Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NGĂN CHẶN HIỆN TƯỢNG TẢO NỞ HOA Ở HỒ XUÂN HƯƠNG, THÀNH PHỐ ĐÀ LẠT Hoàng Khánh Hòa(1), Trương Văn Hiếu(2), Nguyễn Thúy Lan Chi(3) (1) Viện Kỹ thuật Nhiệt đới Bảo vệ Môi trường, (2)Phân Viện Khí tượng Thủy văn Môi trường phía Nam, (3)Đại học Tôn Đức Thắng Hiện tượng tảo nở hoa (algal bloom) đặc biệt bùng nổ tảo độc (harmful algal bloom) xảy ngày thường xuyên hồ Xuân Hương, thành phố Đà Lạt. Tình trạng gây nên ảnh hưởng to lớn đến danh lam thắng quan trọng thành phố Đà Lạt. Hậu thiệt hại lớn đến ngành du lịch mà đến sức khỏe cộng đồng người dân thành phố khách du lịch. Đã có nhiều nỗ lực đầu tư tài lớn cho việc bảo vệ, tôn tạo hồ Xuân Hương việc cải thiện chất lượng nước hồ ổn định hệ thủy sinh hồ lại chưa ý mức chưa có hướng để giải cách triệt để lâu dài vấn đề này. Tham luận trình bày số nhận định nguyên nhân gây tảo nở hoa đề xuất giải pháp cải thiện bảo vệ chất lượng nước hồ Xuân Hương. 1. Mở đầu Hồ Xuân Hương thắng cảnh tiếng, công nhận di tích văn hóa thành phố Đà Lạt. Tuy nhiên, trình đô thị hóa, phát triển du lịch đồng thời với việc tăng cường hoạt động canh tác nông nghiệp diện tích lưu vực chật hẹp làm cho chất lượng nước hồ ngày bị xấu đi, giá trị thắng cảnh quý báu có nguy bị suy giảm. Do đặc điểm thủy văn việc tiếp nhận nhiều nguồn nước không kiểm soát nên chất lượng nước hồ ngày xấu, đặc biệt mức độ nhiễm bẩn chất dinh dưỡng cao. Hậu từ năm 1995 đến nay, đặc biệt sau tích nước lại vào cuối năm 2010 tượng tảo nở hoa xuất ngày thường xuyên hơn. Để đảm bảo kiểm soát chất lượng nước hồ Xuân Hương lâu dài ổn định cần có giải pháp tổng thể, bao gồm việc quản lý cách khoa học nguồn gây ô nhiễm lưu vực, thiết lập hệ thống quan trắc cảnh báo khả xảy ô nhiễm biện pháp phòng ngừa, ngăn chặn hay khắc phục cố ô nhiễm xảy ra. Một số nhận định nguyên nhân tảo nở hoa đề xuất giải pháp cải thiện bảo vệ chất lượng nước hồ Xuân Hương trình bày đây. 2. Nhận định nguyên nhân tảo nở hoa 2.1 Hình thái hồ Xuân Hương Thành phố Đà Lạt quy hoạch xây dựng dọc hai bờ suối Cam Ly với ý tưởng hình thành phân khu chức chuỗi hồ nhân tạo. Hồ Xuân Hương hồ chuỗi hồ đó, hình thành phần vào năm 1919 đến năm 1935 hoàn chỉnh ngày sau xây xong cầu ông Đạo loại bỏ đập cũ. Diện tích lưu vực suối Cam Ly tính đến cầu ông Đạo 26,5 km2, chiều dài suối tính đến đập km. Hồ Xuân Hương hồ chứa nhân tạo, nông (trung bình m) có dung lượng trung bình (0,72 triệu m3). Mực nước hồ điều chỉnh qua hệ thống xiphông tháo đáy. Do vùng lưu vực tự nhiên bị thay đổi mạnh mẽ đô thị hóa phát triển nông nghiệp, dòng chảy đến hồ có thay đổi bản. Các hồ chứa thượng nguồn bị bồi lắng phần nên tác dụng trữ nước để điều hòa năm giảm đáng kể. Phần lớn nước đến hồ qua sử dụng cho mục đích khác (nông nghiệp, sinh hoạt, công nghiệp). Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường 321 Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI 2.2 Mức độ phú dưỡng Xét mặt địa hình hồ Xuân Hương điểm cuối hội tụ dòng chảy lưu vực hầu hết chất bẩn rửa trôi theo dòng chảy tập trung đây. Theo kết nghiên cứu Viện Kỹ thuật Nhiệt đới Bảo vệ Môi trường năm 2004 [1] ước tính tải lượng Nitơ Phốtpho vào hồ Xuân Hương tương ứng khoảng 16,5241 g/m2/năm 1,6 -13 g/m2/năm. Theo Vollenweider [2] tải lượng cho phép tổng N tổng P tùy thuộc vào độ sâu hồ (Bảng 1). Hồ Xuân Hương có độ sâu trung bình m, chiếu theo giá trị cho phép nguy hiểm độ sâu trung bình m tải lượng phốtpho nitơ ước tính hồ Xuân Hương cao nhiều so với tải lượng nguy hiểm (N = 2,0 P = 0,13 g/m2/năm). Bảng - Tải lượng cho phép tổng P, tổng N hồ có độ sâu khác Tải lượng cho phép Tải lượng nguy hiểm (g/m /năm) (g/m2/năm) Tổng N Tổng P Tổng N Tổng P 1,0 0,07 2,0 0,13 10 1,5 0,10 3,0 0,20 50 4,0 0,25 8,0 0,50 100 6,0 0,40 12,0 0,80 [2] Nguồn: C.F. Mason, Biology of Freshwater Pollution Ghi chú: Tải lượng nguy hiểm (dẫn đến bùng nổ tảo) tính theo diện tích mặt hồ (m 2) Độ sâu trung bình (m) Ước tính có khoảng 75.000 người sống sinh hoạt vùng lưu vực (trong khoảng 45.000 dân địa phương phường 8,9, phần phường 10, 2; 30.000 sinh viên, giáo viên trường cao đẳng đại học quanh khu vực hồ). Theo Alexander J. Horne[3] trung bình mức xuất Nitơ 10,8 g/người/ngày phốtpho 2,18 g/người/ngày. Với số dân lưu vực mức xuất dinh dưỡng nêu ước tính năm có khoảng 300 Nitơ 60 phốtpho phát sinh vùng lưu vực hồ Xuân Hương. 2.3 Nguyên nhân tảo nở hoa Đối với hồ Xuân Hương, điều kiện khí hậu thuận lợi cho phát triển loài tảo. Lượng ánh sáng dồi dào, trung bình 2358 giờ/năm; nhiệt độ không khí thích hợp, trung bình năm 17,9 oC. [1]. Các điều kiện khác hồ nông (trung bình m), dòng chảy hồ không lớn, sóng nhỏ, loài thực vật nước có rễ hồ, lượng muối dinh dưỡng cao mức nguy hiểm đánh giá thuận lợi cho tảo bùng phát. Ngoài ra, hồ Xuân Hương thủy vực không ổn định, hệ thủy sinh bị xáo trộn thường xuyên nạo vét, tháo cạn nước tiếp nhận nguồn nước có độ nhiễm bẩn nặng, điều kiện dễ bùng nổ tảo. Thực tế sau hoàn thành việc nạo vét tích nước cuối năm 2010 xuất tảo nở hoa hồ Xuân Hương. Đóng van tích nước cuối tháng 12/2010 sau 02 tháng xảy tượng tảo nở hoa đến tháng 10/2011 mức độ bùng nổ tảo trầm trọng. Hiện tượng nguyên nhân sau: (i) Mức độ phú dưỡng hồ tăng cao xáo trộn lớp trầm tích trình nạo vét (ở trường hợp 2/2011) tiếp nhận nước lũ lần đầu (19/4/2011) theo theo nhiều chất bẩn rửa trôi (trường hợp 10/2011). Sau lũ hồ trở thành ao tù chứa nước bẩn; (ii) Hệ thủy sinh bị thay hoàn toàn tháo nước nạo vét bùn trước đó, lưới thức ăn thủy vực chưa kịp hình 322 Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI thành, hệ động vật sử dụng tảo làm thức ăn (cá, tôm, động vật phiêu sinh, động vật đáy) chưa kịp phát triển; (iii) Điều kiện thời tiết thuận lợi cho tảo bùng phát. Diễn biến hệ thực vật phiêu sinh qua thời kỳ hồ Xuân Hương phức tạp (Bảng 2). Tảo silic tảo lam thường loại ưu thời điểm khảo sát. Tuy nhiên loài tảo lục Chlamydomonas sp. xuất với vai trò loài ưu hai đợt khảo sát vào tháng 8, 10/2004. Bảng - Diễn biến hệ thực vật phiêu sinh qua thời kỳ hồ Xuân Hương Thời điểm khảo sát Số loài Mật độ ( tế bào/m3) (thấp - cao nhất) 11/1995 - 312.000 - 3.183.000 09/1999 - 8.707.000 - 11.458.000 03/2000 100.200.000 - 118.700.000 07/2003 1.180.000.000 16.130.000.000 83 Loài chiếm ưu Tảo silic Melosira granulata, Tảo lam Oscillatoria princeps, Oscillatoria limosa Tảo silic Melosira granulata Tảo silic Melosira granulata Tảo silic Nitzschia acicularis Tảo lam Microcystis botrys. Tảo silic Melosira granulata Tảo lục Chlamydomonas sp. Tảo lục Chlamydomonas sp. Tảo lam Anabaena spiroides 11/2004 105 5.590.000- 34.350.000 Tảo silic Synedra ulna Nguồn: Tổng hợp từ số liệu VITTEP, 10/1995-11/2004. Ghi chú: Từ 2005 đến không thực khảo sát hệ thủy sinh hồ Xuân Hương 09/2003 08/2004 10/2004 44 105 56 413.500.000 - 1.620.000.000 4.320.000 - 11.500.000 6.780.000 - 11.460.0000 Ngoài dấu hiệu gia tăng nhanh chóng mật độ phiêu sinh thực vật cấu loài ưu thay đổi. Số loài ưu giảm dần so với trước đây, loài ưu thay đổi liên tục theo thời gian. Nguyên nhân tượng hàm lượng tỷ lệ muối dinh dưỡng hồ thay đổi. 3. Đề xuất giải pháp tổng thể ngăn chặn tảo nở hoa 3.1 Một số hạn chế giải pháp đề xuất trước Hiện trạng tảo nở hoa (sự bùng nổ mật độ hai vài loài tảo ưu thế) thực chất kết phá vỡ cân hệ thủy sinh khía cạnh hóa lý sinh học mà hậu (nghiêm trọng hơn) làm biến đổi hoàn toàn hệ thủy sinh, hết đa dạng sinh học nhiễm độc nguồn nước. Việc phục hồi lại hồ khó khăn, tốn đòi hỏi thời gian dài. Giải pháp thay nước hồ sử dụng hóa chất diệt tạo đề xuất trước đây, nhiên giải pháp có nhược điểm sau:  Giải pháp thay nước hồ (cơ học hoàn toàn) Giải pháp thay nước hồ gây: Lãng phí tài nguyên nước, phá vỡ cân nước lưu vực, thay đổi đột ngột hệ thủy sinh hồ, đòi hỏi phải có thời gian để thiết lập lại hệ thủy sinh với loài thích nghi mới, đỏi hỏi thời gian lâu để tích đủ Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường 323 Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI lượng nước cần thiết. Dự án xả hồ để nạo vét năm 2010 gây tác động tiêu cực sau: - Phá hủy hoàn toàn hệ thủy sinh hồ Xuân Hương, không loại cá, tôm, động vật phiêu sinh, động vật đáy. - Phát lộ trầm tích lắng đọng hồ, có muối dinh dưỡng tích tụ nhiều năm qua, làm tăng hàm lượng chất dinh dương tích nước lại. - Tiếp nhận nguồn nước thải đô thị chưa qua xử lý. - Hậu tượng tảo nở hoa xuất sau thời gian ngắn với tần xuất tăng lên so với năm trước đấy.  Giải pháp sử dụng hóa chất diệt tảo Sử dụng hóa chất diệt tảo giải pháp bắt buộc khẩn cấp thường không mang tính bền vững lâu dài. Những nhược điểm phương pháp là: Chỉ tác dụng thời gian ngắn, không ngăn chặn lâu dài; tăng hàm lượng hóa chất sử dụng để diệt tảo nước; thay đổi hệ thủy sinh theo hướng tiêu cực (một số loài tảo có ích có vai trò đồng hóa chất dinh dưỡng bị tiêu diệt). 3.2 Đề xuất giải pháp tổng hợp  Quan điểm Phải có quán quan điểm vai trò, vị trí hồ Xuân Hương, giải pháp đề xuất phải bám sát quan điểm xác lập sau: - Hồ xuân Hương hồ cảnh quan, thắng cảnh quan trọng thành phố Đà Lạt, phải đảm bảo chất lượng nước mực nước theo yêu cầu. - Không tham gia vào nhiệm vụ điều tiết lũ, dòng chảy đô thị - Không phục vụ cho mục đích cấp nước (kể sử dụng để tưới cho sân Golf làm từ trước đến nay.)  Nhiệm vụ Để bảo vệ hồ Xuân Hương cần phải thực tốt 02 nhiệm vụ sau đây: - Ổn định mực nước hồ thời gian năm (thông qua việc cung cấp đủ lượng nước bù cho lượng tiêu hao bay hơi) đồng thời trì lưu lượng định qua xi phông để bảo đảm lượng nước tối thiểu cho thắng cảnh thác Cam Ly. - Đảm bảo chất lượng nước hồ đạt tiêu chuẩn định (không ảnh hưởng đến cảnh quan chất lượng môi trường khu vực) trì mức phù dưỡng không vượt ngưỡng có khả gây tượng tảo nở hoa.  Giải pháp quy hoạch môi trường Cần phải có kế hoạch quản lý tổng hợp hoạt động vùng lưu vực để chủ động kiểm soát chất lượng nước hồ, ngăn ngừa tình trạng bùng nổ tảo độc. Các dự án phát triển kinh tế xã hội vùng lưu vực cần phải xem xét kỹ lưỡng, tránh gia tăng hoạt động có khả sinh thêm nguồn ô nhiễm, đặc biệt nguồn ô nhiễm dinh dưỡng. Quy hoạch sử dụng đất hợp lý, đảm bảo trì tối thiểu mặt đệm tự nhiên để giữ nước lưu vực. Các dự án, hoạt động khai thác nước 324 Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI lưu vực cần phải nghiên cứu, đánh giá nghiêm túc, tránh làm cạn kiệt nguồn nước bổ cập cho hồ Xuân Hương.  Quy hoạch thủy lợi Quy hoạch thủy lợi nhằm tăng lực điều tiết/điều hòa hồ thượng nguồn. Các nội dung công tác quy hoạch thủy lợi gồm: (i) Mở rộng dung lượng chứa 02 hồ thượng nguồn gồm hồ Chiến Thắng hồ Mê Linh; (ii) Bổ sung chức điều tiết cho 03 hồ lắng trước hồ Xuân Hương.  Cải tạo hồ lắng kết hợp với xử lý nước Cải tạo hồ lắng bao gồm tăng sức chứa kết hợp với xử lý nước với nhiệm vụ sau: (i) Tham gia vào điều tiết dòng chảy mưa đô thị lưu vực; (ii) chủ động điều tiết dòng chảy ổn định cho hồ Xuân Hương; (iii) tăng không gian mở đô thị, tạo cảnh quan đẹp; (iv) giảm hàm lượng chất dinh dưỡng. Sơ đồ nguyên lý trình bàu Hình 1. Kỹ thuật xử lý đề xuất lọc nhỏ giọt (trickling filter) hồ sinh học. Phương pháp lọc nhỏ giọt có nhiều điểm phù hợp với trường hợp cụ thể hồ Xuân Hương, vận hành tốt có khả loại 90% muối nitơ [4] Tưới nhỏ giọt Điều tiết vào hồ Xuân Hương Điều tiết hai hồ Hồ Hồ Hố thu bơm Hình 1- Sơ đồ nguyên lý cải tạo hồ lắng  Biện pháp sinh học để cải tạo ổn định hệ thủy sinh lòng hồ - Thả nuôi tự nhiên nhiều loài thủy sản địa (đặc biệt loài ăn lọc, sử dụng tảo làm thực ăn) - Ổn định tầng bùn đáy, tạo điều kiện phát triển đa dạng hệ động vật đáy.  Đối với Sân golf Chưa có chứng khoa học mức độ gây ô nhiễm loại phân bón sử dụng sân golf cho hồ Xuân Hương. Việc đòi hỏi phải có nghiên cứu cụ thể nghiêm túc. Tuy nhiên cần triển khai biện pháp tích cực để ngăn ngừa tác động tiêu cực sân golf đến chất nước hồ Xuân Hương như: (i) Ngăn chặn dòng chảy tràn từ sân golf xuống hồ vào mùa mưa; (ii) Thực hành công nghệ chăm bón thân thiện môi trường; (iii) Chủ động tiết kiệm nguồn nước tưới, hạn chế lấy nước từ hồ Xuân Hương để tưới vào mùa khô.  Thiết lập hệ thống giám sát, cảnh báo chất lượng nước hồ Nguy lớn hồ Xuân Hương xuất đợt bùng nổ tảo gây ảnh hưởng trầm trọng đến cảnh quan thành phố du lịch. Do việc giám sát hồ cần tập trung vào kiểm soát phát triển loài tảo hồ. Ba tiêu thường hay quan trắc đồng thời tình trạng tảo hồ là: Độ Secchi, Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường 325 Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI Chlorophyll a tổng Phốtpho (là chất dinh dưỡng kích thích phát triển tảo). Sử dụng đồng thời 03 thông số thu thập thông tin quan trọng quan hệ điều kiện phú dưỡng phát triển tảo. 4. Kết luận Trình trạng phú dưỡng hồ Xuân Hương ngày khẩn cấp đòi hỏi phải triển khai nhanh chóng đồng giải pháp thích hợp để bảo vệ hồ. Tần xuất xuất tảo nở hoa nhiều tải lượng muối dinh dưỡng từ chất thải đô thị vào hồ lớn, hệ thủy sinh hồ thường xuyên bị xáo trộn, thay đổi, thiếu ổn định nghèo đa dạng loài. Để bảo vệ hồ cần thực nhiệm vụ tích, điều tiết hợp lý nước lưu vực kiểm soát xử lý nguồn nước vào hồ đảm bảo hàm lượng dinh dưỡng mức nguy hiểm. Xử lý nước phương pháp tưới nhỏ giọt hồ sinh vật 03 hồ lắng đề xuất giải pháp thích hợp để khử muối dinh dưỡng, ngăn ngừa tượng phú dưỡng hóa hồ Xuân Hương. Ổn định thủy vực hồ, tạo điều kiện để phát triển hệ thủy sinh hồ đa dạng loài giải pháp sinh học định chất lượng tính bền vững hồ Xuân Hương. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Alexander J. Horne; Charles R. Goldman (1994). Limnology. Mac Graw Hill, Singapore. 2. C.F. Mason (1991). Biology of Freshwater Pollution -2nd ed. Longman Scienticfic & Technical, Hong Kong. 3. EPA 832-F-00-015/September 2000. Wastewater Technology Fact Sheet Trickling Filter Nitrification. 4. Ủy ban nhân dân tỉnh Lâm Đồng (2005). Báo cáo trạng môi trường tỉnh Lâm Đồng năm 2004. PROPOSED SOLUTION TO PREVENT ALGAL BLOOMS IN XUAN HUONG LAKE, DALAT CITY Hoang Khanh Hoa(1), Truong Van Hieu(2), Nguyen Thuy Lan Chi(3) (1) Institute for Tropical Technology and Environmental Protection (VITTEP), (2) Sub-Institute of Hydrometeorololy and Environment of South Vietnam (3) Ton Đuc Thang University Algal blooms and especially harmful algal blooms are occurring more and more frequently in the Xuan Huong lake, Dalat city. This situation is causing a huge influence in the most important place of interest of the city. The consequences could be very large damage not only to tourism but also to the health of community residents and city visitors. There have been many efforts and significant financial investment for the protection and restoration of Xuan Huong lake, but improving water quality and aquatic ecosystem stability in the lake has not been paying enough attention, and so far there is no direction for a radical and long-term solution of the problem. This paper presents some conclusions about the cause of algal blooms and propose solutions to improve or/and protect water quality of the Xuan Huong lake. 326 Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường . nhân tảo nở hoa và đề xuất giải pháp cải thiện và bảo vệ chất lượng nước hồ Xuân Hương được trình bày dưới đây. 2. Nhận định về nguyên nhân tảo nở hoa 2.1 Hình thái hồ Xuân Hương Thành phố Đà. nhân hiện tượng này có thể là do hàm lượng và tỷ lệ các muối dinh dưỡng trong hồ thay đổi. 3. Đề xuất giải pháp tổng thể ngăn chặn tảo nở hoa 3.1 Một số hạn chế của các giải pháp đề xuất trước. học Tôn Đức Thắng Hiện tượng tảo nở hoa (algal bloom) và đặc biệt là sự bùng nổ tảo độc (harmful algal bloom) xảy ra ngày càng thường xuyên hơn ở hồ Xuân Hương, thành phố Đà Lạt. Tình trạng này