Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật

Nguyễn A Lăng - Lớp 2012BKTMT

MỤC LỤC
KÝ HIỆU VIẾT TẮT..................................................................................................3
DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU...................................................................................4
DANH MỤC HÌNH VẼ ..............................................................................................5
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................6
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................7
CHƢƠNG I – TỔNG QUAN ....................................................................................8
1.1. Hiện tƣợng phú dƣỡng .........................................................................................8
1.1.1. Khái niệm và biểu hiện của hiện tƣợng phú dƣỡng ..........................................8
1.1.2. Diễn biến của quá trình phú dƣỡng ...................................................................9
1.1.3. Nguyên nhân gây ra hiện tƣợng phú dƣỡng ....................................................10
1.1.4. Phân loại mức độ phú dƣỡng .........................................................................13
1.1.5. Tác động của hiện tƣợng phú dƣỡng tới hệ sinh thái và con ngƣời ................19
1.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình phú dƣỡng ................................................20
1.2.1. Chất dinh dƣỡng ..............................................................................................20
1.2.2. Đặc điểm hình thái của hồ...............................................................................21
1.2.3. Khả năng lƣu chuyển nƣớc .............................................................................22
1.2.4. Các điều kiện khí hậu ......................................................................................25
1.2.5. Chỉ thị cho thủy vực phú dƣỡng......................................................................29
1.3. Các chỉ số đánh giá chất lƣợng nƣớc và mức độ phú dƣỡng. ............................31
1.3.1. Chỉ số đánh giá chất lƣợng nƣớc.....................................................................31
1.3.2. Chỉ số đánh giá mức độ phú dƣỡng ................................................................33
1.4. Giới thiệu hệ thống hồ Hà Nội ...........................................................................33
1.4.1. Hiện trạng và vai trò các hồ Hà Nội................................................................33
1.4.2. Hiện trạng quản lý và một số nghiên cứu đã đƣợc thực hiện về môi trƣờng hồ
Hà Nội .......................................................................................................................35
CHƢƠNG II – PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU....................................................37

2.1. Mục tiêu nghiên cứu...........................................................................................37

--------------------------------------------------------------------------------------------------------Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, ĐHBKHN - ĐT: 0438681686 - Fax: 0438693551

1


Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật

Nguyễn A Lăng - Lớp 2012BKTMT

2.2. Đối tƣợng nghiên cứu.........................................................................................37
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu....................................................................................44
2.3.1. Phƣơng pháp thu thập thông tin, lấy mẫu, bảo quản và phân tích, đo đạc các
thông số. ....................................................................................................................44
2.3.2. Phƣơng pháp tính toán các chỉ số....................................................................48
PHẦN III – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..............................................................52
3.1. Đánh giá đặc tính ô nhiễm và phân loại mức chất lƣợng nƣớc trên các hồ .......52
3.1.1. Đặc tính ô nhiễm trên các hồ dựa trên các thông số hóa học ..........................52
3.1.2. Phân loại chất lƣợng nƣớc trên các hồ ............................................................57
3.2. Phân loại mức độ phú dƣỡng của các hồ. ..........................................................59
3.2.1. Phân loại mức độ phú dƣỡng theo tiêu chuẩn OECD (1982): ........................59
3.2.2. Phân loại mức độ phú dƣỡng theo chỉ số TSI và TRIX: .................................61
3.3. Lựa chọn các chỉ số đánh giá chất lƣợng nƣớc và mức độ phú dƣỡng. .............64
3.3.1. Đánh giá tƣơng quan giữa các chỉ số hóa học và thông số ô nhiễm ...............64
3.3.2. Đánh giá ảnh hƣởng thông số cấu trúc của hồ trong việc ảnh hƣởng đến tình
trạng phú dƣỡng của hồ:............................................................................................65
3.3.3. Lựa chọn giữa các chỉ tiêu và thông số đánh giá mức độ phú dƣỡng:............67
3.4. Đề xuất giải pháp cải thiện chất lƣợng nƣớc hồ.................................................68
3.4.1. Giải pháp quản lý nhằm giảm thiểu tình trạng ô nhiễm phú dƣỡng ...............68

3.4.2. Các biện pháp kĩ thuật nhằm ngăn chặn và giảm thiểu tình trạng phú dƣỡng 70
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................74
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................75
PHỤ LỤC ..................................................................................................................77

--------------------------------------------------------------------------------------------------------Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, ĐHBKHN - ĐT: 0438681686 - Fax: 0438693551

2


Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật

Nguyễn A Lăng - Lớp 2012BKTMT

KÝ HIỆU VIẾT TẮT
Ký hiệu

Chú thích

BOD

Biochemical oxygen Demand (Nhu cầu oxy sinh hóa)

COD

Chemical oxygen Demand (Nhu cầu oxy hóa học)

DO

Dissolved oxygen (Hàm lƣợng Oxy hòa tan trong nƣớc


NTSH

Nƣớc thải sinh hoạt

OECD

Organization for Economic Co-operation and
Development (Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế)

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

SD

Độ trong của nƣớc

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TRIX

Vollenweider Trophic Index

TSI

Trophic State Index


WQI - NSF

Water Quality Index - National Sanitation Foundation
(Quỹ vệ sinh quốc gia Mỹ)

--------------------------------------------------------------------------------------------------------Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, ĐHBKHN - ĐT: 0438681686 - Fax: 0438693551

3


Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật

Nguyễn A Lăng - Lớp 2012BKTMT

DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU
Bảng

Tên bảng

Trang

1.1

Phân loại mức độ phú dƣỡng theo OECD

14

1.2

Phân loại mức độ phú dƣỡng theo Nurnberg


16

1.3

Phân loại mức độ phú dƣỡng theo tiêu chuẩn Quebec

17

1.4

Sự khác nhau giữa thủy vực nghèo dinh dƣỡng và phú
dƣỡng

27

1.5

Hệ thống phân loại của Kolkwitz Marsson

30

1.6

Phân loại ô nhiễm nguồn nƣớc mặt

31

2.1


Phân loại nhóm hồ theo đặc điểm đặc trƣng

37

2.2

Thông tin khảo sát hiện trƣờng

45

2.3

Các thông số và phƣơng pháp phân tích

46

2.4

Thông số và trọng số trong tính toán theo WQI – NSF

49

2.5

Bảng đánh giá chất lƣợng nƣớc theo WQI – NSF

49

2.6


Phân loại mức độ phú dƣỡng theo TSI

50

2.7

Phân loại mức độ phú dƣỡng theo TRIX

51

3.1

Phân loại mức độ phú dƣỡng của các hồ

63

3.2

Giá trị tƣơng quan giữa các chỉ số hóa học

65

3.3

Giá trị tƣơng quan giữa tình trạng phú dƣỡng với các

66

thông số cấu trúc thủy vực


--------------------------------------------------------------------------------------------------------Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, ĐHBKHN - ĐT: 0438681686 - Fax: 0438693551

4


Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật

Nguyễn A Lăng - Lớp 2012BKTMT

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình

Tên hình

Trang

1.1

Bề mặt hồ trong tình trạng phú dƣỡng

9

3.1

Giá trị pH tại các hồ tiến hành nghiên cứu

52

3.2


Giá trị DO trung bình của các đợt lấy mẫu

54

3.3

Giá trị COD trung bình của các đợt lấy mẫu

55

3.4

Giá trị BOD5 trung bình của các đợt lấy mẫu

56

3.5

Giá trị PO43- trung bình của các đợt lấy mẫu

56

3.6

So sánh TP trung bình giữa các nhóm hồ

57

3.7


Đồ thị phân loại chất lƣợng nƣớc hồ theo WQI – NSF

58

3.8

Đồ thị phân loại mức độ phú dƣỡng theo OECD đối với
thông số TP

59

3.9

Đồ thị phân loại mức độ phú dƣỡng theo OECD đối với
thông số PO43-

60

3.10

Đồ thị phân loại mức độ phú dƣỡng theo OECD đối với
thông số Chl-a

60

3.11

Đồ thị đánh giá mức độ phú dƣỡng theo OECD đối với
thông số SD


61

3.12

Đồ thị phân loại mức độ phú dƣỡng hồ theo TSI và
TRIX

62

3.13

Mô hình sơ lƣợc mặt cắt sông hồ với kè bờ bằng đá hộc

71

dốc thoải 450 ở Hà Nội

--------------------------------------------------------------------------------------------------------Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, ĐHBKHN - ĐT: 0438681686 - Fax: 0438693551

5


Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật

Nguyễn A Lăng - Lớp 2012BKTMT

LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện đề tài, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS. Hoàng
Thị Thu Hƣơng – ngƣời đã tận tình chỉ bảo hƣớng dẫn để tôi có thể hoàn thành tốt
luận văn này. Đồng thời tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể các cô, cũng nhƣ

các bạn, các anh chị tại Viện Khoa học và Công nghệ môi trƣờng, Trƣờng Đại Học
Bách Khoa Hà Nội đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thiện đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, ĐHBKHN - ĐT: 0438681686 - Fax: 0438693551

6


Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật

Nguyễn A Lăng - Lớp 2012BKTMT

MỞ ĐẦU
Ao hồ có vai trò quan trọng đối với hệ sinh thái và con ngƣời. Nó không chỉ là
nơi vui chơi giải trí mà còn có nhiệm vụ điều hòa khí hậu, điều tiết nƣớc mƣa đồng
thời là nơi chứa và làm sạch nƣớc thải. Tuy nhiên hiện nay không chỉ ở Việt Nam
mà các nƣớc trên thế giới có khá nhiều hồ, đặc biệt tại các khu đô thị đang rơi vào
tình trạng ô nhiễm mà điển hình là hiện tƣợng phú dƣỡng. Hiện tƣợng phú dƣỡng
xảy ra trong các ao hồ gây ảnh hƣởng đến cảnh quan, môi trƣờng sinh thái, gây suy
giảm đa dạng sinh học, ô nhiễm không khí, nguồn nƣớc… và gây ảnh hƣởng lớn tới
sức khỏe con ngƣời và đời sống các loài sinh vật thủy sinh. Đây là một vấn đề môi
trƣờng cần đƣợc quan tâm trong giai đoạn hiện nay khi sự phát triển kinh tế và đô
thị hóa đang ngày càng gia tăng trên toàn quốc. Do vậy, tôi đƣợc giao đề tài “Xây
dựng nhóm chỉ số chất lượng nhằm đánh giá và phân loại tình trạng phú dưỡng
trên các hồ Hà Nội” để có thể tìm hiểu nghiên cứu sâu hơn về nguyên nhân và bản
chất của vấn đề ô nhiễm môi trƣờng trên thủy vực nƣớc ngọt này

--------------------------------------------------------------------------------------------------------Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, ĐHBKHN - ĐT: 0438681686 - Fax: 0438693551


7


Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật

Nguyễn A Lăng - Lớp 2012BKTMT

CHƢƠNG I – TỔNG QUAN

1.1. Hiện tƣợng phú dƣỡng
1.1.1. Khái niệm và biểu hiện của hiện tượng phú dưỡng
Hiện tƣợng phú dƣỡng (eutrophication) là hiện tƣợng phát triển quá trình sinh
học tự nhiên trong hồ, ao, sông, biển,… do gia tăng chất dinh dƣỡng (thƣờng là hợp
chất của nitơ và phốtpho) thúc đẩy sự phát triển của tảo, thực vật thủy sinh và tạo ra
những biến động lớn trong hệ sinh thái nƣớc, làm chất lƣợng nƣớc bị suy giảm và ô
nhiễm [1 , 7]
Phú dƣỡng là hiện tƣợng thƣờng gặp trong các hồ đô thị, các sông và kênh dẫn
nƣớc thải. Nguyên nhân xảy ra tình trạng phú dƣỡng ở các hồ đô thị là nồng độ chất
dinh dƣỡng Nitơ (N), Phốtpho (P) cao, tỷ lệ P/N cao do sự tích lũy tƣơng đối P so
với N. Đối với các thủy vực nƣớc ngọt, thông thƣờng hiện tƣợng phú dƣỡng hình
thành khi hàm lƣợng nitơ vƣợt trên mức 500µg/l và phốtpho (P) trên 20μg/l. Sự dƣ
thừa các chất dinh dƣỡng này sẽ thúc đấy sự phát triển của các loài tảo, rong, rêu và
các thực vật thân mềm trong nƣớc và cuối cùng sẽ ảnh hƣởng đến sự cân bằng sinh
học của nƣớc. Các loài sinh vật này sau khi chết sẽ phân hủy tạo ra một lƣợng lớn
các hợp chất hữu cơ và tiêu thụ lƣợng oxy hòa tan trong nƣớc. Sự thiếu hụt oxy
cùng với sự có mặt của các chất độc sinh ra trong quá trình phân hủy yếm khí làm
suy thoái dẫn đến các động vật thủy sinh trong thủy vực bị chết. Khi xác động thực vật bùn lắng xuống ao hồ, cộng với sự phát triển mạnh của các loài thực vật ở
ven bờ làm cho ao hồ ngày càng nông hơn và mặt hồ ngày càng bị thu hẹp, cuối
cùng ao hồ sẽ biến thành đầm lầy [6].
Biểu hiện của thủy vực phú dƣỡng:

- Về cảm quan: Nƣớc có màu xanh hoặc xanh đen do sự phát triển mạnh mẽ của tảo
và thực vật bậc thấp, thƣờng có mùi hôi tanh do thoát khí H2S…

--------------------------------------------------------------------------------------------------------Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, ĐHBKHN - ĐT: 0438681686 - Fax: 0438693551

8


Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật

Nguyễn A Lăng - Lớp 2012BKTMT

- Về tính chất của thủy vực: Độ sâu của hồ bị thu hẹp do sự tù đọng của thủy vực,
không có sự lƣu thông của dòng chảy. Xác các sinh vật thủy sinh dần tích lũy dƣới
tầng đáy làm giảm độ sâu của thủy vực đồng thời gây suy giảm chất lƣợng nƣớc.
- Sự đa dạng của thủy vực: Sự suy giảm mạnh của các động vật thủy sinh bậc cao,
đặc biệt là cá do sự thiếu hụt oxy, bên cạnh đó là việc thực vật bậc thấp phát triển
mạnh.

Hình 1.1. Bề mặt hồ trong tình trạng phú dưỡng
1.1.2. Diễn biến của quá trình phú dưỡng
Trong các hệ sinh thái nƣớc ngọt, luôn tồn tại sẵn các loài tảo và một hàm
lƣợng nhất định các chất N, P để đảm bảo sự phát triển bình thƣờng của các hệ sinh
thái này. Khi nồng độ N, P tăng lên, nó sẽ kích thích sự phát triển của tảo – gọi là
hiện tƣợng “bùng nổ tảo”, đó là sự phát triển một cách vƣợt bậc về số lƣợng các loài
tảo trong hệ sinh thái nƣớc (nƣớc ngọt). Tùy thuộc sự tham gia của loài tảo vào hiện
tƣợng “bùng nổ tảo” mà số lƣợng tảo phát triển ở các mực độ khác nhau. 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 (thậm chí lên tới hàng triệu tb/ml nƣớc – loài
Gyrodinium aureulum), kéo theo đó là sự đổi mà thực của nƣớc do phần chiết của

thực vật tạo thành. Đây là dấu hiệu dễ nhận biết nhất của hệ sinh thái nƣớc ngọt bị
phú dƣỡng. tuy nhiên không phải lúc nào hiện tƣợng này cũng xảy ra, có những
--------------------------------------------------------------------------------------------------------Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, ĐHBKHN - ĐT: 0438681686 - Fax: 0438693551

9


Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật

Nguyễn A Lăng - Lớp 2012BKTMT

trƣờng hợp bùng nổ tảo nhƣng không làm thay đổi màu nƣớc. Trong hệ sinh thái
nƣớc ngọt, thƣờng có tảo lục, tảo lam hay tảo giáp do vậy nƣớc thƣờng đổi màu
xanh.
Tảo là loài thực vật phù du, đơn bào, có thể đƣợc mô tả bằng công thức:
(CH2O)106(NH3)16H3PO4
Từ đó có thể chỉ ra tảo đƣợc cấu tạo từ các nguyên tố chính: C, N, P, O, H.
Công thức trên cho thấy tỉ số N:P = 16:1. Giá trị này biểu thị lƣợng cần thiết N và P
tạo nên rong tảo, từ đó có thể xác định đƣợc yếu tố nào là yếu tố hạn chế tiềm năng
phát triển rong tảo. Khi N:P >16 thì P trở thành yếu tố giới hạn. Ngƣợc lại, N:P <16
thì N trở thành yếu tố giới hạn. [17]
Tảo phát triển bao nhiêu thì cũng có một lƣợng lớn tảo bị chết đi. Khi tảo chết
đi sẽ bị các vi sinh vật phân hủy, các vi sinh vật này lấy đi O2 khuyếch tán trong
môi trƣờng nƣớc để phân hủy tảo chết trong quá trình phát triển:
(CH2O)106(NH3)16H3PO4 +138O2  106CO2 + 122H2O +16HNO3 + H3PO4
Nhƣ vậy để phân hủy 1 phân tử tảo thì vi khuẩn đã lấy đi của môi trƣờng 276
nguyên tử Oxi, làm giảm nồng độ oxi dẫn đến việc các loài cá và sinh vật thủy sinh
khác không đủ oxi mà chết ngạt. Đồng thởi tảo chết đi lắng xuống đáy tạo thành lớp
trầm tích ở đáy hồ làm cho hồ nông dần đi theo thời gian. Môi trƣờng đáy là nơi
nồng độ O2 rất thấp, các vi sinh vật phân hủy trong điều kiện yếm khí, kết quả là

sinh ra các khí nhƣ H2S, NH3... gây mùi hôi thối, làm nƣớc bị vẩn đục có màu đen
hoặc màu xám đen. Qua một thời gian tích lũy, thủy vực dần dần trở thành vùng
đầm lầy và cuối cùng là vùng đất khô, lúc này cuộc sống của động vật thủy sinh bị
ngừng trệ, đa dạng sinh học của thủy vực bị ảnh hƣởng nghiêm trọng. Hiện tƣợng
này còn đƣợc gọi là hiện tƣợng già hóa lòng hồ. [1].
1.1.3. Nguyên nhân gây ra hiện tượng phú dưỡng
Hiện tƣợng phú dƣỡng xảy ra trong ao hồ do 2 nguyên nhân chính là sự gia
tăng dinh dƣỡng trong thủy vực và sự lƣu thông kém do thủy vực tù đọng.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 10
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, ĐHBKHN - ĐT: 0438681686 - Fax: 0438693551


Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật

Nguyễn A Lăng - Lớp 2012BKTMT

1.1.3.1. Sự gia tăng dinh dưỡng trong thủy vực nước ngọt:
Một trong những nguyên nhân chính gây ra hiện tƣợng phú dƣỡng là sự thâm
nhập một lƣợng lớn N, P vào trong ao hồ. Trong thực tế, đa số các hồ phát sinh hiện
tƣợng phú dƣỡng chủ yếu do các hoạt động của con ngƣời nhƣ công nghiệp, nông
nghiệp, sinh hoạt… đã đƣa các chất dinh dƣỡng vào hồ. Hàm lƣợng các chất dinh
dƣỡng từ các nguồn này đổ trực tiếp vào hồ thƣờng rất cao, thông thƣờng khi hàm
lƣợng nitơ (N) lớn hơn 500μg/l và phốtpho (P) lớn hơn 20μg/l sẽ gây ra hiện tƣợng
dƣ thừa dinh dƣỡng. Trong môi trƣờng hồ nƣớc tự nhiên các nguyên tố chủ yếu
CO2, H2O luôn sẵn có còn các nguyên tố đa lƣợng và vi lƣợng chỉ có hàm lƣợng
nhất định, do vậy sự phát triển của thực vật phù du (tảo) ở mức cân bằng với sự phát
triển của các loài thủy sinh khác. Khi môi trƣờng nƣớc hồ có sự gia tăng hàm lƣợng
lớn các chất dinh dƣỡng N, P sẽ dẫn đến sự phát triển bùng nổ của tảo [6].
Các nguồn thải chính chứa chất dinh dƣỡng bao gồm:

- Các hoạt động sản xuất công nghiệp, chế biến các sản phẩm nông nghiệp và
khu vực sản xuất nông nghiệp, chế biến thủy hải sản… thƣờng thải một lƣợng lớn
chất dinh dƣỡng do thất thoát nguyên liệu và sản phẩm.
- Hoạt động sản xuất nông nghiệp: Phân bón hóa học đƣợc sử dụng ngày càng
nhiều, nhất là phân đạm (chứa N), phân lân (chứa P). Khi lƣợng phân bón dƣ thừa
bị rửa trôi sẽ đƣa một lƣợng lớn chất dinh dƣỡng N, P vào thủy vực. Lƣợng phân
bón sử dụng ở Việt Nam trung bình 73,5kg/ha (trung bình của thế giới là 95,4
kg/ha). Đáng chú ý nhất là phân đạm, một loại phân mang lại hiệu quả quan trọng
nhất cho năng suất cây trồng, tuy nhiên lại có lƣợng tồn dƣ tích lũy lớn trong đất do
khi sử dụng cần liều lƣợng cao. Khi bón phân đạm, cây chỉ sử dụng tối đa 30%
lƣợng phân bón vào đất, lƣợng N tồn dƣ trọng đất dạng NO3- dễ bị rửa trôi xuống
sông, suối, ao hồ… hoặc gây ô nhiễm nguồn nƣớc ngầm.
- Các nguồn thải từ hoạt động đô thị chủ yếu là hệ thống cống rãnh trong các
khu dân cƣ thành phố hoặc việc xả thải trực tiếp chƣa qua xử lý vào hệ thống hồ ao
là nguyên nhân dẫn đến tình trang ô nhiễm, mất cân bằng trong thủy vực tiếp nhận.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, ĐHBKHN - ĐT: 0438681686 - Fax: 0438693551


Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật

Nguyễn A Lăng - Lớp 2012BKTMT

Nguồn thải này phụ thuộc nhiều vào mức sống của dân số và tiêu chuẩn vệ sinh
trong khu vực và thƣờng có hàm lƣợng N, P rất cao.
Bên cạnh các nguyên nhân gây ra hiện tƣợng phú dƣỡng do con ngƣời tác
động còn có sự ảnh hƣởng của các yếu tố tự nhiên đến các thủy vực.
- Một trong các nguyên nhân dẫn đến phú dƣỡng là từ các dòng chảy tràn trên
bề mặt cũng có khả năng mang về hồ rất nhiều chất dinh dƣỡng (chủ yếu là nitơ

dƣới dạng nitrat do dễ hòa tan, bị rửa trôi ra các hồ) . 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.
- Các hiện tƣợng thời tiết bất thƣờng nhƣ hiện tƣợng mƣa acid cũng là nguồn
bổ sung nitrat vào các hệ sinh thái nƣớc ngọt. Việc sử dụng các nhiên liệu hóa thạch
làm sản sinh các chất khí nhƣ NO2, NO.... hay việc bốc hơi khí NH3 từ phế thải sinh
vật vào không khí cũng hây nên hiện tƣợng mƣa acid.
- Hiện tƣợng phú dƣỡng hóa cũng có thể xảy ra trong trƣờng hợp các ao, hồ
nằm trên các tầng đất sản sinh phốtpho, do vậy sự hạn chế hay dừng hẳn các nguồn
cung cấp N, P do các tác động của con ngƣời cũng không thể ngăn chặn quá trình
phú dƣỡng.
1.1.3.2. Sự lưu thông kém của thủy vực tù đọng:
Hầu hết các hồ đều đƣợc hình thành trên nền đất trẻ và chịu sự tác động của
các yếu tố tự nhiên nên quá trình lão hóa diễn ra nhanh. Trong những năm gần đây
tốc độ đô thị hóa tăng lên rõ rệt khiến việc xây dựng hệ thống thoát nƣớc không
theo kịp. Độ sâu của hồ giảm rõ rệt do nƣớc mƣa cuốn trôi bề mặt, việc xả thải và
san lấp, lấn chiếm không kiểm soát nổi của ngƣời dân sống xung quanh hồ. Điều
này cũng dẫn đến diện tích hồ bị thu hẹp rất nhiều so với ban đầu khiến sự gia tăng
các chất dinh dƣỡng trong hồ luôn đƣợc tích lũy mà không thể phát tán ra ngoài
bằng con đƣờng khác do hồ không có dòng chảy nhƣ sông, suối… [12].

--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 12
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, ĐHBKHN - ĐT: 0438681686 - Fax: 0438693551


Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật

Nguyễn A Lăng - Lớp 2012BKTMT

Trƣớc đây các hồ thƣờng có chức năng thoát nƣớc mƣa góp phần bổ sung và

lƣu thông nƣớc. Hiện nay nƣớc mƣa đƣợc thu gom theo hệ thống cống rãnh dẫn đến
việc thiếu nƣớc tại các hồ nội thành. Ngoài ra việc kè hồ làm cho phần lớn các hồ
thiếu đầu ra cho nguồn nƣớc.
1.1.4. Phân loại mức độ phú dưỡng
1.1.4.1. Phân loại mức độ phú dưỡng trong thủy vực theo nồng độ dinh dưỡng và
mật độ sinh vật cư trú
Thông thƣờng một hồ nƣớc tự nhiên luôn đi qua một quá trình lão hóa gọi là
hiện tƣợng phú dƣỡng. Nó bắt đầu với một hồ nƣớc xinh đẹp và kết thúc nhƣ một
mảnh đất màu mỡ. Quá trình trong tự nhiên này xảy ra rất chậm, phải mất hàng
ngàn năm cho một hồ nƣớc biến mất. Con ngƣời đã đẩy nhanh quá trình này bằng
cách thêm các chất dinh dƣỡng và xả nƣớc thải, phân bón, thêm chất tẩy rửa vào hồ.
Có ba giai đoạn của một hồ nƣớc: thiếu dưỡng (nghèo dinh dưỡng), trung dưỡng và
phú dưỡng.
- Hồ thiếu dưỡng (Oligosaprob) : là hồ trẻ, sâu và già oxy, không nhiễm bẩn, nghèo
dinh dƣỡng, có thể dùng làm nƣớc cấp sinh hoạt.
- Hồ trung dưỡng (Mesosaprob) : là hồ có tuổi trung niên do các chất dinh dƣỡng và
trầm tích đƣợc liên tục gia tăng. Ban đầu chỉ có một loạt các loài sinh vật với mật
độ cƣ trú thấp, nhƣng theo thời gian mật độ cƣ trú tăng dần. Ở giai đoạn trung
dƣỡng cao, một hồ nƣớc có thể có mùi hôi và màu sắc không mong muốn trong một
số nơi, độ đục và vi khuẩn tăng.
+ b-Mesosaprob: Hồ hơi nhiễm bẩn, DO giảm, xuất hiện vi tảo, mật độ vi khuẩn
dƣới 106/cm3, có thể dùng nuôi cá, tƣới tiêu và các hoạt động du lịch.
+ a-Mesosaprob: Hồ đã nhiễm bẩn, lƣợng DO giảm mạnh, xuất hiện axit amin và vi
tảo, mật độ vi khuẩn trên 106/cm3. xuất hiện vi khuẩn lƣu huỳnh và cá nhỏ.
- Hồ phú dưỡng (Poligosaprob): là hồ đã nhiễm bẩn nặng, DO rất thấp, chƣa nhiều
dinh dƣỡng, xuất hiện quá trình lên men và thối rữa, khí có mùi H2S, mercaptan, RSH, xuất hiện cặn lắng hữu cơ.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 13
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, ĐHBKHN - ĐT: 0438681686 - Fax: 0438693551



Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật

Nguyễn A Lăng - Lớp 2012BKTMT

1.1.4.2. Phân loại mức độ phú dưỡng theo các tiêu chuẩn đơn lẻ
Trên thế giới có rất nhiều nƣớc, nhiều tổ chức đã xây dựng các tiêu chuẩn để
phân loại mức độ phú dƣỡng. Dƣới đây sẽ liệt kê một số tiêu chuẩn phân loại phổ
đƣợc sử dụng phổ biến:
(1) Phân loại theo tiêu chuẩn OECD (1982) [16]
Dựa theo hàm lƣợng phốtpho (TP), hàm lƣợng Chlorophyll-a (Chl-a) và độ
trong của nƣớc (SD) OECD đã đƣa ra phân loại mức độ phú dƣỡng trong thủy vực
gồm 5 mức (Bảng 1.1).
Bảng 1.1: Phân loại mức độ phú dưỡng theo OECD [16]
Mức độ phú dưỡng

TP (µg/l)

Chl-a (µg/l)

SD (m)

Ultra-Oligotrophic:Cực
nghèo dinh dƣỡng (U)

<4

< 2,5

>6


Oligotrophic: nghèo dinh
dƣỡng (O)

< 10

<8

>3

Mesotrophic: trung
dƣỡng (M)

10 - 35

8 – 25

3 – 1,5

Eutrophic: phú dƣỡng
(E)

35 - 100

25 – 75

1,5 – 0,7

Hypereutrophic: siêu
phú dƣỡng (H)


>100

>75

< 0,7

- Các thông số dùng trong tiêu chuẩn phân loại OECD (1982):
+ Phốtpho là nguyên tố quan trọng trong mọi dạng hình sự sống đã biết. Phốtpho vô
cơ ở dạng Phốtphat (PO43-) đóng vai trò quan trọng trong các phân tử sinh học nhƣ
AND và ARN. Theo thuật ngữ sinh thái học, photpho thƣờng đƣợc coi là chất dinh
dƣỡng giới hạn trong nhiều môi trƣờng, tức là khả năng có sẵn của phốtpho điều
chỉnh tốc độ tăng trƣởng của nhiều sinh vật. Trong các hệ sinh thái thủy sinh, sự dƣ
thừa phốtpho gây ra hiện tƣợng phú dƣỡng [6]

--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 14
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, ĐHBKHN - ĐT: 0438681686 - Fax: 0438693551


Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật

Nguyễn A Lăng - Lớp 2012BKTMT

+ Chlorophyll-a (C55H72O5N4Mg) là sắc tố quang hợp chỉ có ở sinh vật tự dƣỡng
(autotrophic) và thực vật phù du (phytoplankton) nhƣ tảo… Lƣợng chlorophyll-a có
trong tế bào phụ thuộc vào lƣợng sinh khối. Chlorophyll là một phân tử sinh học rất
quan trọng, quyết định đến quá trình quang hợp của tảo và giải phóng oxygen từ
quá trình này trong thủy vực, do đó, Chlorophyll a đƣợc coi nhƣ yếu tố đánh giá
sinh khối của thực vật thủy sinh, đặc biệt là tảo khi đánh giá quá trình phú dƣỡng
của một thủy vực. Hàm lƣợng chlorophyll a càng cao, sinh khối thực vật càng

nhiều.
+ SD (độ trong của nƣớc): là một yếu tố để đánh giá mức độ phú dƣỡng của thủy
vực. Ngoài yếu tố để đánh giá mức độ ô nhiễm dinh dƣỡng, nó còn là yếu tố đánh
giá mức độ ánh sáng truyền đến cho phép quá trình quang hợp xảy ra. Sản xuất sơ
cấp ở hồ hoàn toàn phụ thuộc vào ánh sáng truyền qua nƣớc để cho phép quá trình
quang hợp, do đó nó liên quan mật thiết đến độ trong của nƣớc. Sự quang hợp đƣợc
thực hiện bởi sinh vật quang hợp bao gồm tảo lơ lửng trong nƣớc (thực vật phù du),
tảo bề mặt (periphyton), và thực vật thủy sinh (thực vật bậc cao). Cƣờng độ chiếu
sáng trên bề mặt hồ thay đổi theo mùa và bóng mây, đồng thời giảm dần theo độ sâu
cột nƣớc. Độ sâu tối đa mà tảo và thực vật vĩ mô có thể phát triển đƣợc xác định bởi
mức độ chiếu sáng. Các nhà khoa học ƣớc tính độ sâu này là điểm mà tại đó lƣợng
ánh sáng thấp hơn khoảng 0,5-1% lƣợng ánh sáng ở bề mặt hồ. Độ sâu này lớn
khoảng 2-3 lần khả năng hiển thị giới hạn nhƣ ƣớc tính của đĩa Secchi [9]. Thủy
vực bị ô nhiễm phú dƣỡng cũng thƣờng có độ đục cao do việc phát triển mạnh của
tảo, sự dƣ thừa các chất dinh dƣỡng và sự phân hủy của các thủy sinh vật.
- Ƣu điểm của tiêu chuẩn phân loại OECD (1982): Khoảng đánh giá rộng với 5 mức
phân loại, đánh giá đƣợc chi tiết mức độ phú dƣỡng của thủy vực
- Nhƣợc điểm: Tiêu chuẩn sử dụng yếu tố Chl-a (trong tảo) và tổng Phốtpho (bao
gồm Phốtpho hữu cơ và Phốtpho vô cơ) trong khi tảo chỉ sử dụng Phốtpho vô cơ ở
dạng PO43-.
(2) Phân loại theo tiêu chuẩn của Nurnberg (2001) [15]

--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 15
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, ĐHBKHN - ĐT: 0438681686 - Fax: 0438693551


Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật

Nguyễn A Lăng - Lớp 2012BKTMT


Tiêu chuẩn này phân loại dựa theo hàm lƣợng photpho, hàm lƣợng
Chlorophyll – a và hàm lƣợng tổng nitơ (TN) để phân loại trạng thái phú dƣỡng
theo 4 mức nhƣ sau:
Bảng 1.2. Phân loại mức độ phú dưỡng theo Nurnberg [15]
Mức độ phú dưỡng

TP (µg/l)

Chl-a (µg/l)

TN (µg/l)

Oligotrophic: nghèo dinh
dƣỡng (O)

< 10

< 3,5

< 350

Mesotrophic: trung
dƣỡng (M)

10 - 30

3,5 – 9

350 – 650


Eutrophic: phú dƣỡng
(E)

31 - 100

9,1 – 25

651 – 1200

Hypereutrophic: siêu
phú dƣỡng (H)

>100

>25

>1200

- Các yếu tố dùng trong tiêu chuẩn phân loại Nurnberg (2001): Ngoài yếu tố Chl-a,
Phốtpho, Nitơ cũng là một trong các yếu tố nhằm đánh giá tình trạng phú dƣỡng của
thủy vực. Thông thƣờng nitơ trong tự nhiên ở dạng sinh vật chƣa thể hấp thụ đƣợc
nhƣng tảo lam trong nƣớc lại có khả năng tổng hợp nito từ khí quyển. Khi thủy vực
bị phú dƣỡng khiến tảo phát triển nhanh chóng (nở hoa) trong đó có tảo lam dấn đến
hàm lƣợng nitơ tăng mạnh
- Ƣu điểm của tiêu chuẩn phân loại Nurnberg (2001): Khoảng đánh giá rộng với 4
mức phân loại, đánh giá đƣợc chi tiết mức độ phú dƣỡng của thủy vực
- Nhƣợc điểm: Cũng nhƣ tiêu chuẩn phân loại OECD (1982), tiêu chuẩn sử dụng
yếu tố Chl-a (trong tảo), tổng phốtpho (bao gồm phốtpho hữu cơ và phốtpho vô cơ),
tổng nitơ (bao gồm nitơ hữu cơ và nitơ vô cơ) trong khi tảo chỉ sử dụng phốtpho vô
cơ ở dạng PO43- và nitơ vô cơ ở dạng NH4, NO2, NO3 (tảo lam có khả năng cố định

nitơ trong không khí và chuyển hóa thành nitơ vô cơ để tiêu thụ).
(3) Phân loại theo tiêu chuẩn của Quebec(2007) [17]

--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 16
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, ĐHBKHN - ĐT: 0438681686 - Fax: 0438693551


Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật

Nguyễn A Lăng - Lớp 2012BKTMT

Giống nhƣ tiêu chuẩn của OECD, Quebec xây dựng tiêu chuẩn theo 3 thông số
là TP, Chl–a và SD và phân loại phú dƣỡng chia theo 3 mức sau:
Bảng 1.3. Phân loại mức độ phú dưỡng theo tiêu chuẩn Quebec [17]
Mức độ phú dưỡng

TP (µg/l)

Ch-a (µg/l)

SD (m)

Oligotrophic: nghèo dinh
dƣỡng (O)

< 10

<3

>12


Mesotrophic: trung
dƣỡng (M)

10 - 30

3–8

>5

Eutrophic: phú dƣỡng
(E)

30 - 100

8 – 25

>2,5

Tuy nhiên ở tiêu chuẩn Quebec ta có thể thấy rõ một số các điểm khác biệt so
với tiêu chuẩn OECD (1982) nhƣ sau:
Với thông số TP (µg/l) ở các mức độ nghèo dinh dƣỡng và trung dƣỡng là nhƣ
nhau nhƣng có sự thay đổi ở mức độ phú dƣỡng. Với mức độ phú dƣỡng, ở tiêu
chuẩn OECD 1982 có giá trị TP nằm trong khoảng 35-100 còn đối với tiêu chuẩn
Quebec là 30-100.
Với thông số Chl-a (µg/l) có sự thay đổi rõ rệt giữa các mức độ phú dƣỡng, ở
tiêu chuẩn OECD (1982) có vùng giá trị cao hơn gần gấp 3 lần so với tiêu chuẩn
Quebec.
Với thông số SD (m) có xu thế nhƣ nhau vì thông số SD có quy luật ngƣợc lại
so với thông số Chl-a, các thông số này ở tiêu chuẩn Quebec cao hơn so với tiêu

chuẩn OECD (1982).
Qua so sánh và đánh giá có thể nhận thấy tiêu chuẩn Quebec nghiêm ngặt hơn
so với tiêu chuẩn OECD. Với mức độ hồ nghèo dinh dƣỡng theo OECD đã là hồ
trung dƣỡng theo thang đánh giá của tiêu chuẩn Quebec. Lý do là hiện tƣợng phú
dƣỡng hóa xảy ra phụ thuộc vào nhiều yếu tố, ngoài yếu tố dinh dƣỡng thì đó còn là
các yếu tố môi trƣờng. Ở từng vùng khác nhau, các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình
phú dƣỡng của hồ cũng khác nhau do các điều kiện về địa hình, khí hậu, nhiệt độ,
--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 17
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, ĐHBKHN - ĐT: 0438681686 - Fax: 0438693551


Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật

Nguyễn A Lăng - Lớp 2012BKTMT

sự tập trung dân cƣ khác nhau... Do đó, các tiêu chuẩn phân loại phú dƣỡng cũng
khác nhau theo từng vùng.
Đối với tiêu chuẩn Quebec (Canada) áp dựng cho vùng khí hậu ôn đới, có
nhiệt độ trung bình cao chỉ là 9°C và nhiệt độ thấp là -1°C, sự tập trung dân cƣ thƣa
thớt, các hồ tƣơng đối tự nhiên và không bị ảnh hƣởng quá nhiều bởi tác động của
con ngƣời.
Đối với tiêu chuẩn Nurnberg (Đức) áp dụng cho vùng khí hậu lạnh nên các
tiêu chuẩn TP và Chl-a không có khác biệt nhiều so với tiêu chuẩn Quebec.
Đối với tiêu chuẩn OECD (1982) đƣợc tổ chức hợp tác và phát triển kinh tế
OECD xây dựng áp dụng chung cho các vùng trên toàn cầu, do đó các vùng phân
loại của các thông số đƣợc thể hiện chi tiết hơn với 5 mức đánh giá so với 2 tiêu
chuẩn trên.
(4) Qua việc đánh giá các tiêu chuẩn phân loại phú dưỡng thông dụng hiện nay, ta
có thể rút ra được các nhận xét sau:
Việc sử dụng phân loại chỉ dựa theo 1 thông số đơn lẻ là chƣa phù hợp khi quá

trình phú dƣỡng đƣợc quyết định bởi nhiều yếu tố bao gồm cả nhiệt độ, pH, độ sâu
của thủy vực… Các yếu tố này đều ảnh hƣởng trực tiếp đến quá trình phú dƣỡng
diễn ra ở thủy vực.
Việc sử dụng TN, TP chƣa thật sự đúng do chỉ có N, P vô cơ ở các dạng NH4,
NO2, NO3 và PO4 là ảnh hƣởng đến sự sinh trƣởng của tảo, còn N, P hữu cơ ít có
tác động. Do đó thông số đƣợc lựa chọn trong các phân loại trên đây hiện ít đƣợc áp
dụng
1.1.4.3. Phân loại mức độ phú dưỡng theo tiêu chuẩn kết hợp
Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu xây dựng các chỉ số đánh giá mức độ phú
dƣỡng mang tính tổng quát hơn, tiêu biểu trong số đó là: Carlson’s Trophic State
Index (TSI), Vollenweider Trophic Index (TRIX)

--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 18
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, ĐHBKHN - ĐT: 0438681686 - Fax: 0438693551


Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật

Nguyễn A Lăng - Lớp 2012BKTMT

TSI đƣợc Carlson cùng với cộng sự nghiên cứu xây dựng năm 1977, là phƣơng
pháp phân loại mức độ phú dƣỡng dựa trên hàm lƣợng photpho tổng, hàm lƣợng
chlorophyll-a và độ trong của nƣớc.[4]
TSI xây dựng công thức tính cho từng tham số tƣơng ứng và giá trị TSI sử
dụng trong phân loại mức độ phú dƣỡng đƣợc tính là trung bình cộng của tất cả các
giá trị TSI cho các tham số. Kết quả đánh giá mức độ phú dƣỡng theo TSI dựa trên
thang điểm từ 0 đến 100, điểm càng cao thì mức độ phú dƣỡng càng nặng.
TSI đƣợc Carlson cùng với cộng sự nghiên cứu xây dựng năm 1977, là phƣơng
pháp phân loại mức độ phú dƣỡng dựa trên hàm lƣợng photpho tổng, hàm lƣợng
chlorophyll-a và độ trong của nƣớc.[4]

Photpho là nguyên tố dinh dƣỡng quan trọng cho sự phát triển của tảo, đƣợc
coi là đại lƣợng đặc trƣng cho tiềm năng phát triển tảo trong môi trƣờng nƣớc. Còn
chlorophyll-a là đại lƣợng đặc trƣng cho sinh khối tảo. Độ trong của nƣớc đƣợc đo
bằng đĩa Sechi, độ trong càng lớn thì độ đục càng nhỏ.
TRIX đƣợc nghiên cứu phát triển bởi Vollenweider cùng cộng sự và đã đƣợc
công bố năm 1998 theo đó TRIX đƣợc xác định dựa trên hàm lƣợng chlorophyll-a,
tổng photpho, tổng nitơ, phần trăm chênh lệch giữa lƣợng oxy hòa tan đo đƣợc với
oxy bão hòa.
Cũng giống với TSI, TRIX sử dụng hai tham số quan trọng là hàm lƣợng
photpho tổng và hàm lƣợng Chlorophyll – a, ngoài ra có tính đến tổng Nitơ và độ
chênh lệch DO. Tuy nhiên, TRIX xây dựng công thức tính tổng quát bao gồm tất cả
các tham số chứ không xây dựng riêng cho từng tham số. Kết quả phân loại theo
TRIX chia theo thang điểm từ 1 đến 8, điểm càng thấp thì mức độ phú dƣỡng càng
thấp và ngƣợc lại.
1.1.5. Tác động của hiện tượng phú dưỡng tới hệ sinh thái và con người
- Tác động tới hệ sinh thái:

--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 19
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, ĐHBKHN - ĐT: 0438681686 - Fax: 0438693551


Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật

Nguyễn A Lăng - Lớp 2012BKTMT

Khi các hồ gia tăng chất dinh dƣỡng (thƣờng là hợp chất của nitơ và phốtpho),
các loài thực vật phù du (phytoplankton) hấp thu dƣỡng chất phát triển mạnh (nở
hoa) làm tăng độ đục của nƣớc sẽ hạn chế ánh nắng mặt trời chiếu vào thủy vực để
các sinh vật khác quang hợp. Khi chúng quang hợp tiêu thụ một lƣợng lớn oxy hòa
tan, dẫn đến sự thiếu hụt oxy hòa tan trong nƣớc. Một số loại vi khuẩn lam, tảo lam

độc chết sẽ sinh ra các chất có độc tính (Microcystin leucine arginine, MicrocystinRR, Microcystin-LY,…). Hiện tƣợng phú dƣỡng có thể gây ra cạnh tranh giữa các
loài trong hệ sinh thái, gây ra sự thay đổi trong thành phần loài của hệ sinh thái.
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. Không những vậy, các lớp tảo và thực vật trong
nƣớc khi chết sẽ làm tăng sự lắng đọng dƣới đáy hồ và làm giảm độ sâu của hồ [5].
Trong một số trƣờng hợp, phú dƣỡng làm tăng sinh khối tảo, cung cấp thức ăn
cho cá, sinh vật thủy sinh khác và góp phần vào sản xuất lƣơng thực
- Tác động đối với con người:
Đối với con ngƣời, nhiều vùng sử dụng nƣớc ao hồ để cung cấp cho sinh hoạt
hàng ngày. Nhƣng do nƣớc chứa nhiều thực vật trôi nổi làm cản trở việc làm sạch,
gây ảnh hƣởng trực tiếp đến nguồn cung cấp nƣớc cho ngƣời dân. Đồng thời hiện
tƣợng tảo phân hủy làm tăng mức độ ô nhiễm không khí (gây mùi khó chịu) làm các
hoạt động bơi thuyền, câu cá giảm đáng kể, ảnh hƣởng tới du lịch và giải trí.
Ngoài ra, quá trình phú dƣỡng làm thay đổi thành phần quần thể tảo trong khu
vực, làm bùng phát sự phát triển của tảo lam (hoặc vi khuẩn lam) là một loài có thể
sản sinh ra độc tố microcystin. Đây là một loại độc tố gây tổn thƣơng gan, đƣợc
tách ra đầu tiên từ loài vi khuẩn lam Microcystis aeruginosa. Độc tố từ Mycrocystin
phá vỡ các vi sợi, thoát dịch tế bào và chảy máu gan động vật. Sự tiếp xúc lâu dài
với nồng độc mycrocystin thấp trong nƣớc uống là nhân tố gây ung thƣ gan ở ngƣời
[6].
1.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình phú dƣỡng
1.2.1. Chất dinh dưỡng
--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 20
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, ĐHBKHN - ĐT: 0438681686 - Fax: 0438693551


Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật

Nguyễn A Lăng - Lớp 2012BKTMT


Đây là yếu tố quan trọng nhất, bởi lẽ nó quyết định đến sự sinh sôi, phát triển
của tảo. Bên cạnh đó, các hoạt động của con ngƣời ngày càng cung cấp cho hệ sinh
thái nƣớc ngọt hàm lƣợng lớn N, P (quá trình phú dƣỡng hóa do con ngƣời). Tuy
nhiên còn có hiện tƣợng phú dƣỡng hóa do tự nhiên – đó là trƣờng hợp các ao, hồ
nằm trên các tầng đất sản sinh P, do vậy sự hạn chế thậm chí ngừng hẳn các nguồn
cung cấp N, P do con ngƣời cũng không thể ngăn chặn quá trình phú dƣỡng.
Để phát triển tảo cần tới 12 nguyên tố đa lƣợng và 8 nguyên tố vi lƣợng. Tất cả
các nguyên tố trên đƣợc tảo hấp thu từ môi trƣờng nƣớc (còn gọi là sự đồng hóa).
Những chất cần thiết này tồn tại trong nƣớc với nồng độ rất khác nhau, biến động
liên tục và tỉ lệ giữa chúng cũng thay đổi và vì vậy tỉ lệ giữa các loài tảo trong ao hồ
cũng thay đổi theo thời gian. Nếu trong một ao hồ có đầy đủ mọi chất cần thiết trừ
một chất nào đó thì khi đƣa thêm chất còn thiếu đó vào sẽ khiến tảo phát triển
nhanh, vƣợt quá nhu cầu có thể có tác dụng gây độc. Trong phần lớn các ao hồ, nếu
so sánh hàm lƣợng các nguyên tố có mặt trong nƣớc cũng nhƣ trong tế bào của tảo
thì cho thấy tỉ lệ hàm lƣợng phốtpho trong tảo so với trong nƣớc ngọt là 7667 lần,
nitơ so với trong nƣớc ngọt là 6000 lần. Tỉ lệ càng cao tức là nguyên tố đó càng
thiếu đối với sự phát triển bình thƣờng của tảo. Những số liệu trên mặc dù có tính
đại diện nhƣng không phải bất cứ hồ ao nào cũng có những đặc trƣng đó, chúng
đƣợc xem là số liệu định hƣớng vì mỗi loài tảo cũng có những thành phần hóa học
khác nhau.
1.2.2. Đặc điểm hình thái của hồ
Hồ là một vùng nƣớc đƣợc bao quanh bởi đất liền, có nguồn gốc hình thành
khác nhau, tự nhiên hoặc nhân tạo. Hình thái hồ bao gồm yếu tố diện tích, độ sâu
và bờ hoặc kè hồ quyết định hình dạng, đặc điểm thủy vực của hồ. Chiều sâu và
đƣờng cong của đáy hồ tác động đến sự lƣu chuyển của nƣớc trong hồ và ảnh
hƣởng đến thời gian lƣu thủy lực. Thời gian lƣu thủy lực (thời gian cần thiết cho
một lƣợng nƣớc đi trong hồ qua dòng chảy của nó) là một tiêu chuẩn quan trọng để
nghiên cứu ô nhiễm hồ và tính toán động lực dinh dƣỡng, chủ yếu đƣợc xác định

--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 21

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, ĐHBKHN - ĐT: 0438681686 - Fax: 0438693551


Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật

Nguyễn A Lăng - Lớp 2012BKTMT

bởi sự tƣơng tác giữa dòng nƣớc vào hồ và hình dạng thủy vực. Chiều sâu của đáy
hồ có thể đƣợc xác định bằng cách đo siêu âm. Hồ càng sâu thì các chất dinh dƣỡng
sẽ bị lắng xuống tầng đáy, cách xa phạm vi sinh sống ở tầng mặt, do vậy hạn chế
đƣợc hiện tƣợng “tảo nở hoa”. Nếu hồ không sâu lắm, loài thực vật có rễ ở đáy bắt
đầu phát triển làm tăng quá trình tích tụ các chất rắn thúc đẩy sự phát sinh và phát
triển của tảo
Hiện tƣợng phân tầng nhiệt góp phần nhiều vào việc tạo cấu trúc hồ, là một kết
quả trực tiếp của sự sƣởi ấm từ ánh sáng mặt trời, nhiệt độ phân tầng theo chiều
thẳng đứng tƣơng tự đối với ánh sáng. Việc thâm nhập ánh sáng mặt trời và đƣợc
hấp thu vào trong nƣớc (đặc biệt là ánh sáng ở vùng hồng ngoại của quang phổ),
đƣợc chuyển thành nhiệt và nếu nó không đƣợc dùng cho các quá trình tự nhiên và
sự pha trộn thƣờng xuyên của hồ. Khối nƣớc có một phân tầng nhiệt độ thẳng đứng
đặc trƣng không phụ thuộc vào hình dạng của thủy vực. Sự phân tầng nhiệt phản
ánh sự khác biệt về tỷ trọng của nó. Lớp nƣớc lạnh hơn, đặc hơn ở phía dƣới và khu
vực thay đổi mạnh phía trên, lớp nƣớc ấm hơn, ít đặc hơn ở sát bề mặt hồ. Một hồ
sâu hơn 10m không đƣợc xáo trộn thƣờng xuyên có thể phân thành 4 tầng nƣớc với
các đặc tính nhiệt riêng biệt. Phân tầng nhiệt là đặc trƣng lớn nhất của hồ sâu. Hồ
nông không xuất hiện sự phân tầng. Sự khuấy trộn phá vỡ sự phân tầng này trong
một hồ có độ sâu lớn thƣờng do sự thay đổi nhiệt độ theo mùa [10].
1.2.3. Khả năng lưu chuyển nước
Khả năng lƣu chuyển nƣớc là một yếu tố ảnh hƣởng quan trọng đến hiện tƣợng
phú dƣỡng. Nƣớc mà lƣu chuyển càng nhanh thì sẽ kéo các chất dinh dƣỡng ra khỏi
hệ sinh thái, khiến cho các loài tảo không đủ thời gian để sử dụng các chất dinh

dƣỡng này. Những ao, hồ tù đong – ao, hồ mà không có nƣớc dẫn vào đi ra có
nguồn cung cấp nƣớc chủ yếu từ nƣớc ngầm, nƣớc chảy tràn trên mặt còn nƣớc đi
ra do ngấm qua đất hay bốc hơi nƣớc, có nguy có lớn dẫn đến hiện tƣợng phú
dƣỡng. Sự lƣu thông nƣớc trong hồ bao gồm lƣu thông do các yếu tố bên trong và
bên ngoài hồ tạo nên

--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 22
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, ĐHBKHN - ĐT: 0438681686 - Fax: 0438693551


Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật

Nguyễn A Lăng - Lớp 2012BKTMT

1.2.3.1. Sự đối lưu nội tại trong hồ
Tầng mặt (Epilimnion) của hồ là khu vực đƣợc khuấy trộn thƣờng xuyên. Sự
xáo trộn đáng chú ý này của tầng epilimnion đƣợc giải thích bởi sự thay đổi tỷ trọng
lớn do sự thay đổi nhiệt độ trong nƣớc từ ấm hơn sang lạnh. Năng lƣợng cần thiết
để khuấy trộn phụ thuộc nhiệt độ trong hồ và độ chênh lệch tỷ trọng giữa các lớp
nƣớc. Khả năng khuấy trộn mà do khác biệt tỷ trọng của nƣớc sẽ duy trì cấu trúc
phân tầng trong hồ, điều này rất quan trọng để phân bố các chất hòa tan, khí, và sinh
vật.
Mặc dù gió bão có thể khuấy động các vùng nƣớc ấm của tầng mặt
(epilimnion) và có thể chuyển động mạnh mẽ thì vẫn ít năng lƣợng đƣợc truyền qua
lớp trung gian (thermocline) đến tầng đáy lạnh và tĩnh (hypolimnion).
Các yếu tố của cấu trúc hồ có liên quan đến chuyển động của nƣớc nội tại
trong hồ liên quan đến phân tầng nhiệt nên nó cũng phụ thuộc vào các mùa trong
năm.
1.2.3.2. Sự lưu thông do các yếu tố bên ngoài
Sự lƣu thông nƣớc trong hồ không những là sự xáo trộn theo chiều thẳng đứng

và có chu kì phụ thuộc vào nhiệt độ trong năm, mà còn là sự đối lƣu nƣớc trong hồ
do các yếu tố tạo dòng bất kì từ bên ngoài hồ nhƣ gió và dòng chảy vào.
Sự đối lƣu này đƣợc biểu hiện ở hai dạng sóng và dòng, tùy thuộc vào các lực
lƣợng của trọng lực, bức xạ mặt trời, và gió, dòng vào, nhƣng nói chung chúng chứa
hầu hết năng lƣợng động học của hồ.
Sóng là sự lên và xuống của các cột nƣớc, liên quan đến một số dao động,
không có dòng chảy ngang. Một phần năng lƣợng gió đƣợc chuyển gián tiếp thông
qua sóng vỡ để dòng. Ngoài ra, gió gây ra sóng nội bộ trong tầng thermocline và
tầng đáy (hypolimnion).

--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 23
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, ĐHBKHN - ĐT: 0438681686 - Fax: 0438693551


Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật

Nguyễn A Lăng - Lớp 2012BKTMT

Sóng gồm sóng bề mặt (còn gọi là sóng lũy tiến là sóng theo hƣớng gió), sóng
mao mạch (sóng do sức căng bề mặt của nƣớc) và sóng trọng lực (sóng do lực hấp
dẫn).[9]
Dòng đƣợc tạo ra khi có dòng chảy từ ngoài vào hồ, cũng đƣợc tạo ra bởi
trọng lực, bức xạ mặt trời và gió nhƣng xảy ra chậm hơn với tạo sóng. Những con
sông gây ra dòng khi chúng chảy vào một hồ. Nƣớc sông chảy vào này có thể có tỷ
trọng khác so với nƣớc hồ. Tỷ trọng tƣơng đối của nƣớc sông và nƣớc hồ thay đổi
theo mùa và phụ thuộc vào nhiệt độ, các chất hòa tan và tải lƣợng phù sa. Các loại
dòng bao gồm [9]:
- Dòng tràn: nƣớc sông chảy trên bề mặt của hồ (nƣớc sông ít đặc).
- Dòng ngầm: nƣớc sông chảy dọc theo phía dƣới (nƣớc sông đặc hơn)
- Dòng trung gian: Nƣớc sông chảy vào tại một độ sâu trung gian (nƣớc sông

cùng mật độ nhƣ hồ nƣớc). Pha trộn cuối cùng xảy ra do khuếch tán, điều mà xảy ra
nhanh hơn cả khi dòng vào có tỷ trọng thấp hơn dòng đã có trong hồ.
- Dòng đối lưu là sự chuyển động qua sự đổi chỗ các khối nƣớc. Một ví dụ là
sự làm mát và sự chìm tất yếu của nƣớc mặt vào những đêm mùa hè.
- Dòng sức gió: Dòng bề mặt tại các hồ lớn và các cửa sông chảy ở khoảng 45
độ so với hƣớng gió chủ đạo. Sự định hƣớng này của dòng chảy là kết quả của các
lực Coriolis có nguồn gốc từ quay của trái đất.
- Dòng Langmuir: Vào một ngày lộng gió, một lớp bọt thƣờng có thể đƣợc
nhìn thấy định hƣớng theo hƣớng giống nhƣ góc gió và vuông góc với sóng. Những
dòng này đánh dấu ranh giới của hai dòng lƣu chuyển Langmuir. Luống bọt hoặc
vết loang chứa tảo và động vật phù du cũng nhƣ các chất dầu tự nhiên hoặc chất tạo
bọt từ việc chết và phân hủy của sinh vật phù du và thảm thực vật ven bờ. Lƣu
thông Langmuir là kết quả của sự tƣơng tác giữa sóng bề mặt và dòng hƣớng gió.
- Dòng do sóng: Dòng dọc bên bờ đƣợc tạo ra nhƣ những con sóng va vào bờ.
Nhƣ những con sóng cạn, chúng bị khúc xạ và tạo ra một dòng song song với bờ,

--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 24
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, ĐHBKHN - ĐT: 0438681686 - Fax: 0438693551


Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật

Nguyễn A Lăng - Lớp 2012BKTMT

uốn theo hƣớng chủ đạo của sóng đến. Dòng dọc bờ hồ kết hợp với tác động của
sóng cuốn một lƣợng lớn cát, sỏi, và trầm tích dọc bờ - một quá trình xói mòn bờ.
Dựa vào đặc điểm lƣu thông nƣớc do các yếu tố bên trong hay bên ngoài hồ ta
có thể chia các hồ thành 4 mức độ lƣu thông nƣớc, tƣơng ứng với các mức độ ảnh
hƣởng đến trạng thái dinh dƣỡng trong hồ và sự phát triển của tảo:
- Hồ tù đọng (lƣu thông rất kém): Không hề có sự trao đổi nƣớc nào trong và

ngoài hộ ngoài trừ nƣớc mƣa và nƣớc chảy tràn vào hồ. Các hồ này thƣờng nông,
hẹp, cô lập với các thủy vực khác, các tác động do gió và sóng là không đáng kể.
Các chất dinh dƣỡng dễ bị tích lũy ở hồ này, tảo có điều kiện phát triển thuận lợi.
- Hồ lƣu thông kém: là hồ tù nhƣng rộng hoặc rất sâu, không có dòng nƣớc dẫn
vào đi ra mà nguồn cung cấp nƣớc chủ yếu từ nƣớc ngầm, nƣớc chảy tràn trên mặt,
còn nƣớc đi ra do ngấm qua đất hay bốc hơi nƣớc, chuyển động trong hồ chủ yếu
do các hoạt động tự nhiên nội tại trong hồ nhƣ khuấy trộn do gió trên tầng mặt, đối
lƣu tự nhiên giữa các tầng nƣớc dọc chiều sâu của hồ.
- Hồ lƣu thông trung bình: Hồ có sự trao đổi nƣớc tƣơng đối với các thủy vực
khác tuy nhiên không thƣờng xuyên, hoặc hồ có lƣu thông với dòng ngoài nhƣng
nông, độ sâu quá thấp (dƣới 1m). Hồ Tây là đại diện của nhóm hồ này.
- Hồ lƣu thông tốt: là hồ có lƣu thông thƣờng xuyên với các dòng bên ngoài
nhƣ sông, suối, kênh rạch nhƣ một khúc của dòng chảy nhƣ các hồ thƣợng nguồn
nhận nƣớc từ trên núi cao, hoặc hồ đập chứa nƣớc đƣợc xả hàng năm hay hồ có
trạm bơm định kì. Hồ loại này rộng và sâu, khuấy trộn tốt phụ thuộc mùa trong
năm. Sự luân chuyển dinh dƣỡng nhanh hơn và đƣợc đồng đều trong khắp chiều
sâu của loại hồ này hạn chế sự phát triển của tảo.
1.2.4. Các điều kiện khí hậu
Khi môi trƣờng có các yếu tố về ánh sáng , nhiệt độ, độ ẩm thích hợp sẽ đẩy
nhanh quá trình phát triển của tảo gây ra hiện tƣợng phú dƣỡng. Các điều kiện này
ảnh hƣởng trực tiếp đến sự sinh trƣởng của tảo trong thủy vực.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 25
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, ĐHBKHN - ĐT: 0438681686 - Fax: 0438693551