Nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm dầu bằng thực vật nổi lục bình, bèo

vô cơ hoá quang hợp Các chất hữu cơ Các chất vô cơ hoà tan Sinh khối thực vật sinh khối vi sinh vật Hình 2.1 Quá trình chuyển hoá các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật và thực vật Quá trìn

Trang 1

GVHD: TH.S LÂM VĨNH SƠN SVTH: TRẦN NHẬT LINH Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀOTẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TPHCM KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Tp Hồ Chí Minh, Tháng 07/2010

MỤC LỤC

Trang 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu 2

1.4.1 Phương pháp luận 2

1.4.2 Phương pháp cụ thể 3

1.4.2.1 Tổng hợp các số liệu 3

1.4.2.2 Phương pháp chuyên gia 3

1.4.2.3 Phương pháp thực nghiệm 3

1.4.2.4 Phương pháp thống kê 3

1.4.2.5 Phương pháp phân tích hóa, lý của nước 3

1.5 Giới hạn của đề tài 3

1.6 Ý nghĩa của đề tài 4

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ THỰC VẬT THỦY SINH 2.1 Giới thiệu chung 5

2.2 Những nhóm thực vật thủy sinh 6

2.2.1 Nhóm thực vật thuỷ sinh ngập nước 7

2.2.1.1 Thứ nhất 7

2.2.1.2 Thứ hai 8

2.2.1.3 Thứ ba 8

2.2.2 Nhóm thực vật trôi nổi 8

2.2.3 Nhóm thực vật nữa ngập nước 9

2.2.4 Một số loài thực vật thuỷ sinh có khả năng xử lý nước thải 10

2.2.4.1 Lục bình 10

Trang 2.2.4.2 Bèo tấm 12

2.2.5.3 Một số loài thực vật xử lý nước thải khác 13

2.3 Quan hệ của thực vật thủy sinh và quá trình tự làmsạch của nước 18

Trang 3

2.4 Khả năng chuyển hoá làm giảm các cơ chất, các chỉ tiêu của nước

thải bởi thực vật thủy sinh 21

2.4.1 Khả năng chuyển hoá chất hữu cơ trong nước thải 21

2.5.2 Khả năng làm giảm kim loại nặng và vi lượng trong nước thải 22

2.5.3 Khả năng chuyển hoá một số chỉ tiêu quan trọng của môi trường nước 25

2.5.3.1 BOD5 25

2.5.3.2 Chất rắn 26

2.5.3.3 Chuyển hoá Nitơ 26

2.5.3.4 Chuyển hoá Photpho 27

2.5.3.5 Vi rút và vi sinh vật gây bệnh 27

2.5 Thực vật thủy sinh và hiện tượng phú dưỡng 28

2.6 Năng suất sinh khối của thực vật thuỷ sinh 29

2.7 Phương pháp ứng dụng thực vật thuỷ sinh trong xử lý nước thải 31

2.7.1 Phương pháp sử dụng bèo lục bình để xử lý nuớc thải 31

2.7.2 Sử dụng bèo hoa dâu để xử lý nước thải 33

2.7.3 Xử lý nước thải bằng thực vật nửa ngập nước 34

2.7.4 Ưu, nhược điểm trong việc sử dụng thực vật thủy sinh để làm sạch nước 35

2.7.4.1 Ưu điểm 35

2.7.4.2 Nhược điểm 36

2.8 Vấn đề sức khoẻ khi ứng dụng thực vật thuỷ sinh để xử lý nước thải 38

Trang 2.8.1 Ảnh hưởng trực tiếp đến người vận hành kỹ thuật xử lý nước thải bởi thực vật thuỷ sinh 38

2.8.2 Nước thải trong quá trình xử lý bằng thực vật thuỷ sinh có thể có chứa các chất độc từ phân hoá học và thuốc trừ sâu 39

2.8.3 Có thể có nhiều trường hợp sinh ra nhiều muỗi 39 CHƯƠNG III: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU VÀ

Trang 4

3.2 Các phương pháp xử lý 43

3.2.1 Các phương pháp xử lý nước nhiễm dầu 44

3.2.1.1 Xử lý tách dầu sơ bộ 44

3.2.1.2 Xử lý tách dầu cấp I 48

3.2.1.3 Xử lý cấp II 52

3.2.1.4 Xử lý cấp III 53

3.2.2 Một số công trình xử lý nước thải nước thải dầu 54

3.2.2.1 Xử lý nước thải lọc dầu 54

3.2.2.2 Xử lý nước dầu mỏ 58

3.2.2.3 Xử lý nước thải của kho xăng dầu 58

CHƯƠNG VI: NGUYÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU CỦA THỰC VẬT NỔI 4.1 Phương tiện thực nghiệm 61

4.1.1 Địa điểmm thí nghiệm 61

4.1.2 Thời gian thực hiện 61

Trang 4.1.3 Thiết bị và dụng cụ 61

4.1.4 Hóa chất sử dụng 61

4.2 Phương pháp thực nghiệm 61

4.2.1 Mô hình thực nghiệm 61

4.2.1.1 Hệ thống tách dầu 61

4.2.1.2 Hệ thống van 62

4.2.1.3 Hệ thống ống dẫn nước 63

4.2.1.4 Hồ chứa nước đầu vào 65

4.2.1.5 Hồ keo tụ – tạo bông 66

Trang 5

4.2.1.6 Hồ trồng thực vật 67

4.2.2 Các thông số tính toán 68

4.2.2.1 Trong hồ keo tụ 68

4.2.2.2 Tron hồ thủy sinh 70

4.2.3 Tiến trình thực nghiệm 71

4.2.4 Vận hành mô hình thực nghiệm 71

CHƯƠNG V: KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ 5.1 Kết quả phân tích nước đầu vào của hệ thống 73

5.2 Kết quả của quá trình keo tụ - tạo bông 73

5.2.1 Kết quả của thí nghiệm Jartest 73

5.2.2 Kết quả ở hồ keo tụ 75

5.3 Kết quả xử lý của thực vật nổi trong hồ thủy sinh 76

5.3.1 Hồ lục bình 76

5.3.1.1 Hiệu quả xử lý COD 77

5.3.1.2 Hiệu quả xử lý BOD5 79

5.3.1.3 Hiệu quả xử lý SS 80

5.3.2 Hồ bèo tấm 82

Trang 5.3.2.1 Hiệu quả xử lý COD 82

5.3.2.2 Hiệu quả xử lý BOD5 84

5.3.2.3 Hiệu quả xử lý SS 85

5.4 So sánh khả năng xử lý của lục bình và bèo tấm 86

CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 Kết luận 90

6.2 Kiến nghị 92

Trang 6

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BOD: Biological Oxygen Demand - Nhu cầu oxy sinh học

COD: Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học

TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

SS: Chất rắn lơ lững

TP HCM: Thành phố Hồ Chí Minh

API : American Petroleum Institute

Trang 7

CFS : Cross Flow Separator

CPI: Corrugated Plate nterception

DAF: Dissolved Air Flotation

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

2.1 Khả năng làm giảm sắt của bèo hoa dâu Lemnamior Aspirodela 22

2.2 Khả năng làm giảm đồng của bèo hoa dâu Lemnamior Aspirodela 22

2.3 Khả năng làm giảm sắt của bèo hoa dâu Azolla pinata 23

2.4 Khả năng làm giảm đồng của bèo hoa dâu Azolla pinata 23

4.1 Số liệu trong thí nghiệm xác định pH tối ưu 69

Trang 8

5.4 Kết quả phân tích đầu ra của quá trình keo tụ 75

5.5 Kết quả đo và phân tích mẫu nước đầu vào và ra của hồ lục bình 77

5.6 Hiệu quả xử lý COD trong hồ lục bình 77

5.7 Hiệu quả xử lý BOD5 trong hồ lục bình 79

5.8 Hiệu quả xử lý SS trong hồ lục bình 80

5.9 Kết quả đo và phân tích mẫu nước đầu và ra của hồ bèo tấm 82

5.10 Hiệu quả xử lý COD trong hồ bèo tấm 82

5.11 Hiệu quả xử lý BOD5 trong hồ bèo tấm 84

5.12 Hiệu quả xử lý SS trong hồ bèo tấm 85

5.13 So sánh hiệu quả xử lý của lục bình và bèi tấm 88

DANH MỤC BIỂU ĐỒ Trang 5.1 Biểu đồ biểu diễn độ màu sau khi xử lý phèn trong thí nghiệm xác định pH tối ưu 74

5.2 Biểu đồ biểu diển độ màu sai khi xử lý phèn trong thí nghiệm xác định lượng phèn tối ưu 75

5.3 Sự biến đổi hàm lượng các chỉ tiêu COD, SS, BOD5, trong quá trình keo tụ 76

Trang 9

5.4 Biểu đồ theo dõi hiệu suất xử lý COD trong hồ lục bình 78

5.5 Biểu đồ theo dõi hiệu suất xử lý BOD5 trong hồ lục bình 79

5.6 Biểu đồ theo dõi hiệu suất xử lý SS trong hồ lục bình 81

5.7 Biểu đồ theo dõi hiệu suất xử ly COD trong hồ bèo tấm 83

5.8 Biểu đồ theo dõi hiệu suất xử lý BOD5 trong hồ bèo tấm 84

5.9 Biểu đồ theo dõi hiệu suất xử lý SS trong hồ bèo tấm 85

5.10 So sánh khả năng xử lý COD của lục bình và bèo tấm 86

5.11 So sánh khả năng xử lý SS của lục bình và bèo tấm 87

5.12 So sánh khả năng xử lý BOD5 của lục bình và bèo tấm 87

5.13 So sánh khả năng xử lý của lục bình và bèo tấm 88

DANH MỤC HÌNH ẢNH Trang 2.1 Quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật và thực vật 6

2.2 Lục bình 10

2.3 Bèo tấm 12

2.4 Cỏ vetiver 14

2.5 Cây bông súng 14

2.6 Cỏ voi 15

Trang 10

2.12 Cơ chế quá trình xử lý nước trong hồ sinh vật 19

2.13 Chế độ theo chiều sâu của hồ sinh vật 20

2.14 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải bằng lục bình 32

2.15 Hệ thống SF cắt ngang 35

3.1 Sơ đồ các giai đoạn và công trình xử lý nước thải nhiễm dầu từ các kho 44

3.2 Máy hút dầu loại Multi 45

3.3 Sự hoạt động của chất phân tán 45

3.4 Sản phẩm Enretech cellusorb 47

3.5 Sử dụng Enretech cellusord để hấp thụ dầu 47

3.6 Chế phẩm sih học Enretach – 1 48

3.7 Bể lắng trọng lực API 49

3.8 Thiết bị tách chéo dòng – Cross Flow Separator 50

3.9 Thiết bị tách dầu kiểu CPI 51

3.10 Bể tuyển nổi không khí DAF 52

3.11 Nguyên lý tổ chức xử lý nước thải ở nhà máy lọc dầu 54

3.12 Sơ đồ xử lý nước thải có tuyển nổi phân nhánh nước rửa thiết bị lọc và nước loại bỏ muối Lưu lượng 1.000m3/h Nhà máy lọc dầu FINANESTE (Bỉ) 56

3.13 Sơ đồ xử lý nước thải của nhà máy lọc dầu MOBIL - OIL có tuần hoàn lại nước đã xử lý Lưu lượng 400m3/h 57

3.14 Xử lý nước dầu mỏ 58

3.15 Sơ đồ quy trình xử lý nước thải nhiễm dầu từ các kho xăng dầu ở Thành phố Hồ Chí Minh 59

Trang 11

4.1 Máng gạt dầu 62

4.2 Môtơ dùng trong hệ thống tách dầu 62

4.3 Van lấy nước ra 63

4.4 Van đưa nước đầu vào 63

4.5 Ống đưa nước đầu vào 64

4.6 Ống đưa nước vào 2 hồ thủy sinh 64

4.7 Ống phân phối hay thu nước 65

4.8 Dòng chảy của nước trong hồ chứa 65

4.9 Hồ chứa nước đầu vào 66

4.10 Vách ngăn 66

4.11 Hồ keo tụ – tạo bông 67

4.12 Hồ lục bình 67

4.13 Hồ bèo tấm 68

4.14 Mô hình thí nghiệm Jartest 68

4.15 Mô hình hệ thống xử lý 72

CHƯƠNG I: ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 Đặt vấn đề

Ở Việt Nam, dầu khí đã được phát hiện vào ngày 26/6/1986, tấn dầu đầu tiên

đã khai thác được từ mỏ dầu Bạch Hổ Tiếp theo nhiều mỏ dầu khí ở thềm lục địa phía Nam, đã đi vào khai thác như mỏ Đại Hùng, mỏ Rồng, mỏ Rạng Đông, các mỏ khí như Lan Tây Lan Đỏ…

Trang 12

nước sẽ rất có ý nghĩa, góp phần xây dựng đất nước để sau vài thập niên tới có thể sánh ngang các nước tiên tiến trong khu vực và trên thế giới

Cùng với sự phát triển của ngành chế biến dầu, một trong những vấn đề được mọi ngưới rất quan tâm hiện nay, đó là tình trạng ô nhiễm môi trường của các chất thải có nhiễm dầu Các hiện tượng tràn dầu, rò rĩ khí dầu gây nên tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng cho môi trường, như làm hủy hoại hệ sinh thái động thực vật, và gây ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của con người Vì vậy vấn đề bảo vệ môi trường khỏi các chất ô nhiễm dầu đã trở thành một trong những vấn đề được xã hội quan tâm

Với mục tiêu góp phần bảo vệ môi trường Ngoài việc tránh các hiện tượng rò

rĩ khí dầu ra bên ngoài thì việc xử lý nước thải trong nhà máy lọc dầu được đặc biệt quan tâm chú ý, đầu tư phát triển

Và để đảm bảo sức khỏe cộng đồng và trả lại cho môi trường sự trong sạch ban đầu của nó, người ta đã nghiên cứu nhiều áp dụng thành công nhiều phương pháp, trong đó phương pháp sinh học được đánh giá cao bởi các đặc tính ưu việt của

nó như: giá thành hạ, không gây ô nhiễm cho môi trường xử lý, tuy thời gian dài hơn

so với các phương pháp khoa học khác

Trong các phương pháp xử lý sinh học thì việc sử dụng thực vật thủy sinh là một phương pháp tương đối phù hợp với tình hình kinh tế hiện nay Đặc biệt là các loài thực vật bản địa như lục bình, bèo… Thực vật thủy sinh có khả năng xử lý nước thải tốt Vì những lý do đó tôi đã chọn đề tài “nghiên cứu khả năng xử lý nước nhiễm dầu của thực vật nổi: lục bình, bèo tấm”

1.2 Mục tiêu đề tài:

Trang 13

Thử nghiệm khả năng xử lý nước thải nhiễm dầu của thực vật nổi: lục bình, bèo tấm Từ đó đưa ra loại thực vật nào có hiệu suất xử lý cao hơn

1.3 Nội dung nghiên cứu:

Thu thập tài liệu có liên quan đến đối tượng nghiên cứu: nước thải nhiễm dầu, thực vật thuỷ sinh (lục bình, bèo)

Bố trí thí nghiệm nhằm khảo sát khả năng xử lý nước thải nhiễm dầu của lục bình, bèo tấm

Phân tích các thông số đầu vào và đầu ra của nước thải nhiễm dầu sau khi qua

Do đó lựa chọn một công nghệ xử lý có hiệu quả, chi phí thấp, phù hợp với tình hình kinh tế hiện nay là điều cần thiết Việc ứng dụng khả năng xử lý nước thải của thực vật nổi phần nào đáp ứng được những nhu cầu đó

1.4.2 Phương pháp cụ thể

1.4.2.1 Tổng hợp các số liệu

Xử lý, phân tích, tổng hợp các tài liệu, số liệu, thu thập theo mục tiêu đề ra

1.4.2.2 Phương pháp chuyên gia

Các ý kiến tư vấn, đóng góp xây dựng được sử dụng trong việc lựa chọn các vấn đề chính, xây dựng khung chiến lược, lựa chọn chiến lược và vạch ra chiến lược chi tiết

1.4.2.3 Phương pháp thực nghiệm

Trang 14

1.4.2.5 Phương pháp phân tích hóa, lý của nước

Phân tích các chỉ tiêu về BOD5, COD, SS, pH trong nước

1.5 Giới hạn của đề tài

Kết quả thu được từ mô hình tương đối khả quan, tuy nhiên quá trình được thực hiện còn nhiều hạn chế:

- Thời gian thực hiện gần 3 tháng từ ngày 1/04/2010 đến ngày 28/06/2010

- Số chỉ tiêu khảo sát chất lượng nước thải không nhiều (BOD5, COD, SS, pH) Do đó, phần nào ảnh hưởng đến đánh giá của thí nghiệm

- Chỉ thực hiện với 2 đối tượng lục bình và bèo tấm

- Chưa có điều kiện thực hiện mô hình thực nghiệm ở một diện tích đủ lớn

để có thể thấy rõ hơn mức độ xử lý nước thải của lục bình, bèo tấm trên thực tế

1.6 Ý nghĩa của đề tài

Thông qua nghiên cứu của đề tài để góp phần làm sáng tỏ thêm việc sử dụng thực vật nổi để xử lý nước thải Có thể coi đây là một phương pháp xử lý hài hòa giữa lợi ích kinh tế và lợi ích môi trường, mang tính kinh tế cao và phù hợp với điều kiện nước ta, đặc biệt là vùng ngoại thành đang được đô thị hóa

Hạn chế ô nhiễm nguồn nước, bảo đảm chất lượng môi trường sống của con người

Trang 15

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ THỰC VẬT THỦY

SINH

2.1 Giới thiệu chung

Các loài thực vật không chỉ tồn tại ở trên mặt đất, mà chúng còn tồn tại cả những vùng đất ngập nước

Những thực vật sống ở những vùng ngập nước được gọi là thực vật thủy sinh Các loài thủy sinh thuộc loài thảo mộc, thân mềm

Quá trình quang hợp của các loài thủy sinh hoàn toàn giống các thực vật trên cạn Các chất dinh dưỡng được hấp thụ qua rễ và qua lá

Ở lá của các loài thực vật (kể cả thực vật thủy sinh) đều có nhiều khí khổng Mỗi một cm² bề mặt lá có khoảng 100 lổ khí khổng Qua lổ khí khổng này, ngoài sự trao đổi khí còn có sự trao đổi các chất dinh dưỡng Do đó, lượng vật chất đi qua lổ khí khổng để tham gia quá trình quang hợp không nhỏ Ở rễ, các chất dinh dưỡng vô cơ được lông rễ hút và chuyển hoá lên lá để tham gia quá trình quang hợp Như vậy vật chất có trong nước sẽ được chuyển qua hệ rễ của thực vật thủy sinh và

đi lên lá Lá nhận ánh sáng mặt trời để tổng hợp thành vật chất hữu

cơ Các chất hữu cơ này cùng với các chất khác xây dựng nên tế bào

Trang 16

đổi chất

Chính vì thế, thực vật không thể tồn tại và phát triển trong môi trường chỉ chứa các chất hữu cơ mà không có mặt của vi sinh vật Quá trình vô cơ hoá bởi vi sinh vật và quá trình hấp thụ các chất vô cơ hoà tan bởi thực vật thủy sinh tạo ra hiện tượng giảm vật chất có trong nước Nếu đó là nước thải thì quá trình này được gọi là quá trình tự làm sạch sinh học

vô cơ hoá quang hợp

Các chất hữu cơ Các chất vô cơ hoà tan Sinh khối thực vật

sinh khối vi sinh vật

Hình 2.1 Quá trình chuyển hoá các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật và

thực vật

Quá trình này thường xảy ra trong thiên nhiên ở những mức độ khác nhau Tác động của con người vào quá trình trên thường rất mạnh Nếu không có sự hiểu biết sẽ làm chậm hoặc làm ngưng trệ quá trình chuyển hoá trên Nếu có sự hiểu biết, chúng ta có thể làm tăng nhanh quá trình chuyển hoá trên Việc làm tăng nhanh quá trình chuyển hoá trên ở các dạng nước thải nhờ vi sinh vật và nhờ thực vật thủy sinh là

Trang 17

phương pháp được nhiều cơ sở khoa học nghiên cứu và áp dụng rất thành công trong nhiều loại nước thải

2.2 Những nhóm thực vật thuỷ sinh

Tuy không đa dạng như thực vật phát triển trên cạn, nhưng thực vật thủy sinh cũng phát triển rất phong phú ở nhiều khu vực trên trái đất Để tồn tại được trong môi trường nước khác nhau đòi hỏi mỗi loài thực vật phải có sự tiến hóa và tính thích nghi rất cao Chính do sự tiến hóa và tính thích nghi này mà các loài thực vật thủy sinh có những đặc điểm riêng, khác với thực vật trên cạn

Cần lưu ý rằng, không phải tất cả các loài thực vật thủy sinh đều có thể sử dụng để xử lý môi trường nước Chỉ có một ít trong số thực vật thủy sinh mới có những tính chất phù hợp cho việc xử lý môi trường nước ô nhiễm

Thực vật thủy sinh được sử dụng để xử lý nước ô nhiễm được chia ra làm ba nhóm lớn

2.2.1 Nhóm thực vật thủy sinh ngập nước (submerged plant)

Những thực vật sống trong lòng nước (phát triển dưới bề mặt nước) được gọi là thủy sinh ngập nước Đặc điểm quan trọng của các loài thực vật thủy sinh ngập nước là tiến hành quang hợp hay các quá trình trao đổi chất hoàn toàn trong lòng nước

Khi thực vật thủy sinh sống hẳn trong lòng nước, có rất nhiều quá trình xảy ra không giống như thực vật sống trên cạn những quá trình đó bao gồm

2.2.1.1 Thứ nhất

Ánh sáng từ mặt trời không trực tiếp tác động vào diệp lục có

ở lá mà mà ánh sáng mặt trời đi qua một lớp nước Một phần năng lượng của ánh sáng mất đi do sự hấp thụ của các chất hữu cơ có trong nước Chính vì thế, phần lớn các thực vật thủy sinh sống ngập trong

Trang 18

nước, hay nói cách khác là chúng chỉ có thể phát triển ở vùng nước sâu Không có ánh sáng mặt trời xuyên qua thì không có thực vật pháp triển Như vậy, ánh sáng mặt trời đâm xuyên qua vào nước phụ thuộc vào 2 yếu tố:

+ Độ đục của nước;

+ Chiều sâu của nước

Ánh sáng mặt trời có tác dụng tốt nhất ở chiều sâu của nước là 50 cm trở lại Chính vì thế, chúng ta thấy phần lớn các thực vật ngập nước phát triển nhiều ở chiều sâu này (tính từ bề mặt nước)

2.2.1.2 Thứ hai

Khí CO2 trong nước không nhiều như CO2 có trong không khí Khả năng CO2 có trong nước thường những nguồn sau:

- Từ quá trình hô hấp của vi sinh vật

- Từ quá trình phản ứng hóa học

- Từ quá trình hòa tan của không khí

Các quá trình hô hấp thải CO2 thường xảy ra trong điều kiện thiếu oxy Các phản ứng hóa học chỉ xảy ra trong môi trường nước chứa nhiều cacbonat Khả năng hòa tan CO2 từ không khí rất hạn chế Chúng chỉ xảy ra ở bề mặt nước và khả năng này thường giới hạn ở độ dày của nước khoảng 20 cm kể từ bề mặt nước Chính vì những hạn chế này mà các loài thực vật thủy sinh thường phải thích nghi hết sức mạnh với môi trường thiếu CO2

Trang 19

từ không khí sẽ tăng lên

Những thực vật ngập nước tồn tại hai dạng Một dạng thực vật có rễ bám vào đất, hút chất dinh dưỡng trong đất, thân và lá ngập trong nước, một dạng thân và lá lơ lững trong lòng nước

2.2.2 Nhóm thực vật trôi nổi (floating plants)

Thực vật trôi nổi phát triển rất nhiều ở các nước nằm trong vùng nhiệt đới Các loài thực vật này phát triển trên bề mặt nước, bao gồm hai phần, phần lá và thân mềm nổi trên bề mặt nước Đây là phần nhận ánh sáng mặt trời trực tiếp Phần dưới nước là rễ, rễ các loài thực vật này là rễ chùm Chúng phát triển trong lòng môi trường nước, nhận các chất dinh dưỡng trong nước và chuyển lên lá, thực hiện các quá trình quang hợp Các loài thực vật trôi nổi phát triển và sinh sản rất mạnh, nhiều khi chúng gây ra những vấn nạn sinh khối

Nhóm thực vật này bao gồm ba loài sau: lục bình (water hyacinth), bèo tấm (duck week), rau diếp nước (water lettuce) Những loài thực vật

này nổi trên mặt nước và chúng thường chuyển động trên mặt nước theo gió thổi, sóng nước hay theo dòng nước chảy của nước Ở những khu vực nước không chuyển động , các loài thực vật này sẽ bị dồn về một phía theo chiều gió

Khi thực vật chuyển động sẽ kéo theo rễ của chúng quét trong lòng nước, các chất dinh dưỡng sẽ thường xuyên tiếp xúc với rễ và được hấp thụ qua rễ.Mặt khác, rễ của các loài thực vật này như những giá thể rất tuyệt vời để vi sinh vật bám vào đó, phân hủy hay tiến hành quá trình vô cơ hóa các chất hữu cơ có trong nước thải So với

Trang 20

chúng làm tắc nghẽn dòng chảy và gây ra hiện tượng ùn tắc lưu thông

2.2.3 Thực vật nửa ngập nước (emergent plant)

Đây là loài thực vật có rễ bám vào đất và một phần thân ngập trong nước Một phần thân và toàn bộ lá của chúng lại nhô hẳn trên bề mặt nước Phần rễ bám vào trong đất ngập trong nước, nhận các chất dinh dưỡng có trong đất, chuyển chúng lên lá trên mặt nước để tiến hành quá trình quang hợp Thuộc các nhóm này là các loài cỏ nước và các loài lúa nước Việc làm sạch môi trường nước đối với các loài thực vật này chủ yếu ở phần lắng ở đáy lưu vực nước Những vật chất lơ lững thường ít hoặc không được chuyển hóa Các

loài thân cỏ thuộc nhóm này bao gồm: cỏ đuôi mèo (cattails), sậy (reed), cỏ lỏi bấc (bulrush)

Các loại thực vật thủy sinh trong quá trình phát triển phụ thuộc vào các điều kiện môi trường nước như sau:

- Nhiệt độ

- Ánh sáng

- Chất dinh dưỡng và cơ chất có trong nước

- pH của nước

- Các chất khí hòa tan trong nước

- Độ mặn (hàm lượng muối) có trong nước

- Các chất độc hại có trong nước

- Dòng chảy của nước

Trang 21

- Sinh thái của nước

2.2.4 Một số loài thực vật thủy sinh có khả năng xử lý nước thải

2.2.4.1 Lục bình

(Nguồn: Bách khoa toàn thư mở Wikipedia) a.Tên

Tên tiếng việt: Lục bình, bèo tây hay bèo Nhật Bản

Tên khoa học: Eichhornia crassipes

Trang 22

buông rủ xuống nước, dài đến 1m Hoa lục bình màu xanh nhạt hoặc xanh tím tạo thành chùm đứng, đài và tràn hoa cùng đính ở gốc, cánh hoa trên có đốm vàng, 3 tâm bì nhưng chỉ có 1 tâm bì thụ, 6 tiếu nhị với 3 dài và 3 ngắn Trái lục bình là nang có 3 buồng, bì mỏng nhiều hột Thường mọc nổi trên mặc nước hay bám vào đất bùn của các vùng nước ngọt có nhiệt độ từ 10 – 400C, nhưng sinh trưởng mạnh nhất ở nhiệt độ 20 - 300C Lục bình sinh sản rất mạnh, 1 cây mẹ có thể đẻ con, tăng số gấp đôi sau mỗi 2 tuần Ở Việt Nam lục bình thường phát triển rất mạnh ở các ao hồ, ven sông, sống thành quần thể sát bờ sông hoặc kênh rạch

c Sử dụng

Ở dạng tự nhiên, loại lục bình này có tác dụng hấp thụ những kim loại nặng (như chì, thủy ngân và strontium) và vì thế có thể dùng để xử lý ô nhiễm môi trường

Ngoài ra còn dùng làm thức ăn cho gia súc, dùng làm nấm rơm, làm phân chuồng

Trong y học thuốc Nam, lá lục bình đem giả với muối rồi đem đắp lên ung nhọt sẽ làm giảm sưng

Còn có công dụng thủ công nghiệp Xơ lục bình phơi khô có thể chế biến để dùng bện thành dây, thành thừng rồi dệt thành chiếu, hàng thủ công, hay bàn ghế

2.2.4.2 Bèo tấm

Trang 23

3 hoa đơn tính) cũng được sinh ra Quả là một loại túi nhỏ, một cái túi chứa không khí và hạt, nhằm mục đích có thể nổi được Hoa của chi

Wolffia là nhỏ nhất trong thế giới các loài hoa, nó chỉ dài 0,3 mm

Bèo tấm là nguồn thức ăn quan trọng cho các loại chim nước, cũng như được sử dụng Một số loài bèo tấm được nuôi trồng trong các bể cá cảnh nước ngọt và ao hồ, chúng phát triển khá nhanh, mặc dù

Trang 24

Tên khoa học: Vetiver zizanioides

Tên thường gọi: Vetiver grass, cỏ hương bài

(Nguồn: www.ctu.edu.vn)

b Cây bông súng

Tên khoa học: Nymphaea rubra Roxb ex Salisb

Trang 25

d Cây rau mác

Tên khoa học: Sagttiaria trofolis L

Họ: Alismataceae

Trang 26

Hình 2.7 Cây rau mác (Nguồn: www.ctu.edu.vn)

e Cây kèo nèo

Tên khoa hoc: Laminocharis flava Buch

Họ: Limnocharitaceae

Nguồn: www forum.zing.vn)

f Bèo tai chuột

Tên khoa học: Salvinia cucullata

Họ: Salviaceae

Bộ: Dương xỉ

Trang 27

(Nguồn: www.khuyennongvn.gov.vn)

g Bèo hoa dâu

Tên khoa học: Azolla caroliana

Thuộc họ: Azollaceae

Bộ: Dương xỉ

dâu (Nguồn: www.forum.zing.vn)

h Bèo cái

Tên khoa học: Pistia stratiotes

Thuộc họ: Môn Araceae

Trang 28

Hình 2.11 Bèo cái

(Nguồn: www.forum.zing.vn) 2.3 Quan hệ của thực vật thủy sinh và quá trình tự làm sạch của nước

Trong các hồ sinh vật (là các thủy vực tự nhiên hoặc nhân tạo) sẽ diễn ra quá trình chuyển hoá các chất bẩn Quá trình này diễn ra với vai trò chủ yếu là các sinh vật và tảo

Cơ chế chung của quá trình xử lý nước thải trong hồ sinh vật được biểu diễn qua hình 2.12.Khi vào hồ, do vận tốc dòng chảy nhỏ, các loại cặn được lắng xuống đáy Các chất bẩn hữu cơ còn lại trong nước sẽ được vi khuẩn hấp thụ và ôxy hoá mà tạo ra sinh khối: CO2, các muối nitrat, nitrit Khí cacbonic và các hợp chất nitơ, phốt pho được rong tảo, thực vật nổi sử dụng trong quá trình quang hợp, giải phóng O2 cung cấp cho quá trình ôxy hoá các chất hữu cơ của các vi khuẩn Sự hoạt động của rong tảo, thực vật nổi tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình trao đổi chất của vi khuẩn Trong trường hợp nước thải đậm đặc chất hữu cơ, tảo có thể chuyển từ hình thức tự dưỡng sang hình thức dị dưỡng, tham gia vào quá trình ôxy hoá các chất hữu cơ Nấm nước, xạ khuẩn có trong nước thải cũng thực hiện vai trò tương tự

Trong hồ sinh vật, các loại thực vật bậc cao đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định chất lượng nước Chúng lấy các muối dinh dưỡng

Trang 29

(chủ yếu là nitơ và photpho) và các kim loại nặng (như Cd, Cu, Hg và Zn) cho sự đồng hóa và phát triển sinh khối Các loại thực vật bậc cao trong hồ chia ra làm hai loại: thực vật nổi và thực vật ngập nước

Thực vật nổi thu nhận các chất dinh dưỡng và các nguyên tố cần

thiết qua bộ rễ Loại này bao gồm các loại bèo như: Eichhonia crassipes,

valvina, Spirodella, Lama, Postia stratiotes và Eichhornia, các loại này phát

triển sinh khối rất nhanh trong môi trường nước thải Bộ rễ của bèo còn là nơi cư trú của vi khuẩn hấp thụ và phân hủy chất hữu cơ Trong các hồ nuôi trồng thực vật bậc cao hiệu quả khử BOD có thể đạt tới 95%, khử nitơ amoni và photpho đến 97%

Các loại thực vật bậc cao ngập nước như rong Hydrilla verticillata,

Ceratophyllum Cây bấc Scirpus longii, Typha latifolia, Pragmites communis

hấp thụ các chất dinh dưỡng và nguyên tố cần thiết qua thân và lớp vỏ Thực vật ngập nước còn đóng vai trò lớn trong việc cung cấp oxy cho vi khuẩn để phân hủy các chất hữu cơ Tuy nhiên, cần thường xuyên thu hồi các loại thực vật nổi và thực vật ngập nước ra khỏi hồ để chống hiện tượng tái nhiễm bẩn, tái nhiễm độc nước

Chất bẩn axit hữu cơ, rượu vùng kị khí

Vi khuẩn chết Cặn đáy

Tả

Trang 30

Hình 2.12 Cơ chế quá trình xử lý nước trong hồ sinh vật (Nguồn T/C

Người xây dựng, số 7 / 2006)

Yếu tố chính để đảm bảo quá trình chuyển hóa chất hữu cơ trong hồ sinh vật là oxy và nhiệt độ Hàm lượng oxy trong hồ phụ thuộc vào chiều sâu hồ, điều kiện khí hậu, thời tiết, chế độ dòng chảy Ở tầng nước mặt do có oxy khuyếch tán từ không khí và oxy quang hợp, quá trình oxy hóa chất hữu cơ diễn ra rất mạnh, thế năng oxy hóa khử của hồ giảm dần theo chiều sâu Ở tầng nước sâu hàm lượng oxy hòa tan giảm tạo nên điều kiện thiếu khí hoặc yếm khí, vi khuẩn phải sử dụng oxy liên kết từ: NO2 , NO3 hoặc SO22- để oxy hóa chất hữu cơ Trong lớp cặn đáy, các chất hữu cơ thường phân hủy bằng cách lên men sản phẩm tạo ra ở lớp nước đáy hồ thường là metan CH4, sunfuahydro H2S và một số chất khí khác Như vậy trong hồ sinh vật, có thể tồn tại và phát triển các loại vi khuẩn hiếu khí, vi khuẩn tùy tiện và vi khuẩn kỵ khí tại các tầng nước khác nhau Hiệu quả phân hủy chất hữu cơ ở tầng hiếu

Trang 31

khí là cao nhất Vì vậy, để tăng cường quá trình xử lý nước người ta thường tăng dung tích vùng hiếu khí bằng các biện pháp cưỡng bức

Theo chiều chuyển động của nước thải, hồ sinh vật được chia thành ba vùng khác nhau:

Hình 2.13 Chế độ theo chiều sâu của hồ sinh vật (Nguồn: T/C Người

xây dựng, số 7 / 2006)

- Vùng Polyxaprobe (P): Tại đây diễn ra quá trình phân huỷ chất

hữu cơ dễ bị ôxy hoá sinh hoá, lên men cặn lắng nhờ vi khuẩn Lượng ôxy tiêu thụ lớn và là tiền đề cho chế độ ôxy vùng sau ổn định

- Vùng  - mezoxaprobe (-m): Tại đây phân huỷ mạnh các chất

hữu cơ, các hợp chất nitơ tồn tại dưới dạng amoni Hàm lượng oxy hoà tan thấp Vi khuẩn tuỳ tiện phát triển mạnh Ngoài ra trong vùng này còn có nấm, thảo trùng, tảo

-Vùng  - mezoxaprobe (-m): Đây là vùng ổn định với hàm lượng

BOD không cao Hàm lượng NO3 , PO43 lớn là nguyên nhân tạo nên sự phi dưỡng tiếp theo Trong vùng này xuất hiện nhiều tảo lục đơn bào, các loại động vật nguyên sinh và thảo trùng khác

Trong hồ sinh vật, các loại tảo và vi khuẩn dị dưỡng, phân huỷ hiếu khí chất hữu cơ đóng vai trò đối thủ, kình địch của các loại vi

Kỵ khí (khử)

Đêm Ngày

Trang 32

hoặc kết hợp nuôi cá và thuỷ sinh vật khác trong hồ

2.4 Khả năng chuyển hóa làm giảm các cơ chất, các chỉ tiêu của nước thải bởi thực vật thủy sinh

2.4.1 Khả năng chuyển hóa chất hữu cơ trong nước

Các loài thực vật thủy sinh thường rất nhạy cảm với pH, chất độc, nồng độ các chất hữu cơ cao Do đó, trong nước thải chứa nhiều độc tố pH quá kiềm hay quá acid đều ảnh hưởng rất xấu đến sự phát triển của chúng

Ngoài ra sự phát triển của các loài thực vật thủy sinh tuy nhanh hơn các loài thực vật khác nhưng lại chậm hơn các loài vi sinh vật Do đó nếu so sánh khả năng chuyển hóa vật chất hóa học có trong nước thải giữa thực vật và vi sinh vật thì thực vật thường chậm hơn rất nhiều Sở dĩ có hiện tượng này, ngoài tốc độ sinh trưởng và sinh sản của vi sinh vật cao hơn thực vật ra, còn một đặc điểm rất quan trọng khác là tốc độ chuyển hóa vật chất trong một ngày/ đêm của vi sinh vật rất cao Chúng có thể chuyển hóa lượng vật chất gấp ngàn lần khối lượng của chúng Trong khi đó, thực vật chuyển hóa lượng vật chất so với khối lượng của chúng thường không cao

Tuy nhiên, các loài thực vật thủy sinh có những ưu điểm rất đặc biệt mà ở vi sinh vật không có được, đó là khả năng hấp thụ các kim loại nặng, khả năng ổn định sinh khối trong điều kiện tự nhiên, khả năng cộng sinh trong môi trường nước và mức độ dễ dàng trong thu nhận sinh khối thực vật cũng như khả năng sử dụng sinh khối này trong nhiều mục đích khác nhau

Trang 33

2.4.2 Khả năng làm giảm kim loại nặng và vi lượng trong nước thải

Các loài thực vật thủy sinh có khả năng hấp thụ kim loại nặng rất tốt Các thí nghiệm của S.K Jain, P Vasudevan và N.K Jha (1987) ở Ấn Độ cho thấy các loài bèo hoa dâu đều có khả năng làm giảm lượng kim loại nặng rất cao.Các kết quả thí nghiệm của các tác giả trên được trình bày trong bảng sau:

Bảng 2.1 Khả năng làm giảm sắt của bèo hoa dâu (Lemna minor và Aspirodela polyrliza) (Nguồn: theo S.K Jain, P Vasudevan và N.K Jha, 1987)

Hàm lượng sắt trước

Bảng 2.3 Khả năng làm giảm sắt của bèo hoa dâu (Azolla pinata)

(Nguồn: theo S.K Jain, P Vasudevan và N.K Jha, 1987)

Hàm lượng sắt trước

Trang 34

Hàm lượng đồng sau

thí nghiệm (ppm)

0,09 – 0,51 0,15 – 1,13 0,36 – 1,53 0,84 – 2,83

Ngoài ra, các tác giả khác như H.H Harger (1989), E.H Livinger (1993), P.L.M Veneman (1996), P.H Templet (1998) cũng đã công bố những kết quả nghiên cứu về khả năng hấp thụ các kim loại nặng và các nguyên tố vi lượng bởi các cây họ sậy và các loài bèo tây Các kết quả nghiên cứu đều cho thấy, các loài thực vật thủy sinh đều có khả năng làm giảm kim loại nặng và nguyên tố vi lượng rất cao Các nguyên tố vi lượng được các thực vật thủy sinh hấp thụ sẽ chuyển hóa trong tế bào thực vật và chúng tham gia vào các thành phần tế bào của thực vật

Sắt: Sắt được thực vật hấp thụ sẽ kết hợp với protein enzyme sẽ

tạo ra một loạt các enzyme hô hấp như: Xitocrom (citoromocydase,

citocromperocydase, catalase, perocydase) và tham gia xúc tác sinh tổng hợp

diệp lục Trong thực vật, sắt thường kém linh động, nếu cây thiếu sắt sẽ trở nên vàng úa Ở môi trường nước có pH kiềm, sắt khó được hấp thụ Khi đó sắt sẽ kết hợp với acid photphoric và các hợp chất khác hoặc sẽ bị kết tủa bởi hoạt động của vi khuẩn

Đồng: Đồng tham gia vào nhóm ngoại của polyphenolocydase axcocbinocydase, lactase Đây là những enzyme tham gia vào những phản ứng không có ánh sáng của thực vật và những phản ứng khác Trong nước ô nhiễm, lượng đồng vượt quá 0,4 mg/l sẽ gây độc cho thực vật thủy sinh

Trang 35

Kẽm: Kẽm tham gia vào thành phần của enzyme cacboanhydrase, photphotase, anolase, và một số enzyme protease

Mangan: Các loài thực vật thủysinh hấp thụ mangan ở dạng oxyt mangan hóa trị hai Mangan tác động rất mạnh vào của một loạt enzyme peptidase, ferase, photphatase, carbocylase và một số desmolase khác Chúng tham gia vào sự hình thành H2O2 và tham gia vào tổng hợp diệp lục và tăng sự đồng hóa nitơ Chúng đóng vai trò rất quan trọng trong sự điều chỉnh quá trình oxy hóa và khử sắt Trong môi trường nước, tỷ lệ mangan/sắt từ 1/2 – 1/3, cây hấp thụ tốt nhất Một số kim loại nặng thường gây độc cho thực vật thủy sinh Trong đó đáng chú ý nhất là chì, cadmi, thủy ngân…

Những nghiên cứu của Lê Huy Bá và các cộng sự cho thấy, Cd có ảnh hưởng đến sự phát triển của cây lúa nước nhiều hơn ảnh hưởng của Pb trên cây lúa nước Nồng độ Hg thấp, thấy xuất hiện khả năng kích thích sinh trưởng Nồng độ càng cao, Hg càng có tác động xấu đối với thực vật thủy sinh Tương tự như vậy khi nghiên cứu tác động của kim loại nặng 0,1 ppm, rau muống vẫn phát triển tốt Nhưng nồng độ kim loại nặng đến 0,5 ppm, sự phát triển của rau muống bị ảnh hưởng rất nghiêm trọng Kim loại nặng được tách ra khỏi môi trường nước theo những hướng sau:

- Thực vật nhận kim loại nặng từ môi trường nước, đưa chúng vào sinh khối thực vật, sinh khối thực vật được thu hoạch và đưa ra khỏi môi trường nước Do đó, kim loại nặng đã được chuyển từ môi trường nước vào sinh khối thực vật, kết quả là giảm lượng kim loại nặng Tuy nhiên, nếu sinh khối này chứa quá nhiều kim loại nặng lại được sử dụng như nguồn thực phẩm, sẽ gây ngộ độc cho người và động vật

- Tham gia vào quá trình trao đổi ion, quá trình hấp thụ, lắng đọng xuống bùn đáy và chuyển thành các hợp chất hữu cơ

- Kết tủa ở dạng oxyt hydroxyt, cacbonate photphate và sulfit

Trang 36

Sự biến động BOD5 trong môi trường nước khi thực vật thủy sinh phát triển có sự dao động rất lớn Sự dao động của BOD5 phụ thuộc vào từng loài thực vật thủy sinh và phụ thuộc vào khí hậu trong năm, tức là phụ thuộc vào thời gian mà thực vật này phát triển

Các loài vi sinh vật bám vào rễ và thân, mầm thực vật thủy sinh ngập trong nước đóng vai trò quan trọng nhất trong quá trình làm thay đổi BOD5 trong môi trường nước Thực vật làm giảm BOD5 trực tiếp rất khó diễn ra Sự tạo ra BOD 5 trong hệ thống thực vật thủy sinh có thể là kết quả của:

- Các thành phần hữu cơ được tách ra từ các tế bào thực vật trong quá trình sinh trưởng của chúng

- Các thành phần hữu cơ được tách ra từ quá trình mục nát Lượng

BOD5 được tạo ra 3 – 10 mg/l trong thời gian thực vật phát triển và 5 – 20 mg/l trong quá trình chúng bị thối rữa Trong rất nhiều trường hợp, lượng

BOD5 có thể đạt tới 30 mg/l

2.4.3.2 Chất rắn

Thực vật thủy sinh có thời gian tồn tại trong nước rất lâu, do đó các chất rắn dạng keo được chuyển hóa nhờ vi sinh vật bám vào đó trong môi trường nước Ngoài ra, chất rắn dạng keo bị biến đổi do sự va chạm vào thực vật thủy sinh, đáy hồ, sông và các chất rắn lơ lửng khác Các chất rắn lơ lửng được chuyển hóa bởi sự thối rữa yếm khí

Trang 37

hoặc hiếu khí Hàm lượng chất rắn lơ lửng tạo ra khoảng < 20 mg/l (thường nhỏ hơn 10 mg/l)

2.4.3.3 Chuyển hóa nitơ

Nitơ được chuyển hóa trong môi trường nước do một số nguyên nhân cơ bản:

- Thực vật nhận từ các chất chứa nitơ có trong môi trường để tạo

ra sinh khối, sau đó sinh khối lại được loài người, động vật sử dụng

- Bị mất theo dạng amoniac

- Vi khuẩn tham gia quá trình nitrit hóa và phản nitrit hóa Hai quá trình này xảy ra do vi sinh vật thực hiện

Trong ba hướng chuyển hóa nitơ, hướng nitrit hóa và phản nitrit hóa bởi vi sinh vật đóng vai trò lớn nhất Quá trình phản nitrit hóa xảy ra trong điều kiện thiếu oxy Khi đó nitơ được giải phóng khỏi các hợp chất hóa học và chuyển thành dạng khí, thoát vào không khí Phản ứng chuyển hóa thường xảy ra trong môi trường trung tính Phản ứng này xảy

ra như sau:

6 NO2 + 5 CH3OH 5 CO2 + 3 N2 + 7 H2O + 6 OH- Phản ứng trên xảy ra phụ thuộc vào:

- Khả năng chuyển hóa của vi khuẩn Khả năng này phụ thuộc không chỉ ở từng loài vi khuẩn mà còn phụ thuộc ở pH, nhiệt độ, nguồn carbon có trong môi trường

- Khả năng hoạt động bề mặt bùn lắng trong lưu vực

- Tiềm năng N2 được tạo ra thoát vào không khí và hấp thụ của thực vật

Ở những vùng nước thải mới, thực vật dễ nhận nitơ hơn nước thải tồn tại lâu trong thiên nhiên Điều đó có thể được hiểu là nước thải tồn tại lâu trong điều kiện tự nhiên thường chứa ít nitơ vô cơ và

Trang 38

- Chuyển hóa do vi sinh vật

- Chuyển hóa do thực vật thủy sinh

- Chuyển hóa do quá trình hấp thụ hóa học

- Chuyển hóa do hiện tượng mưa, tuyết

Trong đó, chuyển hóa photpho do vi sinh vật thường rất quan trọng, chuyển hóa do thực vật thủy sinh có một ý nghĩa rất lớn Cả hai quá trình chuyển hóa trên giống nhau ở chổ là khi photpho khi được chuyển

vào tế bào thực vật đều tham gia vào thành phần của ADN (Axit

Deoxyribonucleic), ARN (Axit Ribonucleic), ATP (Adenosine Triphotphate), ADP

(Adenosine Diphotphate), AMP (Adesine Monophotphate) Các hợp chất khác

chứa photpho và cả trong thành phần các enzyme oxy hóa có trong tế bào Tất cả những hợp chất trên nằm trong tế bào, trong sinh khối của thực vật Khi ta thu hoạch sinh khối của thực vật nghĩa là ta tách photpho ra khỏi môi trường nước

2.4.3.5 Vi rút và vi sinh vật gây bệnh

Trong xử lý nước thải bằng vi sinh vật thủy sinh thấy lượng vi rút và vi sinh vật gây bệnh đều có chiều hướng giảm dần theo thời gian, hiện tượng này thấy hầu hết ở các nơi xử lý Nguyên nhân tạo ra hiện tượng này hiện nay chưa có một nghiên cứu nào đưa ra thật chính xác Tuy nhiên, nhiều người đưa ra những tác động chính làm giảm lượng virút và vi sinh vật gây bệnh như sau:

- Tác động do yếu tố vật lý, trong đó khả năng tác động của tia tử ngoại của ánh sáng mặt trời, các yếu tố tiềm ẩn trong bùn

Trang 39

- Tác động do yếu tố hóa học trong đó đáng lưu ý là các quá trình oxy hóa, quá trình khử và các chất độc hóa học

- Tác động do yếu tố sinh học, trong đó đáng lưu ý là do đấu tranh sinh học giữa các loài vi sinh vật với nhau và các độc tố được tách ra từ thực vật trong quá trình phát triển của chúng

2.5 Thực vật thủy sinh và hiện tượng phú dưỡng

Hiện tượng phú dưỡng là hiện tượng phát triển rất mạnh ở các loài rong, tảo và thực vật thủy sinh khi trong môi trường nước chứa nhiều nitơ và chứa nhiều photpho

Khi xuất hiện hiện tượng phú dưỡng sẽ làm thay đổi rất lớn hệ sinh thái nước và thường ảnh hưởng xấu đến môi trường nước Khi đó nước sẽ nghèo oxy và các dưỡng khí khác, làm đảo lộn hệ sinh thái nước

Hiện tượng phú dưỡng xảy ra trong thiên nhiên có thể do con người gây ra (phú dưỡng nhân tạo) và cũng có thể thiên nhiên tự phát sinh (phú dưỡng tự nhiên)

Phú dưỡng tự nhiên có thể xảy ra ngay cả trong môi trường nước được coi là khá sạch Trong trường hợp này, nước ở trạng thái nghèo sinh dưỡng chuyển sang trạng thái giàu dinh dưỡng, thời gian tồn tại hiện tượng này thường rất lâu Đây là quá trình tích lũy chất dinh dưỡng trong nước Phần lớn các trầm tích hữu cơ được tạo ra do hiện tượng phú dưỡng dạng này

Phú dưỡng nhân tạo là hiện tượng phát triển quá mạnh bởi tảo, rong và thực vật thủy sinh do con người gây ra Trong quá trình sống và hoạt động sống, con người thải vào môi trường nước quá nhiều các chất hữu cơ, các chất vô cơ Các chất này làm tăng nhanh sự tích tụ vật chất và ở một thời điểm nào đó làm tăng nhanh các quá trình phát triển của tảo, rong và sinh vật thủy sinh Phú dưỡng nhân tạo thường tạo

ra rất nhanh, chỉ trong một khoảng thời gian ngắn sinh khối trong môi

Trang 40

mùi khó chịu, pH của nước giảm Trong các nguyên nhân gây ra sự giảm oxy trong nước có sự phân hủy tảo Do đó, khi trong môi trường nước xuất hiện phú dưỡng là điểm báo hiện tượng nước bị ô nhiễm nặng

2.6 Năng suất sinh khối của thực vật thủy sinh

Ở điều kiện nước không bị ô nhiễm, năng suất sinh khối của thực vật thủy sinh khá cao Ở đó thực vật không bị tác động xấu của các yếu tố vật lý, hóa học và sinh học Các kết quả nghiên cứu của nhiều nhà khoa học cho thấy các loài thực vật thủy sinh ngập nước, năng suất sinh khối thường đạt 3 – 8 tấn chất khô/ha, năm Các loài thực vật thủy sinh nửa ngập nước có năng xuất sinh khối thường đạt 27 – 77 tấn chất khô/ha, năm Các loài lục bình có năng suất rất cao, chúng có năng suất sinh khối khoảng 135 – 199 tấn chất khô/ha, năm Trong khi đó, các loài thực vật sống trên cạn có thể đạt sinh khối thường cao giá trị trung bình của các loài thực vật thủy sinh Để đánh giá khả năng sinh khối của thực vật thủy sinh, người ta đã đưa ra công thức tính toán sau:

Nt = No Xt

Trong đó: Nt : số lượng cây sau thời gian kiểm tra

No: Số lượng cây ban đầu

Xt : Hệ số tăng hàng ngày

t : Khoảng thời gian trong ngày

Ngoài ra, người ta cũng xác định khả năng tăng trưởng bằng cách

đo chiều cao cây và nhánh cây, số lượng lá được tạo ra hàng ngày Một

Định dạng
Số trang	107
Dung lượng	3,4 MB