Đánh giá và dự báo chất lượng nước nuôi trồng thủy sản ở đầm phá Tam Giang – Cầu Hai, tỉnh Thừa Thiên Huế

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN TRƯƠNG VĂN ĐÀN ĐÁNH GIÁ VÀ DỰ BÁO CHẤT LƯỢNG NƯỚC NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Ở ĐẦM PHÁ TAM GIANG – CẦU HAI, TỈNH THỪA THIÊN HUẾ LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN MÃ NGÀNH: 9620301 CẦN THƠ, 2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN TRƯƠNG VĂN ĐÀN ĐÁNH GIÁ VÀ DỰ BÁO CHẤT LƯỢNG NƯỚC NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Ở ĐẦM PHÁ TAM GIANG – CẦU HAI, TỈNH THỪA THIÊN HUẾ LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN MÃ SỐ: 9620301 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGS. VŨ NGỌC ÚT CẦN THƠ, 2018 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án tốt nghiệp này ngoài sự nỗ lực, cố gắng của bản thân tác giả đã nhận được rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ của thầy cô giáo trong khoa Thủy sản của trường Đại học Cần Thơ và trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế. Trước hết, xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến PGS. Vũ Ngọc Út đã tận tình hướng dẫn trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận án.

Xin cám ơn chương trình VLIR-Network đã hỗ trợ kinh phí cho quá trình thực hiện luân án. Tác giả xin gởi lời cám ơn sâu sắc đến PGS. Trương Quốc Phú, TS. Trần Văn Việt, TS.

Huỳnh Trường Giang, PGS. Văn Phạm Đăng Trí đã góp ý và hướng dẫn tìm kiếm các tài liệu tham khảo bổ ích về lĩnh vực môi trường, GIS và mô hình toán để giúp tôi tìm ra những hướng đi hay trong quá trình thực hiện nghiên cứu này. Tác giả cũng xin chân thành cám ơn đến tập thể cán bộ Bộ môn Quản lý Thủy sản, Khoa Thủy sản, Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế đã tạo điều kiện tốt nhất để tôi có đầy đủ các trang thiết bị thu mẫu và phân tích mẫu cũng như sắp xếp các công việc chuyên môn phù hợp để tôi có đủ thời gian hoàn thành luận án đúng hạn. Xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ Bộ môn Thủy sinh học ứng dụng, Khoa Thủy sản, Đại học Cần Thơ đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi sinh hoạt về mặt chuyên môn trong thời gian học tập trung.

Xin gửi lời cám ơn đến Chi cục Thủy sản tỉnh Thừa Thiên Huế và UBND các xã ven đầm phá tỉnh Thừa Thiên Huế đã tạo điều kiện giúp đỡ và cung cấp tài liệu để tôi hoàn thành luận án này. Xin chân thành cảm ơn sự hỗ trợ nhiệt tình và quý báu về chuyên môn mô hình toán dự báo chất lượng nước của ThS. Nguyễn Thành Luân, Phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia về động lực học sông biển, Viện khoa học Thủy lợi Việt Nam. Tác giả xin gởi lời cám ơn chân thành đến các bạn sinh viên thuộc các lớp Quản lý Nguồn lợi Thủy sản K46, K47, K48, lớp Nuôi trồng thủy sản K47 đã không ngại khó khăn cùng tác giả tham gia các đợt thu thập mẫu và phân tích mẫu nhằm ghi nhận được các kết quả nghiên cứu một cách tốt nhất.

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cám ơn đến gia đình, bạn bè đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học nghiên cứu sinh. Mặc dù tôi có nhiều cố gắng nhưng do hạn chế về thời gian và kinh nghiệm bản thân, do đó không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô, bạn bè để đề tài của tôi được hoàn thiện hơn. Xin cám ơn! Tác giả Trương Văn Đàn TÓM TẮT Nghiên cứu được thực hiện với mục tiêu là đánh giá tổng thể về hiện trạng nuôi trồng thủy sản (NTTS) của các xã ven đầm phá Tam Giang – Cầu Hai đồng thời đánh giá và dự báo diễn biến chất lượng nước (CLN), phân vùng CLN làm cơ sở cho việc quy hoạch vùng nuôi tôm ven đầm phá hợp lý và hiệu quả.

Thông tin về hiện trạng NTTS các xã ven đầm phá Tam Giang – Cầu Hai được thực hiện thông qua việc khảo sát 90 hộ ở 9 xã ven đầm phá. CLN được đánh giá qua việc thu mẫu các thông số môi trường nước bao gồm nhiệt độ, pH, DO, độ mặn, độ kiềm, tổng chất rắn lơ lửng (TSS), tổng chất rắn hòa tan (TDS), BOD5, N-NH3, N-NO3-, P-PO43-, tổng coliform. Việc thu mẫu được thực hiện với 5 đợt/năm vào các thời điểm mùa khô (tháng 5), mùa mưa (tháng 10, 12), và giao mùa (tháng 2 và tháng 8), tại 44 điểm để đánh giá CLN theo mùa. Đối với đánh giá CLN theo ngày đêm, mẫu được thu liên tục tại 4 trạm (Tam Giang, Thuận An, Trường Hà, Tư Hiền) vào thời điểm mùa khô (tháng 5) và mùa mưa (tháng 11), trong 7 ngày liên tục/mùa, với chu kỳ 3 giờ/lần.

Việc đánh giá CLN ở đầm phá Tam Giang – Cầu Hai phục vụ cho hoạt động NTTS được thực hiện bằng cách so sánh các thông số đo đạc với các Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia và chỉ số CLN đầm phá (WQITGCH). Mô hình MIKE 21 được sử dụng để mô phỏng, dự báo CLN ở vùng đầm phá Tam Giang – Cầu Hai. Kết quả cho thấy hoạt động NTTS ven đầm phá Tam Giang – Cầu Hai diễn ra với 3 mô hình chính là nuôi ao đất, nuôi cá lồng và nuôi chắn sáo với diện tích 4.215 ha năm 2017 với các đối tượng nuôi chính là tôm sú, cua, cá dìa, cá kình. Về CLN, nhóm các thông số cơ bản đều thích hợp cho NTTS.

Các yếu tố như nhiệt độ, pH, DO, độ mặn, độ kiềm ở thời điểm ban ngày cao hơn ban đêm, mùa khô cao hơn mùa mưa. Giá trị pH ở các điểm gần bờ, gần cửa sông, gần kênh thải NTTS và sinh hoạt vào mùa mưa thì không thích hợp cho nuôi tôm. Hàm lượng DO ở đầm Hà Trung – Thủy Tú thấp hơn so với phá Tam Giang và đầm Cầu Hai. Đầm Hà Trung – Thủy Tú có độ mặn cao nhất.

Vào mùa mưa độ kiềm không thích hợp cho nuôi tôm. Độ kiềm ở đầm Hà Trung – Thủy Tú cao nhất. Hàm lượng TDS không biến động lớn theo ngày đêm nhưng ở mùa khô cao hơn mùa mưa. Nhóm các thông số hữu cơ đã vượt ngưỡng cho NTTS ngoại trừ yếu tố TSS.

Hàm lượng TSS ít biến động theo ngày đêm và theo không gian đầm phá, mùa mưa cao hơn mùa khô. BOD5 ít biến động theo quy luật ngày đêm nhưng mùa mưa cao hơn mùa khô. Hàm lượng BOD5 thấp nhất ở khu vực đầm Hà Trung – Thủy Tú. Thông số khí độc N-NH3 đã tiệm cận giới hạn.

Hàm lượng N-NH3 ban ngày cao hơn ban đêm, mùa mưa cao hơn mùa khô. Nhóm các thông số dinh dưỡng đã vượt giới hạn cho phép, ngoại trừ yếu tố N-NO3-. Hàm lượng N-NO3-, P- PO43- ban ngày thấp hơn ban đêm, mùa mưa cao hơn mùa khô. Khu vực đầm Sam Chuồn có hàm lượng N-NO3-, P-PO43- cao nhất.

Thông số vi sinh vẫn nằm trong giới hạn cho phép. Tổng coliform ban ngày cao hơn ban đêm, mùa mưa cao hơn mùa khô. Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến CLN ở đầm phá Tam Giang – Cầu Hai chia làm 2 nhóm chính. Nhóm 1 (hữu cơ, vi sinh, khí độc) bao gồm NH3, tổng coliform, BOD5, TSS, N-NO3-, P-PO43-, DO và giải thích 60,7% sự biến động CLN đầm phá.

Nhóm 2 (vật chất hòa tan, yếu tố nền) bao gồm pH, TDS, độ mặn, độ kiềm và giải thích 18,7% sự biến động CLN đầm phá. Chỉ số CLN đầm phá Tam Giang – Cầu Hai được xây dựng theo phương pháp Delphi với 10 thông số bao gồm nhiệt độ, pH, DO, độ mặn, độ kiềm, N-NO3-, P-PO43-, BOD5, N-NH3 và tổng coliform. Chỉ số CLN đầm phá Tam Giang - Cầu Hai biến động từ 44 – 79 (mùa mưa) và 52 – 84 (mùa khô). CLN đầm phá Tam Giang – Cầu Hai có xu hướng ngày càng gia tăng các chất hữu cơ, các chất dinh dưỡng theo thời gian hay nói cách khác là ngày càng bị ô nhiễm hữu cơ.

Nghiên cứu đã xây dựng được mô hình dự báo CLN đầm phá Tam Giang – Cầu Hai và đã tiến hành dự báo CLN ven các khu NTTS tập trung vào tháng 2, 5, 8 năm 2020. Kết quả dự báo cho thấy, khu vực ven các xã Phú Mỹ và Lộc Điền bị ô nhiễm hữu cơ nghiêm trọng với hàm lượng cao của các yếu tố BOD5 và P-PO43-. ABSTRACT The objectives of the study were to assess the overall status of aquaculture in the communes along the Tam Giang - Cau Hai lagoon, analyze the variation of water quality, formulate long-term water quality change, water quality zoning to support a rational and effective planning of shrimp culture along the lagoon. The status of current aquaculture activity was surveyed by investigating 90 households in 9 communes along the lagoon using prepared questionnaires.

Water quality was assessed by periodical sampling parameters including temperature, pH, DO, salinity, alkalinity, total suspended solids (TSS), total dissolved solids (TDS), BOD5, N-NH3, N-NO3-, P-PO43- and total coliform. All samples were collected in 5 periods including the dry season (May), rainy season (October and December), and transitional seasons (February and August), at 44 stations to have a time series for seasonal change comparison. For diurnal variation assessment, samples were collected continuously at four stations (Tam Giang, Thuan An, Truong Ha, Tu Hien) during 24 hours in the dry season (May) and rainy season (November) for 7 days with 3 hours intervals. Assessment of water quality in Tam Giang - Cau Hai lagoon for aquaculture activities was conducted by comparing each parameter with the National Technical Regulation and lagoon water quality index (WQITGCH).

The MIKE 21 model was applied to formulate and predict water quality in Tam Giang - Cau Hai lagoon. The results on aquaculture status showed that pond, cage and enclosed nets are the main aquaculture systems along the Tam Giang – Cau Hai lagoon with total area of 4,215 ha in 2017. Black tiger shrimp (Penaeus monodon), mud crabs (Scylla paramamosain), rabbit fish (Siganus guttatus and Siganus canaliculatus) are commonly cultured species. In terms of water quality, the basis parameters were suitable for using water in the lagoon for aquaculture.

Temperature, pH, DO, salinity, alkalinity were higher during daytime than nighttime, and higher in the dry season than in the rainy season. In the rainy season, pH values in the near-shore areas, estuaries, aquaculture sewage and domestic sewage channels were unsuitable for shrimp culture. DO content in Ha Trung - Thuy Tu lagoon was lower than that of Tam Giang and Cau Hai lagoons. Highest salinity was recorded in Ha Trung - Thuy Tu lagoon.

In the rainy season, alkalinity was not suitable for shrimp culture. Highest alkalinity was also recorded in Ha Trung – Thuy Tu lagoon. TDS content did not vary largely diurnally, but higher in the dry season than in the rainy season. The organic parameters were exceeded the threshold for aquaculture except TSS.

TSS did not fluctuate largely both diurnaly and spatially. TSS content in the rainy season was higher than that in the dry season.