Nghiên cứu, đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường nước và tảo độc tại hồ Núi Cốc (Thái Nguyên), từ đó đề xuất các giải pháp quản lý tổng hợp nước hồ

Trong khuôn khổ đề tài, các nhà khoa học đã tiến hành khảo sát về hiện trạng chất lượng nước hồ, thành phần sinh vật nổi và đặc biệt là nhóm VKL trong đó có VKL độc; đánh giá về các nguồn thải vào hồ, ứng dụng mô hình toán Mike Nam để xem xét diễn biến và dự báo chất lượng nước, ứng dụng công nghệ sinh thái sử dụng thực vật thủy sinh trong giảm thiểu chất dinh dưỡng N, P, vi tảo và VKL độc trong nước hồ.

Hiện tượng nở hoa vi tảo tại hồ Núi Cốc (tháng 10/2009)

Khảo sát về hiện trạng chất lượng nước hồ và thành phần sinh vật nổi, đặc biệt là nhóm VKL trong đó có VKL độc

Qua hai năm nghiên cứu với hàng chục đợt khảo sát, đề tài đã thu được bộ số liệu về chất lượng nước (bao gồm các thông số thủy lý, thủy hóa), thành phần và số lượng thực vật nổi, động vật nổi, đặc biệt là thành phần và số lượng VKL bao gồm VKL có khả năng gây độc.

Về chất lượng nước, mặc dù phần lớn các chỉ tiêu quan trắc về chất lượng nước hồ Núi Cốc đều nằm trong khoảng giới hạn tiêu chuẩn cho phép về chất lượng nước bề mặt nhưng hàm lượng phốtphat trung bình và phốtpho tổng trong nước hồ cao hơn rất nhiều so với nước sạch tự nhiên. Đây là điểm đáng lưu ý vì phốtpho là nhân tố phú dưỡng và nguyên nhân quan trọng gây nở hoa vi tảo.

Về thành phần thực vật nổi tại hồ Núi Cốc khá phong phú với 7 ngành tảo. VKL là ngành chiếm ưu thế gồm 13 chi trong đó nhiều chi có khả năng sản ra độc tố như Microcystis, Oscillatoria, Pseudo-anabaena, Woronichinia, Anabaena, Cylindrospermopsis, Merismopedia, Snowella... Đáng chú ý là chi Microcystis với 8 loài là chi chiếm ưu thế trong quần xã thực vật nổi hồ Núi Cốc.

Đặc biệt, để giám sát sự bùng phát vi tảo và VKL, các nhà nghiên cứu đã đề xuất quy trình 4 bước quan trắc VKL độc tại hồ Núi Cốc.

Trên cơ sở kết quả thu được cho thấy gen mã hóa độc tố mcyA có mối liên hệ với độc tính của các mẫu VKL nghiên cứu, các nhà khoa học đã xây dựng quy trình đánh giá nhanh sự xuất hiện của VKL độc bằng kỹ thuật sinh học phân tử trong điều kiện phòng thí nghiệm với thời gian 1 ngày thay cho phương pháp so sánh hình thái kinh điển cần khoảng 10 ngày.

Hình ảnh một số loài VKL hiện diện tại hồ Núi Cốc
a) Microcystis aeruginosa, b) Microcystis wessenbergii,
c) Microcystis botrys, d) Microcystis flos-aquae,
e) Microcystis protocystis, f) Microcystis panniformis.

Đánh giá về các nguồn thải vào hồ, ứng dụng mô hình toán Mike Nam để xem xét diễn biến và dự báo chất lượng nước, ứng dụng công nghệ sinh thái sử dụng thực vật thủy sinh trong giảm thiểu chất dinh dưỡng N, P, vi tảo và VKL độc trong nước hồ

Đánh giá về nguồn dinh dưỡng vào hồ cho thấy nguồn cung cấp nitơ vào môi trường nước hồ đáng kể nhất là quá trình rửa trôi từ các vùng đất canh tác nông nghiệp (36,2%), tiếp đến nước thải sinh hoạt (24,0%) và rửa trôi từ đất rừng (18,8%). Trong khi đó, nguồn cung cấp phốtpho vào môi trường nước hồ đáng kể nhất là từ nước thải sinh hoạt (51,1%), rửa trôi từ đất nông nghiệp (25,3%) và rửa trôi từ đất rừng (9,9%).

Để đánh giá tài nguyên nước và diễn biến tài nguyên nước đề tài đã sử dụng phương pháp thống kê, khảo sát thực địa xây dựng bản đồ địa hình lòng hồ và sử dụng bộ mô hình MIKE. Đây là một công cụ mở về mô hình hệ sinh thái ngập nước nhằm mô tả chất lượng nước, phú dưỡng và dự báo về chất lượng nước.

Sau hơn 30 năm hoạt động, lượng cát bùn lắng đọng trong dung tích chết chiếm 34,5%, làm giảm dung tích hoạt động của hồ, gây khó khăn trong việc phòng lũ và hiệu quả cấp nước của công trình. Tài nguyên nước trên lưu vực Hồ Núi Cốc ngày càng có xu thế biến đổi theo chiều hướng bất lợi cho sử dụng nguồn nước. Chu kỳ biến đổi giữa các pha nước lên, nước xuống ngày càng ngắn lại và dần có xu thế thiếu nước. Dự báo biến động chất lượng nước hồ cho thấy các chất dinh dưỡng nitơ, phốtpho có xu hướng tăng nhanh cả vào mùa kiệt và mùa lũ đặc biệt ở các khu vực nước hồ có độ sâu lớn, tuy mức độ các chất dinh dưỡng trong mùa lũ vẫn cao hơn trong mùa kiệt.

Trên cơ sở kết quả nghiên cứu của đề tài và tham khảo tài liệu, các nhà khoa học đã đề xuất giải pháp quản lý bền vững và tổng hợp tài nguyên nước theo lưu vực hồ Núi Cốc cần áp dụng đồng bộ từ giải pháp quản lý đến các giải pháp kỹ thuật và tuyên truyền. Trong đó, các giải pháp chính bao gồm:

• Tăng cường diện tích rừng phòng hộ nhằm chống xói mòn bề mặt;
• Trong canh tác nông nghiệp có biện pháp kiểm soát tình hình sử dụng phân bón và thuốc bảo vệ thực vật, sử dụng phân bón hữu cơ, nhằm làm giảm hàm lượng N và P bị mất do quá trình rửa trôi trong lưu vực;
• Có hệ thống xử lý nước thải hiệu quả trước khi đổ xuống hồ, nhất là đối với các hoạt động khai thác khoáng sản, sản xuất công nghiệp, du lịch, dịch vụ;
• Phối hợp thực hiện điều tiết nước sông trong mùa khô và mùa lũ, đảm bảo đủ nguồn nước sạch cung cấp cho sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp, tiêu thoát lũ và khả năng tự làm sạch của Hồ Núi Cốc.

Nghiệm thu đề tài

Kết quả nghiên cứu của đề tài đã và đang được công bố trên tạp chí quốc tế.

Nguồn tin: TS. Trần Văn Tựa
Viện Công nghệ môi trường
Xử lý tin: Bích Diệp