...
...
npc_MaHasNnL
..ỉ...
Hà Nội và Thành phơ Hơ Chí Minh. Những nguồn nước bị 0 nhiêm này có nơng độ

các muối dinh dưỡng chứa nitơ và phot pho cao hơn rất nhiều lần cho phép, gây ra
hiện tượng phì dưỡng, là nguyên nhân gây bùng phát sự phát triến cũa vi táo nói

chung, trong đó có vi khuẩn lam (Cyanobacteria) hay còn gọi là tảo lam. Đây được
gọi là hiện tượng nở hoa nước (water bloom).

Khoáng 'A trong số các loài tào gây hiện tượng nở hoa có khá năng sán sinh

độc tố. Chúng đang là mối đe dọa, thậm chí có thề tàn phá khu hệ động, thực vật.
Cấu trúc hóa học của các độc tố tào trong tự nhiên rất khác nhau, nhưng chúng

không dễ bị phá húy hoặc tiêu giám trong quá trình đun nấu và cũng không ành

hường đến mùi vị cùa thực phấm. Vi khuẩn lam (VKL) là nhóm chiếm ưu thế trong

các mẫu nước nở hoa trong các thúy vực nước ngọt. Các kháo sát tiến hành ở nhiều

quốc gia trên thế giới cho thấy nhiều loài vi khuấn lam gây nở hoa có khả năng sán
xuất ra các chất gây độc hay còn gọi là độc tố vi khuẩn lam và có tỷ lệ sinh ra độc tố

khá cao, khoáng 50-90%. Phần lớn (> 75%) VKL gây nờ hoa tại các thúy vực là các

lồi có khả năng sãn sinh độc tố (Sinoven. 1996; Codd, 2005). Những độc tố này

Dương Ngọc Anh

Lớp 11 - 02


được xếp vào loại các hợp chất rất độc có nguồn gốc sinh học và có ảnh hưởng

nghiêm trọng đến sức khoẻ con người, thuỷ sản, vật nuôi, động vật hoang dã,...
cũng như ánh hường tới các hoạt động du lịch, thẻ thao dưới nước. Cho đen nay,
hơn 100 loài VKL thuộc 40 chi được biết đến có khả năng gây độc, trong số đó các

chi Microcystis, Anabaena, Aphanizomenon, Cylindrospermopsis, Lyngbya, Nostoc,
Nodularia and Oscillatoria là những chi có nhiều lồi gây độc nhất. Microcystis
aeruginosa là loài xuất hiện ờ hầu khắp các thúy vực nước ngọt trên thế giới.

Ngoài việc gây nguy hiếm trực tiếp cho các sinh vật thúy sinh và gián tiếp

tác động đến sức khỏe cùa con người, tào nờ hoa còn gây mất mĩ quan trong các đơ
thị. Vì vậy, van đề cấp bách là đưa ra các biện pháp nham kiểm soát, hạn chế và loại

bó tào lam độc có trong nguồn nước thủy vực. Trên thực tế đã có khá nhiều biện
pháp được đưa ra, từ cơ học, vật lý đến hóa học, nhưng các biện pháp này đều còn

nhiều mặt hạn chế. Một hướng nghiên cứu mới khắc phục được hạn chế cũa các

phương pháp hóa học đó là sử dụng các vật liệu kích thước nano để vần diệt được
táo mà lại không gây ánh hưởng đến các sinh vật thủy sinh. Ở Việt Nam, việc

nghiên cứu để đưa ra các biện pháp ngăn ngừạ^sự phát triển qua tảo lam độc vẫn
chưa được chú trọng. Xuất phát từ yêu cầu thực tế trên, trong khn khổ khóa luận

này tơi thực hiện đề tài nghiên cứu: “Nghiên cún ảnh hưỏng của vật liệu nano
đồng và nano bạc đến sinh trưởng và phát triền của chủng VKL độc

Microcystis aeruginosa trong điều kiện phịng thí nghiệm” nhàm mục tiêu chế

tạo và lựa chọn được vật liệu nano xừ lý tối ưu bùng phđt vi khuẩn lam và vi táo;

đánh giá tác động của vật liệu nano chê tạo được lên sự sinh trường và phát triển
của chung VKL độc.

Dưong Ngọc Anh

2

Lóp 11 - 02


PHẦN 1: TÓNG QUAN
1.1: Tổng quan về VKL
1.1.1: VKL và dộc tố VKL

1.1.1.1: Dặc tính sinh học của VKL

Vi khuân lam (VKL) hay Tào lam là nhóm vi sinh vật bao gồm các cơ thế
tiền nhân đa bào hay đơn bào có chlorophyll a và tiến hành q trình quang hợp liên

quan đến hệ quang hóa I và 11 (Castcnholz và Waterbury, 1989).

* Phân loại:
Theo những đặc điềm hình thái khác nhau, VKL được chia thành 4 bộ:
Chlorococcales, Oscillatoriales, Nostocales và Stigonematales (Theo Anagnostidis

và Komárek, 1985. 1988, 1990:Komárek và Anagnostidis, 1986, 1989).
Bộ Chlorococcales bao gồm những loài VKL đơn bào hay đa bào dạng tập
đồn, khơng hình thành sợi. Tuy nhiên một số dạng phức tạp thì có tán phân

cực và xuất hiện những te bào biệt hóa. Sự phân chia tế bào xảy ra ở trên 1, 2

hay nhiều

mặt.phắflg.hợn\'iện Đại học Mơ Hà Nội

- Bộ Oscillatoriales bao gồm những loài dạng sợi, sự phân chia tế bào chi xảy
ra ớ trên 1 mặt phăng vng góc với chiều dài cúa sợi. Chúng khơng có te
bào dị hình (heterocyte) hay bào tứ màng dày (akinete).

- Bộ Nostocales bao gồm những loài dạng sợi với những tế bào phân chia chi
trong 1 mặt phăng vng góc với chiều dài cùa sợi. Chúng có tế bào dị hình
bào tử màng dày. Chi có thế có sự phân nhánh giá.

- Bộ Stigonematales bao gồm những lồi dạng sợi có tế bào dị hình, bào tứ
màng dày và phân nhánh thật.

* Phân bố trong tự nhiên:
Phàn lớn VKL là những cơ thê quang tự dưỡng hiếu khí. Q trình sơng dõi
hỏi nước, co2, các chất vơ cơ và ánh sáng thơng qua q trình quang hợp (Tuy

nhiên, có một số lồi có khâ năng tồn tại 1 thời gian dài trong bóng tối).VKL cũng

có khả năng sống dị dưỡng rõ rệt (Fay, 1965).
Nhờ những sắc tố bên ngoài cùa bộ máy quang hợp được dùng đề hấp thu tia

từ ngoại, làm tăng cường sự phù hợp của chúng với môi trường đất nên VKL
Dương Ngọc Anh

3

Lớp 11 - 02


thường là thực vật đầu tiên xâm chiếm những mánh đất khô cần như đất và đá. Môi

trường nước ao hồ và biển là nơi sống ưa thích của chúng. Chúng có thề sống trong
mơi trường nước ngọt, mặn, lợ hay trong các suối nước nóng, lạnh và cà trong mơi

trường khơng có lồi tâo nào ton tại (Đặng Đình Kim, Dương Thị Thúy và cs
,2014).

VKL có khá năng đặc biệt đế có thế sống được ở những nơi khấc nghiệt như
tro núi lửa, hoang mạc và đá (Jaag, 1945; Dor và Danin, 1996).Chúng có thể mọc

xen vào các kẽ đá đế phá vờ các tàng đá lớn (Đặng Đình Kim. Dương Thị Thúy và
cs ,2014).
VKL có thế sống cộng sinh với thực vật và động vật như: nam, rêu, dương

xi, cây hạt trần và hạt kín (Rai, 1990).
VKL là một trong những sinh vật tiên phong trên Trái đất. Chúng có thế là
sinh vật sàn xuất chất hữu cơ chú yếu và là những cơ thế đầu tiên thài oxygen vào

khí quyên.
* Cấu trúc CO' thể, chức năng và lối sống:

Nghiên cứuỊCấu, t^c pợ iỊ^ẹ:

bằng. Ị(.ính hiến Ý quang học và điện tử.

Hình thái cơ bán bao gồm đơn bào, đa bào dạng tập đoàn hay dạng sợi.
Ờ bộ Chroococcales đơn bào, có tế bào hình cầu, oval hay hình trụ.Te bào

con tách ra khói tế bào mẹ bàng cách phân dôi. Các tế bào con sau khi sinh ra có thẻ

tích tụ lại vào trong một tập đồn không đều và được giữ lại nhờ khối nhầy trong
suốt q trình sinh trường để tạo thành tập đồn. Bộ Chamaesiphonales, bào tứ
ngoại bào được náy ra từ đau trên cúa tế bào. Cịn trong bộ Pleurocapsales là kiều
nhân đơi cơ bàn bới một loạt q trình phân đơi liên tiếp đế chuyến một tế bào mẹ

thành nhiều tế bào con (Đặng Đình Kim. Dương Thị Thúy và cs ,2014).
Hình thái sợi là kết quà của sự phân chia tế bào lặp đi lặp lại trong một mặt

phang theo hướng vng góc với trục chính của sợi. cấu trúc đa bào bao gồm một
chuỗi các tế bào được gọi là Trichome (Trichome có thế duỗi thẳng hay cuộn xoắn).

Bộ Oscillatoriales, các Trichome không theo thứ tự. không phân nhánh, bao gồm

các tế bào giống hệt nhau. Các bộ còn lại thì có bộ Trichome gồm các tế bào khơng
đong nhất. Các tế bào sinh dưỡng có thể dược biệt hóa thành tế bào dị hình và các
bào tư màng dày đe nuôi dường cơ thế trong điều kiện bất lợi.
Dương Ngọc Anh

4

Lớp 11 - 02


VKL chỉ sinh sán vơ tính. Các lồi dạng sợi thường sinh sãn bàng cách phân

đoạn các Trichome hoặc hình thành các đoạn tào. VKL khơng có màng nhân, chi có
lớp màng peptidoglycan và chứa ribosome 70S (Bryan, 1994).
Sac tố quang hợp của VKL ở trong các thylakoid nam tự do trong tế bào

chất, gần bề mặt tế bào. Màu săc tế bào biến động từ xanh lam sang đõ tím. Màu
xanh của chlorophyll a thường bị che bởi các carotenoit (Beta-caroten,...) và các

sắc tố phụ như phycocyanin, allophycocyanin, phycoerythrin. Các sac tố hợp lại
trong các phycobilisome. xếp thành hàng trên bề mặt thylakoid (Douglas. 1994). Tat

cả các VKL đều chứa chlorophyll a và phycocyanin.
VKL có kiểu quang dường thài oxygen qua hai hệ quang hóa SPI và SPI1

trong bộ máy quang hợp. Khá năng sinh trưởng quang hợp liên tục trong điều kiện

có oxygen cùng với việc có nước cung cấp electron cho quá trình khứ co2, đã làm
cho VKL có thế có mặt ờ mọi vung sinh thái (Whitton, 1992). VKL có thế sản sinh

ra các sắc tố khác cần thiết đề hấp thu ánh sáng hiệu quà nhất trong mọi điều kiện

sống.
VKL có khă năng dụ trữ và, đồng hóa cas chất dinh dường thiết yếu bên

trong tế bào chất. Các the vùi dề thay trong te bào chất có thế quan sát qua kính hiến
vi điện tử là các hạt glycogen, giọt lipid, các hạt cyanophycin, các thể

polyphosphate hay carboxysome (Fay và Van Baalcn, 1987). Sản phâm dược tích
lũy dưới điều kiện thiếu chất dinh dưỡng nào đó.

Ngồi ra, cố định khí nitơ cũng là một q trình đồng hóa cơ bán cùa

VKL.làm cho chúng có nhu cầu dinh dường đơn giàn nhất so với các cơ the sống.
VKL chuyển đổi trực tiếp N2 thành NH4 nhờ enzyme nitrogenase. Dưới điều kiện

thiếu nitrogen nhưng đầy đú các chất dinh dưỡng khác, VKL cố định nitơ vẫn có thế
sinh trường và phát triển bình thường.
* Sinh sản, sinh dưõng:

Hình thức dinh dưỡng chủ yếu cúa VKL là quang tự dưỡng. Nhờ hệ sắc tố

phong phú, VKL có thê sử dụng cường dộ ánh sáng thâp đê biên đỏi và hâp thụ chât

dinh dưỡng bằng cách hấp thụ dái ánh sáng rộng của quang phổ nhìn thấy được, do
vậy chúng có the tồn tại cả trong mơi trường ánh sáng ycu (Carmichael W.W.
1997). Ngồi quang hợp chính thức, VKL cịn có khá năng quang khư. quang dị

Dương Ngọc Anh

5

Lớp 11 - 02

dường, tự dị dường và hoàn toàn dị dưỡng. Chúng sử dụng các chất hữu cơ có trong

mơi trường dưới dạng nguồn năng lượng bố sung. Nhờ khả năng tạp dưỡng, VKL
có the sống sót trong điều kiện tự nhiên khó khăn. Điều này giải thích vì sao VKL
phân bố trong mơi trường có hay thậm chí khơng có sinh vật sống nào tồn tại , trên

tất cá các lục địa và các thúy vực của trái dất.
1.1.1.2: Độc tố VKL

Việc gia tăng dân số, phát triền các ngành công nghiệp, nông nghiệp đã và

đang làm gia tăng nguồn dinh dường đáng kề trong các thủy vực. Diều này đã gây
nên hiện tượng “nờ hoa” cùa VKL làm ành hường xấu đến chất lượng nước , giảm
đa dạng sinh học và gây tắc nghẽn các hệ thống cap thoát nước. Ngồi ra. VKL cịn
có khà năng sinh độc tố nguy hiếm đến tính mạng con người, thủy sán và động vật
nuôi trong thủy vực.

Độc tố do VKL sinh ra được xếp vào loại các hợp chat rất độc có nguồn gốc
sinh học. Gồm 3 dạng độc tố: độc tố gan, độc tố có bân chất alkaloids và các LPS:
* Độc tố gan microcystin (MCs) và Nodularins (NODs)

Đây là nhónp độc tố gạn dạng peptide^tnạctiỵộng, có trọng VKL nước ngọt
và nước lợ. Các loại độc tố này hòa tan dề dàng trong nước và có tính ben vững cao

về mặt hóa học. Chúng là sàn phẩm trao đổi thứ cấp, trọng lượng phân tử khoảng
900-1100 Da, chứa 7 axit amin nếu là MCs, 5 axit amin nếu là NODs và chúng chì

thái vào nước một lượng đáng kế khi tế bào bị phân húy. Các độc tổ này có tính bền

vừng cao về cấu trúc hóa học lại rất dề tan trong nước nên tác động của chúng đến

con người và động vật là nhanh chóng và mạnh mẽ. Việc ngăn chặn ảnh hường của

độc tố này đến con người và động thực vật thực tế là rất khó. MCs và NODs gây ra

các tốn thương gan và cũng là tác nhân gây ung thư. Nhóm độc tố này do các loài
thuộc các chi : Microcystis, Planktothrix, Anabeana, Nodularia, Nostoc, Umezakia
sàn sinh ra (Chorus và cs, 2000; Codd ,2000).

Microcystin

Microcystin là độc tố VKL dược phất hiện hầu hết trong các thủy vực nước
ngọt và nước lợ trên khắp thế giới.Cho đến nay, đây là độc tố được nghiên cứu
nhiều nhất (Đ.Đ.Kim và cs, 2014).

Dương Ngọc Anh

6

Lớp 11 - 02


Microcytin là độc tố gan gồm 7 a.a, trong đó có 2 a.a cuối cùng của dãy

peptides nối với nhau tạo thành vòng, cấu trúc chung:
Cyclo - (D-alanin1 - X2- D-MeAsp’- z4 - Adda5 - D-glutamate6 - Mdha7)
Trong đó:
+ X và z là các L-axit amin khác nhau
+ D-MeAsp3 là axit D-erythro-h-methylasparlic.
+ Mdha7 là N-methyldehydroalanine và Adda là axit (2S, 3S, 8S, 9S)- 3amino- 9- methoxy- 2,5,8- trimethyl- 10- phenyldeca- 4.6- dienoic.

Microcystin LR R-CH(CH3)2
Microcystin RR R=CH2CH2NHC(NH2)=NH
Microcyst in YR R=C6H4-p-OH

Hình 1: cấu trúc hóa học của MỄcrocystin

Nodularin

NODs có cấu trúc pentapeptid dạng vịng gồm 5 axit amin ( Trong đó có 3

a.a giống với micricystins là D-MeAsp1, Adda3 và D-Glutcấu trúc chung :
Cyclo- ( D-MeAsp1- L-arginine2- D-glutamate4- Mdhb5)

Dương Ngọc Anh

7

Lớp 11 - 02


Hình 2: cấu trúc hóa học của Nodularin
+ Có hơn lờ dạng uụcỉố Nbdularin do loai Nodulariả spùÍTiigena và Thenella

swinhoei tạo ra
+ Nodularin dễ thâm nhập vào gan hơn microcystin, chúng có thê là các chất

gay ung thư gan (Sinoven, 1996).
+ Cả MCs và NODs đều có độc tính cao. Chúng tích lũy với mức độ khác

nhau ở nhiều sinh vật khác nhau như: chim nước, cá, tôm, động vật phù du và thực

vật đáy (Karjanailen và cs, 2008).
*

Độc tố thần kinh có bản chất alkaloid

Độc to alkaloid là nhóm các hợp chất nitơ dị vòng (cấu trúc mạch vòng chứa
ít nhất 1 liên kết C-N), phân tử lượng thấp (< 1 (X)0) và rất đa dạng ve cấu trúc lần

độc tính.

Các độc tố thần kinh do VKL tiết ra tác động mạnh mẽ đến hệ thần kinh của
sinh vật khi tiếp xúc chi với liều lượng rất nhó, gây ra các triệu chứng như: co cơ,

tím tái. nghẹt thở, suy hô hap và làm chết sinh vật.

Các độc to thần kinh có bán chat alkaloid do VKL sán sinh ra gồm:

Dương Ngọc Anh

8

Lớp 11 - 02


+ Anatoxins-a: là một amin bậc 2, trọng lượng phân từ thấp, do các loài Anabaena
flos-aquae,

Anabaena spp, A.planktonica, Oscillatoria,

Aphanizomenon

và

Cylindrospcrmum sán sinh ra. Loại độc tố này lần đầu tiên dược tìm thấy ở các lồi
thuộc chi Anabaena, Oscillatoria ớ Scandinavia, Italia, Nhật Bán (Sinoven, 1996).

+ Homoanatixin-a: là đồng đăng của Analoxins-a, được tách chiết từ Oscillatoria
formosa. Cã hai độc tố này đều có tác động giống như acetylcholine với LD50 là

200-250 ug/kg trọng lượng.
+ Anatoxins-a (S): là ête phosphat duy nhất cùa N-hydroxyguanine có trọng lượng
phân tử 252 hoạt động như một anticholinesterase chiết từ Anabaena flos-aquae và

A.lemmermannii. Độc tố này kìm hãm dần truyền xung than kinh, gây kiệt sức, suy

hơ hấp và kiệt sức trước khi chết.
Ngồi ra cịn có độc tố Saxitoxins, CYN và các độc tố da (Đặng Đình Kim,

Dương Thị Thủy và cs, 2014).
*

Các lypopolysacharides (LPS)

LPS là thành phần cúa thành te bào vi khuẩn Gram âm. Chúng là độc tố nội
bào cấu tạo từ dường (thường là hexpse) lỴàị lipit Ọhường |àjaxjt béo hydroxy C|4-

C|8) gây tác động lên đường tiêu hóa và gây sốt. LPS được chiết xuất lan đau tiên từ
Anacystis nidulans (Rapala, 1998; Chorus và Barttram, 1999)

1.1.1.3: VKL Microcytis aeruginosa và độc tố
* Dặc điểm sinh học:

Microcystis aeruginosa thuộc bộ Chlorococcales, có tập đồn dạng hình cầu

hoặc mắt lưới với các khoảng trống ở giữa các tế bào. Te bào trong tập đồn có

dạng hình cầu, màu xanh nhạt, xếp chồng lên nhau với nhiều aerotopes dày đặc,
đường kính tế bào từ 3,7 -6 um. Có bao nhầy khơng màu,khơng ben nên tế bào dễ
vỡ ra khịi tập đồn. Lồi này được tìm thấy phổ biến trong các thủy vực nước ngọt,
lợ, ưu dưững;phân bo toàn cầu trừ vùng cực và cận cực (Komarek và Anagnostidis,
1999).

M.aeruginosa phân bố chú yếu trong các thúy vực nước ngọt ưu dưỡng ở

Việt Nam và là lồi chính gây hiện tượng nớ hoa nước ở các thúy vực. Một số
chúng phân lập ờ Việt Nam đã được xác dịnh là có khá năng sinh dộc tố gan

microcystin (Nguyen T.T.L và cộng sự, 2007b).
Dưong Ngọc Anh

9

Lớp 11 - 02


Sau đây là bàng thống kê một số chúng VKL độc Microcystis aeruginosa

thường gặp nhất:

Bảng 1: Một số đặc điểm của các VKL độc Microcystis aeruginosa thường gặp
(Trần Thị Miên, 2006)

Tên chủng

Phân bố

Đặc điếm cấu lạo và hình
thái

Microcystis

Tế bào hình cầu, đường kính

Sống trơi nồi, phân bố rộng

aeruginosa flos-

4-6,5 um. Tập đồn hình cầu

rãi. Thường thấy ớ các ao

aquae. Flosaqua

hiếm khi uốn khuc ngoằn

hồ, vùng đồng bằng châu

ngoèo, dầy đặc hoặc các

thơ sơng Hơng.

khoang thuỹ khơng rõ.

Microcystis

Tập đồn dạng cầu hoặc

Thường gặp trong tất cá các

aeruginosa Kutz

hình trứng, ở trong một khối

ao hồ. thuỷ vực vùng đồng

nhầy có giới hạn rõ rệt. các

bằng. Phân bố trong các

tế bào hình cầu có đường

Thu

thuỹ vực nước đứng hoặc
RíiẬlĩ-ViitìillcỉỉìrậlđằịỌC M( cháy chậm.
khơng bào khí. thường xếp

dầy đặc trong tập đồn.

Microcystis

Te bào hình cầu, dường kính

Phân bố trong các thuỷ vực

aeruginosa f-

3-4 um, tập hợp thành các

nước đứng, sống trơi nổi,

Marginata (Menegh)

khối nhỏ hình cầu hoặc thấu

phân bố rộng. Thay ở hồ

kính hơi dẹp hay đơi khi

Tây, hồ Bày Mầu, hồ Hồn

thành hình trịn rộng từ 80-

Kiếm...

200 um.

Dưới đây giới thiệu hình ánh chủng VKL độc Microcystis aeruginosa sản
sinh độc tố microcystin, là loại độc tố được nghiên cứu nhiều nhất hiện nay:

Dưtrng Ngọc Anh

10

Lớp 11 - 02


Hình 3: Chủng VKL độc Microcystis aeruginosa KG được phân lập và ni cấy
tại phịng Thủy sinh hộc Mơi trường, Viện cịng nghệ Mơi trường

* Dộc tố VKL Microcystins:

Hiện tượng nở hoa cùa các loài VKL độc chủ yếu là do các chi Microcystis,
Anabaena, Aphanizomenon, Osillatoria ( Đặng Hoàng Phước Hiền và cs, 2002).

Đây lại là các chi chù yếu sàn sinh ra độc to Microcystins (Hoogenboezem và cs,
2004).
Cho đến nay. hơn 90 dạng cấu trúc của microcystin (MC) đã được xác định

(Neilan và cs, 2013).Sự thay đồi cấu trúc phố biến là sự thay thẻ của L-axit amin

tương ứng ớ vị trí 2 và 4, sự tách methyl cùa D-MeAsp và Mdha tương ứng ở vị trí

3 và 7.
Dạng độc tố thường gặp nhất là Microcytins-LR. Hầu hết độc tố MC là loại

chứa L-amino axit kỵ nước. Sự thay thế các L-amino axit kỵ nước trong các vị trí X

bang các L-amino axit kỵ nước khác duy trì tính độc của độc tố. Nhưng nếu thay

bang các L-amino axit ưa nước sẽ làm giảm đáng kể độc tính cùa độc tố MC.

Dưong Ngọc Anh

11

Lóp 11 - 02


Microcystins rất bền, chúng có thế tồn tại trong mơi trường nước thủy vực
khoảng 1 tuần. MC bị phân húy chậm trong điều kiện nhiệt độ cao khoảng 40"C với

pH < 1 hoặc pH > 9.
Độc tố MC có thế gây tốn thương te bào gan, phá vỡ cấu trúc tế bào gan, mất

cấu trúc thề xoang, tăng trọng lượng gan do xuất huyết và gây sốc sự vận chuyến
máu, rối loạn nhịp tim dần đến chết ở động vật (Sinoven, 1996). Độc tố microcystin

có trong M.aeruginosa cũng là nguyên nhân gây xuất huyết máu ờ chuột và làm

chết nó trong vòng 1-3 giờ sau khi nhiễm độc tố này. Với liều lượng tối thiếu thì

chuột có thể chết sau 20 ngày (Hermansky và cs, 1991).
1.1.2: Hiện tượng phú dưững các thủy vực
1.1.2.1: Khái niệm:

Phú dường hóa (Eutrophication) là một thuật ngữ sinh thái được sứ dụng đê
mô tà các q trình làm giàu q mức chất dinh dưỡng vơ cơ cùng với dinh dưỡng
có nguồn gốc thực vật trong môi trường nước, thông thường là muối nitrat và

photphat, gây ra sự phát triền bùng nổ của các loài tào được gọi là hiện tượng nở

hoa trong nước (Lẹ Huy Bậ và L.ârq Minh Trịẹtí 2005).', , . à XJ ộ ị

Hình 4: Hiện tượng phú dưững hồ Xuân Hương (www.cesti.gov.vn)

Dương Ngọc Anh

12

Lóp 11 - 02


Lần đầu tiên, khái niệm phú dưỡng và nghèo dinh dường được Nauman giới

thiệu vào năm 1919. Ông đưa ra 2 khái niệm: hồ sạch là hồ chứa ít táo, thực vật lơ
lừng; hồ phú dưỡng là hồ giàu thực vật phù du. Năm 1931. Nauman lần dầu tiên
đưa ra phân loại các hồ theo các cấp độ dinh dưỡng khác nhau như nhóm nghèo

dinh dưỡng, dinh dường trung bình, phú dưỡng hay phì dường. Hệ thống phân loại

cơ bàn sau đó đã được sửa đối và cải tiến nhiều lần (Đ.Đ.Kim và cs, 2014).

Dưới đây trình bày một số quan điếm về phân loại mức độ dinh dưỡng một
số thủy vực nước ngọt và nước mặn trên thế giới:

Bảng 2: Phân loại mức dộ dinh dưỡng trong một số môi trường nước của Dodd
và CS (1998)

Mức dinh dưỡng

Hồ

T-N

T-P

Chia

Độ trong

(mg/m3)

(mg/m3)

(mg/rn3)

(m)

Nghèo dinh dưỡng

<350

<10

<3,5

>4

Trung dưỡng

350-650

10-30

3,5-9

2-9

30-100

tà-àiội

1-2

>100

>25

<1

Phú dưỡng: hư V1Ọ 650-1200

Phì dưỡng

Mức dinh dưỡng

>1200

T-N

T-P

Chia

Chl a đáy

(mg/m3)

(mg/m3)

(mg/m3)

(mg/m3)

Sông/ Nghèo dinh dưỡng

<700

<25

<10

Suối

Trung dưỡng

700-1500

25-75

10-30

20-70

Phú dưỡng

>1500

>75

>30

>70

Nước

Nghèo dinh dường

<260

<10

<1

>6

mặn

Trung dưỡng

260-350

10-30

1-3

3-6

<20

Phú dường

350-400

30-40

3-5

1,5-3

Phì dưỡng

>400

>40

>5

<1,5

Chú thích: Tống N (T-N). Tống p (T-P), Cha a (Chlorophyl a), SD (Độ trong).

Dương Ngọc Anh

13

Lớp 11 - 02


Nhờ vào mơ hình tính tốn. Hakanson và cs (2007) đã giới thiệu hệ thống

phân loại các mức độ dinh dường khác nhau dựa trên các chi tiêu như: độ trong,
hàm lượng Chi a, TN, TP và VKL trong các môi trường nước ngọt (độ muối: 0-

5%), nước lợ (độ muối: 5-20%) và nước mặn (độ muối >20%).(bàng 3)

Bảng 3: Hệ thống phân loại của Hakanson và cs, 2007
Mức độ dinh

Độ trong

Chi a

T- N

T-P

VKL

dường

(m)

(ug/L)

(ug/L)

(Ug/L)

(ug sinh
khối

tươi/L)

Nước ngọt, độ muối< 5%
Nghèo dinh

>5

<2

<60

<8

<2,2

dường
Trung dưỡng

3-5

2-6

60-80

8-25

2,2-250

Phú dưỡng

1-3

6-20

180-430

25-60

250-1400

Phì dưỡng

<1

>20

>430

>60

>1400

Nước lợ, độ inuối 5-20%
Nghèo dinh

n \ lẹn uạ

nọc MO' ria INỌ1

>8

<2

<70

Trung dường

4,5-8

2-6

Phú dưỡng

1,5-4,5

6-20

Phì dưỡng

<1,5

<10

<9,5

70-220

10-30

9,5-380

220-650

30-90

380-2500

>20

>650

>90

>2500

>11

<2

<110

<15

<55

Trung dưỡng

6-11

2-6

110-290

15-40

55-680

Phú dưỡng

2-6

6-20

290-940

40-30

680-4040

Phì dưỡng

<2

>20

>940

>130

>4040

dưỡng

Nu óc biển, độ muối> 20%
Nghèo dinh

dường

Hiện tượng phú dưỡng lần đầu tiên được công nhận là một vấn đề môi

trường đáng quan tâm bởi các nhà khoa học: Stcawart và Rohlich. 1967;

Dương Ngọc Anh

14

Lớp 11 - 02

Vollenweider, 1968. Hiện nay, ô nhiễm các chất dinh dưỡng và sự phát triền quá

mức của VKL gây hại đã và đang được nhiều nhà khoa học cũng như các nhà quăn
lý các thúy vực trên thế giới quan tâm.

1.1.2.2: Nguyên nhân gây nên hiện tượng phú dưõng:
Nguyên nhân gây nên hiện tượng nờ hoa cùa VKL ban đầu được xác định là

do mất cân bang nguồn dinh dưỡng đầu vào của hệ sinh thái mà cụ thể là sự dư thừa
nguồn p và N. từ đó tạo ra ưu the cạnh tranh cùa một số lồi (Đặng Đình Kim,

Dương Thị Thúy và cs, 2014).
Dựa trên nguyên nhân gây nên hiện tượng phú dưỡng, người ta chia thành

hai loại: Phú dưỡng tự nhiên và phú dưỡng nhân tạo. Phú dường tự nhiên là quá
trình phú dưỡng diễn ra dưới tác động của các yếu tố tự nhiên, phụ thuộc vào địa

chất (hiện tượng xói mịn, rưa trơi....) và các đặc tính tự nhiên cùa lưu vực (lưu
lượng nước, chế độ khí hậu- thủy văn...). Q trình này diễn ra với tốc độ chậm.
Quá trình phú dưỡng nhân tạo diễn ra dưới tác động cùa con người với tốc độ rất
nhanh. Hiện tượng phú dường các thúy vực nội địa dưới tác động cứa con người hay

tự nhiên gây ra những hệ qqâ nghiêm trqpg^ ánh hựqng lớn đ^ến sự phát triển của

con người và các loài sinh vật. hiện đang là mối quan tâm bức thiết trong cơng tác
quản lí môi trường nước trên thế giới, đặc biệt là các nước đang phát triền.

Hai nguyên tố p và N, đặc biệt là các muối đa lượng của Nitư và photpho.

thường là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng phú dường, làm bùng nổ sinh

trường thực vật, mà trong đó chù yếu là các loài táo độc hại và cỏ dại (Blomqvist và
cs, 1994). Các nguyên tố này có mặt trong môi trường nước, trong nguồn ngoại lai

hay trong nguồn nội tại có sẵn trong thủy vực. Nguồn ngoại lai như: nước thái sinh
hoạt đô thị, nước thài công nghiệp, nước rứa trơi đất canh tác, khai thác khống

sản...thường cung cấp một lượng lớn N và p vào môi trường nước.
Nguồn nước thãi dơ thị góp một lượng đáng kể các nguồn dinh dưỡng như N

và p vào hệ thống các sơng hồ. Đơ thị hóa và phát triền các ngành cơng nghiệp đem
lại lợi ích to lớn cho con người và quốc gia. Nhưng bên cạnh dó. nó kéo theo hàng
loạt những ảnh hưởng nghiêm trọng đen môi trường. Các nhà máy, xí nghiệp, khu

cơng nghiệp phát triển, hoạt dộng mạnh nhưng hầu hết đều khơng có hệ thong xử lý
nước thài đạt tiêu chuẩn. Nước thai cùa các ngành công nghiệp, các hoạt động sán

Dương Ngọc Anh

15

Lớp 11 - 02


xuất, sinh hoạt khác nhau với lưu lượng và mức độ xứ lý khác nhau cung cấp nguồn

dinh dưỡng vào thúy vực khác nhau. Ví dụ. ngành chế biến thực phấm, công nghiệp

len và các hoạt dộng mờ rộng sàn xuất nông nghiệp làm gia tăng hàm lượng p và N

vào môi trường nước mặt. Nước thải chứa nhiều chất tấy rứa cung cấp nguồn p cịn

q trình láng đọng khí quyến và q trình cố định đạm cung cấp nguồn N vào mơi

trường nước. Trong khí quyển, các oxit nitơ (xuầt hiện do quá trình đốt nhiên liệu ở

nhiệt độ cao sẽ chuyển hóa thành nitrat theo nước mưa xuống đất. Nilrat trên mặt
đất sẽ theo nước mưa chảy tràn hoặc được đo vào cống thoát nước, rồi xâm nhập
vào nguồn nước mặt và nước ngầm.

Theo nhiều tác già, lượng lớn các chất dinh dường hàm lượng cao N và p
thải vào các sơng, hồ là ngun nhân chính gây nên hiện tượng phú dưỡng hồ (Chen

và cs, 2009; Zhang và cs, 2011). Các biện pháp giới hạn nguồn dinh dường và kiểm
soát sự phát triền 0 ạt của VKL được cho là cấp thiết đế bào vệ sự sống cùa con

người và các sinh vật thủy sinh.
1.1.2.3: Hậu quá của hiện tượng phú dưỡng:

Hiện tượng phú dưỡng anh i^ường Ịớiị dến hệ sinh thái trong các thúy vực:
tăng độ đục. tăng tốc độ sa lang,....Ngoài ra. một hệ quả nghiêm trọng do hiện tượng

này gây nên đó là làm giảm hàm lượng oxy hòa tan trong nước do VKL gây nên
hiện tượng phú dường hô hấp nhờ quá trình quang hợp như thực vật (ban ngày, hap

thu co2 thải 02. ban đêm khi khơng có ánh sáng mặt trời thì lại hấp thu khí 02 thái

khí co2). Khi VKL phát triến 0 ạt, lượng oxy cần cho quá trình hơ hấp là rất lớn,
VKL sẽ chiếm lấy oxy trong nước dẫn đến lượng oxy khuếch tán trong nước giám,

lượng oxy cung cấp cho các loài cá và sinh vật thủy sinh là không đù khiến chúng

chết hàng loạt. Khi sứ dụng nguồn nước phú dưỡng cung cấp cho sinh hoạt hàng
ngày cùa người dân, các nhà máy cung cấp nước gặp nhiều khó khăn trong việc xứ

lý triệt dê' nguồn nước chứa quá nhiều VKL với các kích thước lớn nhỏ.
Khi lượng dinh dưỡng trong các thúy vực tăng cao, tạo điều kiện cho thực

vật quang hợp phát triền, sinh ra lượng sinh khối lớn. Khi các sinh vật thủy sinh
chết đi. xác chúng tích tụ dưới đáy hồ tạo ra lượng sinh khối lớn và quá trình phân

húy từng phần lại tiếp tục giái phóng p. N. CO2,...Ncu hồ khơng q sâu, các lồi

Dương Ngọc Anh

16

Lớp 11 - 02


thực vật có rề sẽ phát triển làm tăng nhanh q trình tích tụ chất rắn. hình thành đầm

lầy và phát triển thành rừng.
Môi trường phú dưỡng gây ra sự bùng nơ sinh trướng các lồi VKL, trong đó

có nhiều lồi có khã năng sinh độc to (Microcystin, Nodularin,...)mà các độc tố này
đã được chứng minh là có khả năng gây độc cấp tính đối với con người và các sinh

vật thúy sinh. Hiện nay. thực trạng này đang diễn ra phô biến ờ các nước đang phát

triền như Việt Nam, ...và cả một so quốc gia phát triền như Trung Quốc, Anh,...
1.2: Một số phưong pháp kiểm soát sự phát triển của VKL

Đe kiểm soát sự phát triển cùa VKL, cần phâi kiểm soát và giâm nguồn dinh

dưỡng đàu vào các thủy vực. Có rất nhiều phương pháp thử nghiệm đã được đưa

ra. nhưng đều gặp phải một số hạn chế như: phát sinh ô nhiễm thứ cap. chi phí cao
hay chi có tác dụng diệt VKL trong thời gian ngan... Dưới đây trình bày một số

phương pháp xứ lý và kiếm soát VKL.
1.2.1:

Các phương pháp vật lý và cơ học.

1.2.1.1: Phuong pháp nạo vét bùn và xử Ịý yang sinh khối
Khi VKL độc sinh trường bùng nồ và các tế bào của chúng tạo thành váng
trên mặt nước thì giải pháp cấp bách đầu tiên là phái thu vớt và loại bó chúng bằng

thuyền, vợt hoặc thiết bị siphơng. Ngồi ra, một phương pháp đơn gián mà khá hiệu

quả đế làm giâm hàm lượng dinh dưỡng có trong bùn đó là nạo vét đáy hồ (
Đ.Đ.Kim và cs, 2014). Bùn dưới đáy ho có chứa hàm lượng N và p cao do sự phân
hùy các tế bào VKL già.

1.2.1.2: Xử lý trầm tích đáy hồ
Cần phái giữ thúy vực không bị phân tầng đế tránh vùng đáy hồ nam trong

điều kiện kị khí nhàm giám thiếu thấm lậu p từ trong bùn ra cột nước. Nạo vét lớp
bùn trên cùa thủy vực có tác dụng loại bỏ phần lớn p, N trong trầm tích, tạo điều

kiện thống khí và tránh phân tầng vật chất. Tuy nhiên, việc nạo vét bùn cũng ảnh

hướng tiêu cực đến sinh thái động vật dưới đáy thủy vực.

1.2.1.3: Xử lý nưó’c vùng sát đáy thủy vực
Khi cột nước trong thủy vực bị phân tang, một lượng lớn p từ trầm tích và

bùn sẽ thoát ra tập trung trong lớp nước sát đáy cùng với Fe và Mn. Đây là nguồn

Dương Ngọc Anh

17

Lớp 11 - 02