Đánh giá khả năng hấp thụ hàm lượng nitơ của cây rau ngổ trong nước thải sinh hoạt (enhydrafluctuans) ở quy mô phòng thí nghiệm

LỜI CẢM ƠNĐề tài: “Đánh giá khả năng hấp thụ hàm lượng Nitơ của cây rau ngổ trong nước thải sinh hoạt Enhydrafluctuans ở quy mô phòng thí nghiệm” được hoàn thành tại Trường Đại học Tài n

LỜI CẢM ƠN

Đề tài: “Đánh giá khả năng hấp thụ hàm lượng Nitơ của cây rau ngổ trong nước thải sinh hoạt (Enhydrafluctuans) ở quy mô phòng thí nghiệm” được hoàn thành tại Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội Trong quá trình nghiên cứu, ngoài sự nỗ lực phấn đấu của bản thân, nhóm thực hiện đề tài chúng em đã nhận được sự chỉ bảo , giúp đỡ tận tình của các thầy giáo, cô giáo và bạn bè.

Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ThS.Lê Thu Thủy, Trường Đai học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã tận tình hướng dẫn chúng em thực hiện và hoàn thành đề tài này.

Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Phòng thí nghiệm – khoa Môi Trường – Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất, để chúng em nghiên cứu thực hiện các nội dung của đề tài.

Xin cảm ơn ban lãnh dạo khoa, các thầy cô giáo khoa Môi Trường, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã nhiệt tình giúp đỡ, dạy bảo chúng em trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.

Xin bày tỏ sự cảm ơn sâu sắc đến bạn bè đã có những ý kiến đóng góp cho

chúng em hoàn chỉnh đề tài.

Cuối cùng, chúng em xin cảm ơn tấm lòng của những người thân yêu trong gia đình, bố mẹ luôn động viên, cổ vũ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho chúng em trong quá trình học tập!

Hà Nội, ngày 22 tháng 5 năm 2013

Nhóm sinh viên thực hiện: Lưu Thị Huế

Nguyễn Văn An Nguyễn Đức Hải

Đỗ Thị Linh Nguyễn Anh Tuấn

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

1 Thông tin chung:

Tên đề tài: “Đánh giá khả năng hấp thụ hàm lượng Nitơ của cây rau ngổ trong nước thải sinh hoạt (Enhydrafluctuans) ở quy mô phòng thí nghiệm”

Sinh viên thực hiện:

Lưu Thị Huế

Nguyễn Văn An

Nguyễn Đức Hải

Đỗ Thị Linh

Nguyễn Anh Tuấn

Lớp: CĐ10KM2 Khoa: Môi Trường Năm thứ: 2 Số năm đào tạo: 3

Giáo viên hướng dẫn: ThS.Lê Thu Thủy

2 Mục tiêu đề tài:

- Nghiên cứu khả năng hấp thụ hàm lượng tổng Nitơ trong nước của cây rau ngổ.

- Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của mô hình trồng cây rau ngổ trong chậu thí nghiệm, thể hiện qua việc khảo sát về lượng nước tưới, nồng độ nước thải sinh họat, thời gian lưu nước.

- Nghiên cứu khả năng xử dụng nước thải sinh hoạt như một phần dinh dưỡng thông qua cách khảo sát: phát triển chiều cao, tích lũy sinh khối của cây rau ngổ.

3 Tính mới và sáng tạo:

Tìm hiểu thêm về thực vật thủy sinh có khả năng làm giảm độ phú dưỡng trong nước Có thể áp dụng trên thực tế ở những vùng nông thôn vì nó vừa mang lại hiệu quả kinh tế, vừa góp phần bảo vệ môi trường và tận dụng những vung đất hoang…

4 Kết quả nghiên cứu:

Đề tài đã đánh giá được hiện trạng môi trường nước mặt của cống nước thải lang

Do Nhân Thượng – Mê Linh – Hà Nội Đánh giá hiệu quả sử lý nước ô nhiễm từ việc trồng cây rau ngổ Đồng thời đề tài cũng đã xác định được mật độ nuôi trồng

và giai đoạn sinh trưởng của cây rau ngổ đem lại hiệu quả xử lý cao.

Kết quả nghiên cứu của đề tài như sau:

Tình trạng nước mặt ở vùng nghiên cứu đã và đang bị ô nhiễm, chỉ tiêu phân tích hàm lượng nitơ tổng vượt quá quy chuẩn cho phép đối với nước thải sinh hoạt (QCVN 14: 2008/BTNMT).

Rau ngổ là loài có hiệu quả cao trong xử lý nươc bị ô nhiễm sự có mặt của rau ngổ làm tăng hiệu quả xử lý rất lớn so với thùng đối chứng không trồng cây, hiệu quả xử lý lên tới 65,11 %

5 Đóng góp về mặt kinh tế - xã hội, giáo dục và đào tạo, an ninh, quốc phòng và khả năng áp dụng của đề tài:

Là một trong những phương pháp đơn giản, dễ làm, chi phí thấp, có thể áp dụng rộng rãi trong thực tiễn.

6 Công bố khoa học của sinh viên từ kêt squar nghiên cứu của đề tài (ghi rõ tên tạp trí nếu có) hoặc nhân xét, đánh giá của cơ sở đã áp dụng các kết quả nghiên cứu (nếu có):

Ngày 22 tháng 5 năm 2013 Sinh viên chịu trách nhiệm chính thực hiện đề tài

(ký, họ và tên)

Lưu Thị Huế

Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp kho học của sinh viên thực hiện đề tài:

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Hà Nội, ngày 22 tháng 5 năm 2013 Xác nhận của trường đại học Người hướng dẫn (ký tên và đóng dấu) (ký, họ và tên)

MỞ ĐẦU

Do hoạt động sống và sản xuất của con người cùng với mật độ dân số gia tăng nhanh chóng, các nguồn nước thải, nước mặt và cả nguồn nước ngầm ở nhiều vùng đã bị ô nhiễm đến mức báo động Trong các tác nhân gây ô nhiễm, ngoài các chất độc như thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, kim loại nặng, còn có các hợp chất hữu cơ chứa nitơ, photpho, các hợp chất này trong nước mặt, đặc biệt là trong các nguồn nước dùng để nuôi trồng thủy sản và cho sinh hoạt ở các dạng như NH4+, NO3-, PO43- có độc tính cấp và lâu dài đối với thực vật thủy sinh và con người.

Hiện nay vấn đề ô nhiễm nước đang rất được quan tâm.Trong quá trình sinh hoạt hàng ngày, con người đã làm ô nhiễm nguồn nước qua việc xả các chất thải như: túi nilon, rác thực phẩm, nước thải chăn nuôi vào ao, hồ, sông, suối, kênh, mương… Nguồn nước thải sinh hoạt có ảnh hưởng trực tiếp tới cuộc sống của con người, trong đó hàm lượng tổng nitơ có trong nước thải sinh hoạt cũng là một trong những nguyên nhân gây nên ô nhiễm nước.

Hiện nay có rất nhiều phương pháp xử lý nguồn nước ô nhiễm bằng phương pháp dùng thực vật thủy sinh Đây là một trong những hướng đi tích cực, thân thiện với môi trường.

Xuất phát từ thực tế đó, nội dung đề tài nghiên cứu khoa học của chúng em là:

“Đánh giá khả năng hấp thụ hàm lượng Nitơ của cây rau ngổ trong nước thải sinh hoạt (Enhydrafluctuans) ở quy mô phòng thí nghiệm”.

Sử dụng thủy sinh thực vật để xử lý nước thải không phải là biện pháp mới, tuy nhiên, số lượng các loài thủy sinh có thể dùng với chức năng này không nhiều.

Hy vọng với những thông tin trong đề tài nghiên cứu khoa học của chúng

em sẽ giúp mọi người hiểu rõ hơn về thực trạng ô nhiễm nitơ hiện nay trong nước thải sinh hoạt và từ đó đề ra biện pháp xử lý.

MỤC GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ VÀ KÝ HIỆU

Ký hiệu:

*Đợt 1:

M.0: Mẫu nước thải chưa xử lý

M.1: Mẫu nước thải ở thùng 1

M.2: Mẫu nước thải ở thùng 2

M.3: Mẫu nước thải ở thùng 3

M.4: Mẫu nước thải ở thùng 4

*Đợt 2:

Đ.0: Mẫu nước sau 10 ngày tưới nước thải ở thùng 1

Đ.1: Mẫu nước sau 10 ngày tưới nước thải ở thùng 2

Đ.2: Mẫu nước sau 20 ngày tưới nước thải ở thùng 1

Đ.3: Mẫu nước sau 20 ngày tưới nước thải ở thùng 2

Đ.4: Mẫu nước thải không trồng cây

QCVN: Quy chuẩn Việt Nam

TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

MỤC LỤC

Chương 1 TÔNG QUAN NGHIÊN CỨU

Sự bùng nổ dân số cùng với tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa nhanh chóng đãtạo ra một sức ép lớn tới môi trường sống ở Việt Nam, đặc biệt là với việc nguồn nướcsinh hoạt ngày càng trở nên thiếu hụt và ô nhiễm nghiêm trọng

Nước thải sinh hoạt là gì Tại sao ta cần xử lý nước thải?

Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinhhoạt công đồng như tắm giặt, vệ sinh Được thải ra từ các cơ quan, trường học, bệnhviện, nhà dân…

Nước thải sinh hoạt thường được thải ra sông, suối, ao, hồ,… dẫn đến việc gây ônhiễm nguồn nước Hậu quả chung của tình trạng ô nhiễm nước là tỉ lệ người mắc cácbệnh cấp và mạn tính liên quan đến ô nhiễm nước như viêm màng kết, tiêu chảy, ungthư… ngày càng tăng Người dân sinh sống quanh khu vực ô nhiễm ngày càng mắcnhiều loại bệnh tình nghi là do dùng nước bẩn trong mọi sinh hoạt Ngoài ra ô nhiễmnguồn nước còn gây tổn thất lớn cho các ngành sản xuất kinh doanh, các hộ nuôi trồngthủy sản

1.1 Giới thiệu một vài phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt [2]

Để xử lý cũng như cải thiện nguồn nước ô nhiễm đó đòi hỏi phải có công nghệ

kĩ thuật tiên tiến, nhân lực, cũng như tìm ra các phương pháp xử lý hiệu quả và chi phíthấp

Có rất nhiều phương pháp xử lý ô nhiễm nguồn nước thải sinh hoạt khác nhau như:

a/ Xử lý nước thải bằng phương pháp kị khí : [6]

Quy trình xử lý gồm bốn công đoạn chính, gồm: thu gom, điều hòa, xử lý kị khítrong các môđun, xử lý mùi và để lắng.Tuy nhiên, phương pháp hiếu khí chỉ xử lý đượcnước thải ở mức độ ô nhiễm thấp, chi phí vận hành cao, tạo ra nhiều bùn thải Đối vớiphương pháp xử lý kị khí thì cần nhiều thời gian, lại không chủ động về nhiệt độ môitrường nước, hàm lượng vi sinh vật, nước sau khi xử lý còn mùi hôi thối

Để khắc phục nhược điểm của công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháphiếu khí và kị khí nêu trên, từ năm 2005, các cán bộ của viện đã bắt tay nghiên cứu quytrình công nghệ xử lý nước thải ô nhiễm chất hữu cơ bằng phương pháp điền khiển tựđộng

b/ Xử lý nước thải bằng phương pháp tuần hoàn tự nhiên:

hệ thống có thể xử lý với hiệu quả cao các chất ô nhiễm hữu cơ dễ phân hủy,hợp chất nitơ, phôtpho, các hợp chất hoạt động bề mặt…

c/ Xử lý nước thải bằng bột than hoạt tính

Bột than hoạt tính và nước thải (thường là nước thải sau xử lý sinh học) đượccho vào một bể tiếp xúc, sau một thời gian nhất định bột than hoạt tính được cho lắng,hoặc lọc Do than hoạt tính rất mịn nên phải sử dụng thêm các chất trợ lắngpolyelectrolyte Bột than hoạt tính còn được cho vào bể aeroten để loại bỏ các chất hữu

cơ hòa tan trong nước thải Than hoạt tính sau khi sử dụng thường được tái sinh để xửdụng lại, phương pháp hữu hiệu để tái sinh bột than hoạt tính chưa được tìm ra, đối vớithan hoạt tính dạng hạt người ta tái sinh trong lò đốt để oxy hóa các chất 10% hạt¸hữu

cơ bám trên bề mặt của chúng, trong quá trình tái sinh 5 than bị phá hủy và phải thaythế bằng các hạt mới

d/ Xử lý nước thải bằng đất sét, rơm rạ, trấu, sơ dừa, cám gạo, enzym

+Bằng đất sét:

Từ thành phần chủ yếu là đất sét, thạc sĩ Lê Ngọc Ninh, công tác tại Trường caođẳng công nghiệp Phúc Yên, Vĩnh Phúc đã chế ra một loại nguyên liệu xử lý mùi, màuvà giảm ô nhiễm nước có tên là Kabenlis

Chất Kabenlis là hỗn hợp làm từ đất sét cao lanh với chất xúc tác lis - một hỗnhợp nước biển hay muối ăn với chất CaO được điều chế theo một tỷ lệ nhất định

Kabenlis chứa nhiều SiO2, Al2O3, MgO - là các thành phần cơ bản tạo ra nhânkeo chủ đạo, giúp hút các ion kim loại và các hợp chất lơ lửng không tan trong nước.Hợp chất này lành tính, không ảnh hưởng đến động thực vật thủy sinh Nước ô nhiễmđược xử lý qua Kabenlis sẽ trở nên trong, không mùi, giữ sự sống bình thường cho cácđộng vật dưới nước

Quy trình xử lý nước ô nhiễm bằng chất này rất đơn giản, chỉ việc hòa tan nóvào nước Giá thành Kabenlis lại rất rẻ, 1kg sản phẩm Kabenlis có giá từ 500 đến 1.000đồng

+Bằng than xỉ :

Với việc dùng than xỉ làm các vách ngăn trong bể tự hoại, hiệu suất của bể xử lýnước thải được nâng lên rõ rệt với chi phí thấp Đây là giải pháp của tiến sĩ NguyễnViệt Anh, Đại học Xây dựng Hà Nội

Nhóm nghiên cứu của tiến sĩ Việt Anh trường Đại học Xây dựng đã cải tiếnthành công các bể tự hoại truyền thống bằng việc thay đổi cấu tạo bể, thêm các váchngăn mỏng hướng dòng chảy thẳng đứng trong bể Theo quy trình này, nước thải không

đi qua bể theo chiều ngang mà chuyển động từ dưới lên trên, đi xuyên qua lớp bùn đáy

bể Các vi khuẩn kỵ khí có rất nhiều trong lớp bùn cặn đáy sẽ hấp thu, phân hủy chấthữu cơ có trong nước thải Các vách ngăn còn cho phép tăng hệ số sử dụng thể tích bể,tránh được các vùng nước chết

Ngăn lọc kỵ khí được bố trí ở cuối bể, tiếp tục lọc các chất lơ lửng và hữu cơcòn trong nước thải Nước thải đầu ra lại được xử lý bằng bãi lọc trồng các loài câythủy sinh Vì thế chất lượng nước sau xử lý luôn đạt tiêu chuẩn môi trường

+ Dùng xơ dừa :

Theo Thạc sĩ Nguyễn Ngọc Bích (Viện Nghiên cứu cao su Việt Nam), một trongnhững biện pháp nâng cao hiệu suất xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học là nângcao mật độ vi sinh vật trong hệ thống Khi xử lý nước thải bằng quá trình sinh trưởng lơlửng (không có giá thể cho sinh vật bám), thì nước thải qua xử lý đi ra ngoài, đã mangtheo một lượng đáng kể vi sinh vật

Từ kết quả trên, thạc sĩ Bích đã khẳng định khả năng và hiệu quả sử dụng xơdừa thô trong bể xử lý kỵ khí để xử lý nước thải ngành chế biến cao su Ngoài ra, có thể

áp dụng công nghệ trên trong việc xử lý các loại nước thải có chứa chất ô nhiễm hữu cơcao Xơ dừa là một vật liệu rẻ tiền và sẵn có ở nhiều vùng trong nước ta, nên đây có thểđược coi như một hướng phát triển các công nghệ xử lý nước thải đơn giản và rẻ tiền

+ Bằng vỏ lạc (đậu phộng) :

Vỏ của củ lạc, một trong phế phẩm công nghiệp thực phẩm lớn nhất, có thể được

sử dụng để tách các ion đồng có hại cho môi trường ra khoải nước thải, theo các nhànghiên cứu Thổ Nhĩ Kỳ

Các nhà khoa học kết luận rằng, cả vỏ của củ lạc, một phế phẩm rẻ tiền của côngnghiệp thực phẩm và mụn cưa của cây thông từ công nghiệp gỗ có thể dùng để làmsạch nước để làm giảm lượng đồng độc hại một cách đáng kể

+ Bằng hoa :

Đây là phát minh của nhóm sinh viên đến từ ĐHKHTN (ĐHQG Hà Nội).NgọcAnh - sinh viên năm cuối khoa Môi trường ĐHKHTN và là một thành viên trong nhómluôn bức xúc về một giải pháp xử lý vấn đề ô nhiễm cho hồ.Có lần tình cờ Ngọc Anhđọc được bài báo viết về cách trồng những loài cây thủy sinh có khả năng lọc nướcnhiễm bẩn ở Trung Quốc của GS Nguyễn Lân Dũng, ý tưởng về một giải pháp cho hồ

đã hình thành

Chắt lọc từ hàng chục giống hoa Ngọc Hà, 3 loại cây là loa kèn, thủy trúc, rongdiềng được nhóm nghiên cứu lựa chọn do có khả năng sống cao, có thể trồng thủycanh Để chuyển cây từ môi trường đất sang môi trường nước, cả nhóm phải mất rấtnhiều công sức chăm sóc cây trồng qua nhiều giai đoạn

Giúp cây có thể thích nghi trong môi trường mới, cây phải được trồng trongnước hồ qua nhiều lần pha loãng Khi những bè cây vẫn xanh tươi trong nước hồ, quatrực quan nước trong lên trông thấy Phân tích cho thấy các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước

đã giảm rõ rệt Đem bè hoa thả thí nghiệm trên hồ Tây, những gương mặt trẻ bừng lênkhi cây sống mạnh khỏe trong điều kiện nước hồ ô nhiễm nặng

Kế hoạch của nhóm là tiếp tục nghiên cứu đề tài nhằm tìm những giải pháp tốthơn, tìm thêm nhiều loài hoa đẹp hơn, phong phú hơn Các nhà nghiên cứu trẻ mongmuốn khi ra trường sẽ có điều kiện đưa đề tài ứng dụng vào thực tiễn để những cây hoakhông chỉ nở trên hồ mà còn rực rỡ ở những hồ nước ô nhiễm

+ Bằng chế phẩm sinh học :

Trung tâm Phát triển Công nghệ, Tài nguyên và Môi trường (Liên hiệp các HộiKHKT Việt Nam) vừa nghiên cứu sản xuất thành công chế phẩm sinh học xử lý nướcthải chăn nuôi Nghiên cứu đã được ứng dụng tại trang trại ông Trần Văn Thanh, thôngĐông Hưng, phường Đồng Tâm, TP.Vĩnh Yên (Vĩnh Phúc) Sau khi được xử lý bằngchế phẩm sinh học mật độ vi sinh vật gây bệnh trong nước thải chăn nuôi giảm hàngchục lần, riêng hàm lượng COD nguy hại giảm 4-5 lần; nước thải có thể xả thẳng ramôi trường xung quanh mà không gây hại đến sức khoẻ người dân Đặc biệt, chế phẩm

có giá thành rẻ 18.000đ/kg, tác dụng lâu dài (2 tháng) Thạc sỹ Trần Cẩm Phong, chủ

đề tài nghiên cứu, cho biết: Nguyên liệu sản xuất chế phẩm sinh học gồm: Cám gạo(bột ngô) 30%, tham bùn 65%, đường vàng 5%, một chút muối NaCl, muối C7H5NaO2.Trung bình 1kg chế phẩm xử lý từ 5-10m2 nước thải

Các phương pháp nêu trên đều tốn kém về kinh phí, thời gian, điều kiện diệntích cũng như đòi hỏi kỹ thuật nên cần tìm ra một phương pháp mới có khả năng xử lývùa tiết kiệm về thòi gian cũng như chi phí thấp Nghiên cứu khả năng làm sạch nướcbằng thực vật thủy sinh là một trong nhưng phươnng pháp hiệu quả nhất với chi phíthấp, dễ làm và hiệu quả xử lý cao.

1.2.Khả năng làm sạch nước của thực vật thủy sinh

Xử lý nước thải bằng thực vật thủy sinh đã và đang áp dụng tại nhiều nơi trênthế giới với ưu điểm là rẻ tiền, dễ vận hành đồng thời mức độ xử lý ô nhiễm cao Đây làcông nghệ xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên, thân thiện với môi trường, chophép đạt hiệu suất cao, chi phí thấp và ổn định, đồng thời làm tăng giá trị đa dạng sinhhọc, cải tạo cảnh quan môi trường, hệ sinh thái của địa phương Ngoài ra sinh khối thựcvật, bùn phân hủy, nước thải sau xử lý còn có giá trị kinh tế

1.3 Một số nghiên cứu về khả năng xử lý nước thải của thực vật thủy sinh:

+ Thanh lọc nước thải bằng cây rau ngổ và cây lục bình:

Một số đề tài nghiên cứu về tổng nitơ trong các loại thủy sinh như : cây raungổ,cây lục bình….Nghiên cứu mới đây của Trương Thị Nga và Võ Thị Kim Hằng(Đại học Cần Thơ) còn tìm thêm được hai loài là lục bình và rau ngổ

Kết quả cho thấy, hiệu suất xử lý nước thải của rau ngổ đối với độ đục là96,94%; Nitơ tổng là 53,60% Kết quả đặc điểm sinh học cho thấy rau ngổ có khảnăng thích nghi và phát triển tốt trong môi trường nước thải

Nghiên cứu của họ khẳng định hệ thống ao xử lý có trồng rau ngổ có thể đượcthiết kế phù hợp với mô hình chăn nuôi gia súc nuôi cá trồng cây và sau đó chủ hộ cóthể tận dụng nguồn nước xả từ hệ thống để tưới cây hoặc vệ sinh

+ Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải bằng cây dầu mè trên mô hình bãi lọc thực vật: Hiệu suất xử lý hàm lượng tổng Nitơ là 33%

+ Cỏ năng tượng (hến biển): Cỏ Năng Tượng có tên khoa học là (Scirpus

littoralis Schrab) (hay dân gian còn gọi là Hến biển theo sách phân loại của Phạm

Hoàng Hộ (Quyển III, tập 2, trang 633, NXB Mekong, 1993) Đây là cây họ Lác(Cyperaceae) mọc tự nhiên trong các đầm lầy vùng ven biển Chu kỳ phát triển của loài

cỏ này là mọc vào đầu mùa mưa, ra hoa khoảng tháng 11-12 và rụi dần vào khoảngtháng 3-4 Có khả năng chịu được độ mặn lên đến 20 phần ngàn và ngập sâu đến 0,5m.Trong hệ sinh thái ao nuôi tôm, Hến biển giúp ổn định nhiệt độ nước và làm giảm cácchất ô nhiễm do thức ăn tôm dư thừa gây ra, do đó làm tăng nồng độ khí ôxy

+ Cây ngổ dại: Với đề án "Dùng hệ thực vật - chủ yếu là cây ngổ dại làm giảm

thiểu ô nhiễm nguồn nước ở thôn La Dương", học sinh lớp 11 chuyên hóa trườngTHPT Nguyễn Huệ (Hà Tây) Triệu Tiến Chuẩn, đã đoạt giải nhất cuộc thi "Cải thiệnviệc sử dụng và bảo vệ nguồn nước" được tổ chức lần đầu tiên tại Việt Nam Tác giảsau nghiên cứu đã cho rằng: “Khi phát triển, loại cây này cần để một khoảng thuận lợinhất định để sinh sống, cho nên trồng 1/2 hoặc 1/3 diện tích mặt nước là thích hợp.Cùng với quá trình ôxy hoá tự nhiên và ôxy hoá sinh hoá, kết quả đem lại sẽ rất tốt”

Từ kết quả của đề án có thể khẳng định răng việc trồng ngổ dại để xử lý ô nhiễm ao, hồ

có thể coi là biện pháp hay để nhân rộng tại các làng quê khác vì khả năng áp dụng rấtphù hợp với điều kiện ở các vùng nông thôn đặc trưng của Việt Nam

+ Kết quả nghiên cứu của mô hình “Xử lý nước thải sinh hoạt bằng bãi lọc

ngầm trồng cây dòng chảy thẳng đứng trong điều kiện Việt Nam”, PGS TS.

Nguyễn Việt Anh, Trường Đại học Xây dựng, đã cho thấy hiệu quả cũng như khả năngứng dụng mô hình trong điều kiện thực tế ở Việt Nam

Các kết quả nghiên cứu như sau: Với mục đích tái sử dụng nước thải để tướitiêu, thì lượng chất dinh dưỡng trong nước thải đầu ra còn cao là có lợi cho cây trồng.Trong trường hợp cần xử lý nitơ ở mức độ cao hơn, có thể tăng cường quá trình nitrathóa trong bể lọc trồng cây không ngập nước, sau đó mới cho sang bể ngập nước để khửnitơ

+ Nghiên cứu khẳng định, hệ thống ao xử lý có trồng rau ngổ và lục bình có thểđược thiết kế phù hợp với mô hình chăn nuôi heo hộ gia đình hay trang trại nhỏ với quytrình khép kín: chăn nuôi gia súc – nuôi cá – trồng cây Theo đó, chủ hộ có thể tận dụngnguồn nước xả từ hệ thống để tưới cây, vệ sinh chuồng và nuôi cá

Ý tưởng thực hiện đề tài.

Khi khảo sát thực tế và qua một thời gian quan sát, dòng nước thải sinh hoạt ra rất đụcnhưng sau khi chảy qua khu vực có cây rau ngổ sống thì nước trong hơn, và bớt đụchơn so với nguồn nước thải ban đầu mà cây vẫn sống và phát triển bình thường trongkhi nước sinh hoạt thường có chứa rất nhiều hàm lượng Nitơ Vì sao lại có hiện tượngnày? Thành phần các chất thay đổi như thế nào, để làm rõ vấn đề trên, cả nhóm emquyết định nghiên cứu về đề tài: “Đánh giá khả năng hấp thụ hàm lượng Nitơ của cây

rau ngổ trong nước thải sinh hoạt (Enhydrafluctuans) ở quy mô phòng thí nghiệm”.

1.4 Giới thiệu về cây rau ngổ [6]

Tên khoa học của cây rau ngổ: (Enydra fluctuans)

Rau ngổ là loại cây thân thảo sống nổi hay sống ngập nước mà dân gian vẫn gọilà ngổ 3 lá hay ngổ thơm, chiều cao khoảng 20cm, phân cành nhiều, có đốt, thân xốp, lámọc đối (3 lá), gốc hơi rộng và ôm lấy thân, mép có răng cưa Cụm hoa dạng đầu,không cuống bao bởi hai lá bắc hình trái xoan tù, màu lục

Hoa cái và hoa lưỡng tính đều có khả năng sinh sản

Quả bế không có mào lông

Cây ra hoa từ tháng 11-12 đến tháng 4 năm sau

1.4.1 Nơi sống và ưu nhược điểm của cây rau ngổ

Loài này thường phân bố ở các quốc gia như: Ấn Độ, Nam Trung Quốc, ViệtNam Ở nước ta cây mọc hoang trong ao, hồ, mương máng và cũng được trồng làm rau

ăn sống hay nấu canh

Ưu điểm: Dễ trồng, có khả làm sạch nguồn nước thải ô nhiễm, làm cho nước trởnên trong hơn trong khi cây vẫn phát triển bình thường

Nhược điểm: vòng đời ngắn ( 35-40 ngày), lá rụng xuống hoặc cây chết có thểlàm thay đổi hàm lượng tổng nitơ trong nước

1.4.2 Thành phần hóa học

Trong rau ngổ có 92% nước, 2,1% protid, 1,2% glucid, 2,1% xeluloza, 0,8%tro, 0,29% vitamin B, 2,11% vitamin C, 2,11% carotene, có chứa nhiều tinh dầu(0,1%), ngoài ra còn có cá nhóm hợp chất coumarine và flavonoid có tác dụng khángviêm và kháng khuẩn

1.4.3 Một số ứng dụng của cây rau ngổ

Người ta thường trồng rau ngổ để lấy cành lá non để nấu canh chua, cũng có thể

ăn sống làm gia vị, cây cũng được dùng làm thuốc chữa cảm sốt, cầm máu băng huyết,thổ huyết, hạt dùng trị bệnh về gan, mật và thần kinh Lá nghiền ra đắp vào da trị phátban, mụn nhọt…

3 Viêm tấy: Rau ngổ tươi giã đắp

4 Ăn uống không tiêu, đầy bụng: Rau ngổ 16g, Nam mộc hương 15g, nước750ml, sắc còn 250ml, chia 2 lần mỗi lần uống trong ngày

Ngoài ra một tác dụng khác của cây rau ngổ là có thể hấp thụ một hàm lượng lớncác chất gây ô nhiễm có trong nước, góp phần thanh lọc nước Đây là một trong nhữngcông dụng nổi trội của cây

1.5 Nội dung nghiên cứu

- Xác định hàm lượng Nitơ có trong nước thải trước khi trồng cây rau ngổ

- Trồng cây rau ngổ và theo dõi sự phát triển của cây rau ngổ

- Xác định hàm lượng Nitơ có trong nước thải sau khi đã trồng được theo địnhkỳ

- Xác định hàm lượng Nitơ cây đã hấp thụ bằng các phương pháp phân tích địnhlượng

1.7 Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu

1.7.1.Phương pháp luận (Cách tiếp cận).

- Tìm hiểu thông tin dữ liệu thông qua tài liệu

- Làm thí nghiệm tại phòng thực hành của trường

1.7.2 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thu thập tài liệu liên quan đến đề tài như thành phần, tính chấtnước thải sinh hoạt và các phương pháp xử lí nước thải bằng thực vật

- Phương pháp nuôi cấy cây rau ngổ trên mô hình thùng thí nghiệm

- Phương pháp lấy mẫu nước, thực vật phân tích theo định kỳ

- Phương pháp phân tích kết quả và đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạtcủa cây rau ngổ

- Phương pháp quan sát, ghi hình, đo đạc những thay đổi của cây khi thích nghivới môi trường nước thải và các chỉ tiêu sinh trưởng của cây như chiều cao cây, đườngkính cây…

- Xử lý kết quả phân tích

Chương 2 THỰC NGHIỆM

2.1 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

2.1.1.Đối tượng nghiên cứu

- Thực vật sử dụng để nghiên cứu là cây rau ngổ (Enydra fluctuans)

- Hàm lượng Nitơ tổng trong nước thải

- Nước thải sinhn hoạt ở làng Do Nhân Thượng- Mê Linh- Hà Nội

- Địa điểm nghiên cứu:

+ Tại Thôn Do Nhân Thượng – Mê Linh – Hà Nội

+ Phòng Thí nghiệm Khoa Môi Trường

+ Trường ĐH Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội

2.1.2.Phương pháp nghiên cứu

- Xác định hàm lượng Nitơ tổng trong nước thải

Sử dụng phương pháp phá mẫu trong lò vi sóng bằng K2S2O8, chuyển hết cácdạng hợp chất của Nitơ ( các dạng hợp chất vô cơ và hữu cơ có chứa nitơ) thành nitrat

để dễ dàng phân tích

Phương pháp lấy mẫu, bảo quản và phân tích

+ Phương pháp lấy mẫu và bảo quản theo : TCVN 6663-1:2011 ISO 5667-1:

2006 và TCVN 5994 – 1995

+ Xử lý mẫu: bằng bộ phá mẫu COD ( do lò vi sóng bị hỏng)

2.2 Dụng cụ và hóa chất

2.2.1 Dụng cụ

- Các dụng cụ thông thường trong phòng thí nghiệm

- Thiết bị phá mẫu COD và máy trắc quang (vì lò vi sóng cảu phòng thí ngiệm bịhỏng nên đã sử dụng thiết bị phá mẫu COD trong phá mẫu nitơ tổng

2.2.2 Hóa chất

- K2S2O8/ NaOH: cân ( 5gK2S2O8 + 4g NaOH ) / 100ml H2O

- EDTA / NaOH: ( 20g NaOH + 5g EDTA) /100ml

- Dung dịch NO3- chuẩn gốc (100mg/l) được pha từ KNO3 khan cân 0,325gKNO3 pha vào 250ml HNO3

- Dung dịch NO3- làm việc (2mg/l) pha từ dung dịch chuẩn gốc

* Dung dịch kiểm tra

- Rau ngổ ba lá (đường kính thân cây trung bình: 0,5cm, chiều cao trung bình:

19 cm, cây không bị sâu bệnh, không dập nát, cây phát triển bình thường)

Đất thịt pha cát 5 kg có độ ẩm cao lấy tại làng Do Nhân Thượng Mê Linh Hà Nội

-Điều kiện thời tiết:

Trồng cây trong 3 thùng và còn 1 thùng làm mẫu trắng

Trồng cây và chăm sóc cây bằng nước sinh hoạt trong 10 ngày cho cạn mước,sau đó đổ nước thải và bắt đầu theo dõi

- Lượng nước thải: 5 lit/thùng

-Thí nghiệm được bố trí trong 4 thùng xốp theo bảng sau:

Thùng Ký hiệu Giải thích ký hiệu

1 M.0 Thùng đựng mẫu nước thải để đối chứng (không trồng cây)

2 M.1 Mẫu nước lấy sau 30 ngày tưới nước thải ở thùng 1

3 M.2 Mẫu nước lấy sau 30 ngày tưới nước thải ở thùng 2

4 M.3 Mẫu nước lấy sau 30 ngày tưới nước thải ở thùng 3

*Đợt 2: từ ngày 22/3/2013 đến ngày 28/4/2013

Trồng cây trong 3 thùng xốp bằng đất thịt pha cát ẩm (đất trồng cây như đợt 1)

Chuẩn bị:

- 3 thùng xốp với kích cỡ bằng nhau (50cm x 30cm x 30cm)

- Rau ngổ ba lá (đường kính thân cây trung bình: 0,5cm, chiều cao trung bình:

22 cm, cây không bị sâu bệnh, không dập nát, cây phát triển bình thường)

Đất thịt pha cát 5 kg có độ ẩm cao lấy tại làng Do Nhân Thượng Mê Linh Hà Nội

-Điều kiện thời tiết:

- Trời nắng đẹp, thời tiết tốt

Trồng cây trong 2 thùng và 1 thùng làm mẫu trắng

Trồng cây và chăm sóc cây bằng nước sinh hoạt trong 10 ngày cho cạn mước,sau đó đổ nước thải và bắt đầu theo dõi

- Lượng nước thải: 7 lit/thùng

-Thí nghiệm được bố trí trong 3 thùng xốp theo bảng sau: