Môi trường nước vào thời điểm cá chết hàng loạt tháng 11 năm 2016 ở vịnh Vân Phong – Khánh Hòa dưới góc nhìn viễn thám
TÓM TẮT
Vào những ngày cuối tháng 11 năm 2016, hiện tượng chết hàng loạt của cá Bớp nuôi đã xảy ra ở
trong vịnh Vân Phong, huyện Vạn Ninh tỉnh Khánh Hòa. Thông qua việc trích xuất các thông số
nước ven biển như hàm lượng chlorophyll-a, hàm lượng chất lơ lửng, nhiệt độ bề mặt biển từ ảnh
viễn thám có độ phân giải cao như vệ tinh Landsat-8 (Landsat-8/OLI), và MultiSpectral Instrument
Sentinel 2 (Sentinel 2 - MSI) cho phép giải thích nguyên nhân gây chết hàng loạt của cá Bớp nuôi
trong khu vực. Hàm lượng chlorophyll-a, nhiệt độ nước biển cao bất thường ở đỉnh vịnh Vân Phong
vào tháng 10 và tháng 11 năm 2016. Sự hâm nóng nước biển ở vùng nước nông, nước lưu thông
kém là các yếu tố quyết định sự tăng cao thường xuyên của nhiệt độ nước ở các khu vực này. Nhiệt
độ nước biển cao sẽ kích thích cho sự tăng trưởng và phát sinh hiện tượng nở hoa của tảo gây hại
trong điều kiện thích hợp. Tảo Ceratium fucas nở hoa phát sinh vào cuối tháng 10 năm 2016 từ chất
thải do NTTS ở Tuần Lễ trôi về phía Nam và đạt đỉnh vào tháng 11 năm 2016. Tảo Ceratium fucas
nở hoa gây “thủy triều đỏ”, làm giảm mạnh lượng oxy hòa tan trong nước. Thêm vào đó, với mật độ
dày, tảo bám vào mang cá, gây nên hiện tượng nghẽn mang, khiến cá chết do thiếu oxy. Vùng đất
bồi khu dân cư mới Vĩnh Yên hình thành từ 2011 là yếu tố tiềm tàng gây ra tảo gây hại nở hoa và ô
nhiễm vùng nước ở đỉnh vịnh Vân Phong
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tóm tắt nội dung tài liệu: Môi trường nước vào thời điểm cá chết hàng loạt tháng 11 năm 2016 ở vịnh Vân Phong – Khánh Hòa dưới góc nhìn viễn thám
ấy, sự xuất hiện tảo gây hại với mật độ cao ở tầng mặt, gồm tảo Ceratium furcas. mật độ 375.000 tế bào/mL và tảo Peridinium sp. (mật độ 1.500 tế bào/mL); và ở tầng đáy tảo Ceratium furcas có mật độ 262.000 tế bào/mL là nguyên nhân chính gây ra cá chết hàng loạt. Tảo Ceratium furcas nở hoa làm giảm mạnh lượng oxy hòa tan trong nước. Thêm vào đó, với mật độ dày, tảo bám vào mang cá, gây nên hiện tượng nghẽn mang, khiến cá chết do thiếu oxy. Kết quả phân tích mẫu nước ngày 24 tháng 11 năm 2016, cho thấy, các chỉ số môi trường như: pH, NH3, H2S, NO2-N, COD đều đạt so với quy chuẩn Quốc gia về chất lượng nước biển (đối với vùng nước nuôi trồng thủy sản, bảo tồn thủy sinh); chỉ số môi trường PO 4 (nước mặt là 0,392 mg/L) vượt so với quy chuẩn (0,2 mg/L), đồng thời hàm lượng o xy hòa tan (DO) ở tầng mặt thấp hơn quy chuẩn cho phép (< 4 mg/L). 3.2. Hiện tượng cá chết hàng loạt trong vịnh Vân Phong trong mối liên quan đến hiện tượng tảo nở hoa Kết quả xử lý tư liệu ảnh vệ tinh LC8-OLI 39TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 17 - THÁNG 9/2020 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II và SEN2-MSI trước, trong và sau khi xảy ra sự cố môi trường như vừa nêu cho thấy rõ xu thế phân bố và biến động hàm lượng chlorophyll-a, hàm lượng vật lơ lững và nhiệt độ nước biển tầng mặt ở đỉnh vịnh Vân Phong vào các thời điểm xảy ra cá chết hàng loạt. Phân bố chi tiết của hàm lượng chlorophyll-a vào các thời điểm khác nhau chỉ ra ở Hình 1. Kết quả phân tích ảnh cho thấy, vào ngày 20 tháng 10, bắt gặp một đám tảo nở hoa xuất hiện ở vụng Vĩnh Yên (hàm lượng chlorophyll-a cực đại đạt mức 45 mg/m3), và một đám tảo nở hoa khác tấp vào phía Đông Nam hòn Bịp, hòn Đước (Điệp Sơn) với hàm lượng chlorophyll-a cực đại đạt mức > 500 mg/m3. Vào ngày 27 tháng 10, xuất hiện một đám tảo nở hoa, bắt nguồn từ địa điểm Tuần Lễ với hàm lượng đầu nguồn đạt mức 20 mg/m3 và trôi về phía vụng Vĩnh Yên. Vào ngày 10 tháng 11, xuất hiện một đám tảo nở hoa mới diện phân bố rộng, cũng bắt nguồn từ Tuần Lễ, và quét ngang qua các đảo Hòn Bịp, Hòn A, Hòn Đấu, hàm lượng chlorophyll-a cực đại ở trong đám tảo nở hoa này đạt mức 350 mg/ m3. Ngoài ra, đám tảo này, cũng bám sát vào bờ Đông, quét qua vụng Vĩnh Yên và để lại dấu vết qua đám tảo nhỏ còn sót lại tấp vào mũi Đá Son. Kết quả khảo sát trong đợt khảo sát tháng 11 năm 2016 đã chỉ ra, tảo nở hoa ở đây liên quan đến loài tảo Ceratium sp. và gây ra cá chết hàng loạt ở thôn Vĩnh Yên, xã Vạn Thạnh, huyện Vạn Ninh. Sự xuất hiện với mật độ dày (chlorophyll-a > 500 mg/m3) của loài tảo này, sẽ bám vào mang cá Bớp lồng nuôi ở khu vực, gây hiện tượng nghẽn mang, ảnh hưởng đến quá trình hô hấp của cá và khiến cá chết do thiếu hụt oxy. Hình 1. Phân bố hàm lượng chlorophyll-a từ tháng 10 năm 2016 đến tháng 11 năm 2016 trích xuất từ ảnh viễn thám. 40 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 17 - THÁNG 9/2020 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II Kết quả phân tích ảnh viễn thám độ phân giải cao về phân bố hàm lượng chlorophyll-a vào ngày 20 tháng 10 năm 2016 đã chỉ ra dấu vết xuất hiện của mảng tảo nở hoa rõ rệt ở ven bờ Vĩnh Yên và cả ở Nam Hòn Bịp. Trong lúc đó ảnh xử lý vào ngày 27 tháng 10 năm 2016 đã chỉ ra rõ rệt nguồn phát sinh của tảo Ceratium sp. xuất phát từ các ao tôm ven bờ Tuần Lễ vào ngày 27 tháng 10 năm 2016. Chúng tạo ra các đám tảo nở hoa của tảo Ceratium sp. và trôi dần về phía vụng Vĩnh Yên. Đến ngày 10 tháng 11 năm 2016, các tảo này nở rộ thành mảng tảo nở hoa lớn và theo dòng nước trôi về phía Điệp Sơn, một phần của các mảng tảo này, bám theo ven bờ, đi qua vụng vĩnh Yên và để lại dấu vết qua đám tảo nhỏ còn sót lại tấp vào mũi Đá Son. Như vậy sự xuất hiện của các đám tảo nở hoa Ceratium sp. làm cho cá chết hàng loạt trong đợt tháng 10 - tháng 11 năm 2016 có nguồn gốc phát sinh từ các ao đìa nuôi tôm ở Tuần Lễ. Kết quả phân tích cũng chỉ ra, các đợt tảo nở hoa gây cá chết ở vịnh Vân Phong không kéo dài liên tục, mà có tác động thành nhiều đợt ngắn diễn ra trong hai tháng 10 - tháng 11 năm 2016. 3.3. Hiện tượng cá chết hàng loạt trong vịnh Vân Phong trong mối liên quan với các yếu tố nhiệt độ nước biển tăng cao, độ sâu nhỏ của vùng nuôi, hệ thống ao nuôi tôm ven bờ. Kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nhiệt độ nước biển tăng (Tống Phước Hoàng Sơn và ctv., 2017) ở vùng Nam Trung Bộ đã chỉ ra các năm 1998, 2010, 2016 là thời kỳ hậu El Nino, với nhiệt độ tăng cao bất thường so các năm khác. Kết quả phân tích biến động nhiệt độ nước biển tầng mặt vào các thời kỳ khác nhau trong năm 2016 (Hình 2) cũng cho thấy nhiệt độ nước biển thường xuyên tăng cao ở bờ Đông của vịnh Vân Phong (nghĩa là ở Tuần Lễ, vụng Vĩnh Yên, lạch Cổ Cò) với nhiệt độ thường xuyên tăng cao hơn 31oC. Ở vùng sát bờ Tuần Lễ, Vĩnh Yên, nhiệt độ nước tăng đột biến, có nơi nhiệt độ lên đến 34 – 35oC. 05/05/2016 07/07/2016 09/09/2016 28/10/2016 Hình 2. Biến động nhiệt độ nước biển tầng mặt (SST) vào các thời kỳ khác nhau của năm 2016 từ tư liệu ảnh Landsat 8 – OLI. 41TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 17 - THÁNG 9/2020 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II Sự hâm nóng nước biển ở vùng nước nông là yếu tố quyết định sự tăng cao thường xuyên của nhiệt độ nước ở các khu vực này. Như vậy nhiệt độ nước biển thường xuyên cao vào năm 2016, cùng với độ sâu nhỏ ở vùng nuôi Vĩnh Yên là các yếu tố kích thích cho sự phát triển của tảo nở hoa trong khu vực. 3.4. Yếu tố tiềm tàng gây tảo nở hoa và ô nhiễm biển ở vụng Vĩnh Yên của vùng đất bồi khu dân cư mới Vĩnh Yên. Các kết quả phân tích ảnh vệ tinh đều cho thấy hàm lượng chlorophyll-a, hàm lượng vật chất lơ lững thường xuyên có giá trị cực kỳ cao ở trên vùng đất này. Các phân tích hồi cố cũng cho thấy hiện tượng tảo nở hoa, và các vùng độ đục cao đã thường xuyên xảy ra ở vụng Vĩnh Yên từ các năm trước đây (Hình 3). Vào năm 2011, một phần ao nuôi tôm ở khu vực Bắc Hòn Trì được dở bỏ, và thay vào đó là vùng đất bồi cho xây dựng khu dân dân cư mới Vĩnh Yên. Vì nhiều lý do khác nhau, đến nay vùng đất mới này vẫn chưa hoàn thành và đang có dấu hiệu tạo điều kiện tiềm tàng cho sự phát triển của tảo nở hoa và cả khả năng ô nhiễm biển ở vùng biển lân cận. Hình 3. Biến động hàm lượng chlorophyll-a (trái) và hàm lượng vật lơ lững (phải) vào các thời kỳ khác nhau ở vùng ven bờ vùng Vĩnh Yên nơi xảy ra hiện tượng cá chết hàng loạt tháng 11 năm 2016. 3.5. Quan hệ của lượng mưa và khả năng tảo nở hoa ở trong vịnh Vân Phong Phân tích biến thiên của lượng mưa hàng ngày ở vịnh Vân Phong từ tháng 04 năm 2016 đến tháng 06 năm 2017 (Hình 4) từ dữ liệu của trung tâm nghiên cứu vũ trụ Mỹ - NASA đã cho ta vài gợi ý về quan hệ của lượng mưa và khả năng tảo nở hoa ở trong vịnh Vân Phong. 42 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 17 - THÁNG 9/2020 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II Đợt mưa lớn và kéo dài từ tháng 10 đến tháng 12 năm 2016 có khả năng là yếu tố “dẫn đường” đưa nguồn phát sinh gây ra tảo nở hoa của loài Ceratium từ các ao nuôi tôm ở Tuần Lễ vào vịnh Vân Phong. Sau đó theo dòng nước, các đám tảo nở hoa trôi dần xuống phía Nam và quét qua vụng Vĩnh Yên làm gây ra cá chết ở khu vực này. IV. KẾT LUẬN Hàm lượng chlorophyll-a, nhiệt độ nước biển cao bất thường ở vũng Sim, lạch Cổ Cò vào tháng 10, tháng 11 năm 2016 Sự hâm nóng nước biển ở vùng nước nông, nước lưu thông kém là yếu tố quyết định sự tăng cao thường xuyên của nhiệt độ nước ở các khu vực này. Trong lúc đó nhiệt độ nước, đến lượt nó là yếu tố kích thích cho sự tăng trưởng và phát sinh tảo gây hại nở hoa trong điều kiện thích hợp. Hiện tượng nở hoa của tảo Ceratium fucas phát sinh vào hạ tuần tháng 10 năm 2016 từ chất thải do NTTS ở Tuần Lễ trôi về phía Nam và đạt đỉnh vào tháng 11 năm 2016. Tảo Ceratium fucas nở hoa gây “thủy triều đỏ”, làm giảm mạnh lượng oxy hòa tan trong nước. Thêm vào đó, với mật độ dày, tảo bám vào mang cá, gây nên hiện tượng nghẽn mang, khiến cá chết do thiếu oxy. Đợt mưa lớn và kéo dài từ tháng 10 đến tháng 11 năm 2016 là yếu tố “dẫn đường” phát sinh tảo Ceratium furca nở hoa từ ao NTTS ở Tuần Lễ đi vào vịnh Vân phong, trôi xuống phía Nam và quét qua vũng Sim làm gây ra cá chết ở khu vực này. Vùng đất bồi khu dân cư mới Vĩnh Yên hình thành từ 2011 là yếu tố tiềm tàng gây ra tảo gây hại nở hoa và ô nhiễm biển ở vũng Sim. LỜI CẢM ƠN Các tác giả trong quá trình thực hiện bài báo khoa học này có sử dụng số liệu, tư liệu và tham khảo những kết quả KHCN có được trong khuôn khổ đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS hỗ trợ quản lý, giám sát và cảnh báo dịch bệnh trong nuôi trồng thủy sản” mã số VT-UD.07/17-20 thuộc Chương trình Khoa học và Công nghệ cấp Quốc gia về Công nghệ vũ trụ (2017-2020) do Viện Kinh tế và Quy hoạch thủy sản (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn) chủ trì thực hiện. Các tác giả xin chân thành cảm ơn đề tài đã tạo điều kiện tốt nhất để có được những kết quả nghiên cứu trên. Hình 4. Biến trình của lượng mưa vịnh Vân Phong từ tháng 4 năm 2016 đến tháng 06 năm 2017. 43TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 17 - THÁNG 9/2020 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Nguyễn Ngọc Lâm, chủ biên, 2017. Điều tra, đánh giá hiện tượng nở hoa của vi tảo và xác định nguyên nhân gây chết của đối tượng thủy sinh trong vịnh Vân Phong; đề xuất các biện pháp phòng ngừa. Báo cáo tổng kết nhiệm vụ môi trường tỉnh Khánh Hòa – Tài liệu lưu trữ Viện Hải Dương Học, năm 2017. Tài liệu tiếng Anh Allan, M.G., Hicks, B.J., Brabyn, L., 2007. Remote Sensing of Water Quality in the Rotorua Lakes; The University of Waikato: Hamilton, New Zealand. Franz, B.A., Bailey, S.W., Kuring, N., and Werdell, P.J., 2014. Ocean Color Measurements from Landsat-8 OLI using SeaDAS,” Proc. Ocean Optics 2014, Portland Maine (USA), 26-31. Dekker, A.G., Vos, R., Peters, S., 2002. Analytical algorithms for lake water TSM estimation for retrospective analyses of TM and SPOT sensor data. Int. J. Remote Sens. 15–35. FAO, 2012. The state of World Fisheries and Aquaculture 2012. FAO Fisheries and Aquaculture Department Food and Agriculture Organization of The United Nations, Rome, 2012. Gohin, F., 2011. Annual cycles of chlorophyll-a, non-algal suspended particulate matter, and turbidity observed from space and in-situ in coastal waters. Ocean Sci. 705–732. Gordon, H.R., and Wang, M., 1994. Retrieval of water-leaving radiance and aerosol optical thickness over the oceans with SeaWiFS: a preliminary algorithm, Appl. Opt. 33(3), 443– 452. Neukermans, G., Ruddick, K., Bernard, E., Ramon, D., Nechad, B., Deschamps, P. -Y., et al., 2009. Mapping total suspended matter from geostationary satellites: A feasibility study with SEVIRI in the southern North Sea. Optics Express, 17, 14029–14052. Ritchie, J.C., Zimba, P.V., Everitt, J.H., 2003. Remote sensing techniques to assess water quality. Photogramm. Eng. Remote Sens. 695– 704. Ruddick, K.G., Ovidio, F., and Rijkeboer, M., 2000. Atmospheric correction of SeaWiFS imagery for turbid coastal and inland waters, Appl. Opt. 39(6), 897–912. Tong Phuoc Hoang Son, Tran Van Chung, Nguyen Huu Huan, Ngo Manh Tien, Vu Van Tac, Nguyen Hoang Thai Khang, Nguyen Truong Thanh Hoi, Marine Herrmann, Eko Siswanto, 2017. Abnormal features of oceanographic characteristics in upwelling Vietnam waters under impact of El Niño events. Vietnam Journal of Earth Sciences, 39(3), 225-239, DOI: 10.15625/0866-7187/39/3/10268. Skokovic, D., Sobrino, J.A., Jimenez-Munoz, J.C., Soria, G., Julien, Y., Mattar, C., and Jordi Cristobal, 2014. Calibration and Validation of Land Surface Temperature for Landsat 8 – TIRS Sensor. Land product Validation and Evolution, ESA/ESRIN Frascati (Italy), pp 6-9, January 28- 30. Vanhellemont, Q., Ruddick, K., 2014. Turbid wakes associated with offshore wind turbines observed with Landsat 8. Remote Sensing of Environment 145, 105–115. Vanhellemont, Q., Ruddick, K., 2015. Advantages of high quality SWIR bands for ocean colour processing: Examples from Landsat-8. Remote Sensing of Environment 161, 89–106. Wang, M., Shi, M., 2007. The NIR-SWIR combined atmospheric correction approach for MODIS ocean color data processing. Optics Express, Volume 15, No 24. 44 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 17 - THÁNG 9/2020 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II ENVIRONMENTAL CONDITION DURING THE PERIOD OF MASS FISH MORTALITY IN NOVEMBER 2016 IN VAN PHONG BAY - KHANH HOA PROVINCE UNDER REMOTE SENSING LIGHT Tong Phuoc Hoang Son1*, Nguyen Thanh Tung2 ABSTRACT At the end of November 2016, the mass mortality of the Cobia occurred in Van Phong bay, Van Ninh district, Khanh Hoa province. Through the extraction of coastal water parameters such as chlorophyll-a content, suspended matter content, sea surface temperature from high resolution remote sensing images Landsat-8 satellite (Landsat-8 - OLI), and the MultiSpectral Instrument on board Sentinel 2 (Sentinel 2 - MSI) allows to explain the cause of the mass mortality of the caged Cobia in the area at this time. It was found that both Chlorophyll-a content, sea water temperature areabnormally high at Van Phong bay in October and November 2016. The warming of sea water in shallow areas, low water current are the decisive factors for the increase of the water temperature in this area. Then, high seawater temperatures will stimulate growth and generation of harmful algae bloom (HAB) under the appropriate conditions. The blooming of Ceratium fucas algae in Van Phong bay generated in late October 2016 because of the waste water produced by aquaculture activity in Tuan Le village, they drifted to the south and peaked in November 2016. The blooming of Ceratium fucas caused red tide and s strongly reduces the amount of oxygen in the water. In addition, high density of algae cling to the gills causing gills obstruction and fish die due to lack of oxygen. The new land in Vinh Yen settlement formed in 2011 is a potential factor to increase water turbidity, creating harmful algae bloom and water pollution in the peak of Van Phong Bay. Keywords: Chlorophyll-a, suspended matter content, sea surface temperature, LC8-OLI, SEN2- MSI, Harmful Algae Bloom, mass mortality of caged Cobia. Người phản biện: TS. Lê Hồng Phước Ngày nhận bài: 02/8/2020 Ngày thông qua phản biện: 22/8/2020 Ngày duyệt đăng: 26/8/2020 Người phản biện: PGS. TS. Võ Nam Sơn Ngày nhận bài: 04/8/2020 Ngày thông qua phản biện: 20/8/2020 Ngày duyệt đăng: 26/8/2020 1 Institute of Oceanography 2 Vietnam institute of fisheries economics and planning * Email: tongphuochoangson@gmail.com
File đính kèm:
- moi_truong_nuoc_vao_thoi_diem_ca_chet_hang_loat_thang_11_nam.pdf