nghiên cứu ứng dụng hệ sinh thái tự nhiên để xử lý nước thải đô thị và tái tạo nguồn lợi trong điều kiện thành phố hồ chí minh

2] — Sự phân tẳng của ÔxY hòa tan và vai trò khuấy trộn 2.1.1 Su bién động và phân tầng trong ngày của ôXY hòa tan trong hệ vai trò khuấy trộn sinh học của cá 2.4 Biénthién của hàm l

TY BAN NAN DAN THANE PHO HO CHI MIND

56 KHOA HOC VA CONG NGHỆ THANH PHO HO CHi MINH

ow Law

ĐIỀU KIỆN THÀNH PHÔ HỒ CHÍ MINH

PGS TS ĐOÀN CẢNH

ThS PHAN VĂN MINH

Thành Phố Hồ Chí Minh

Thang 05 — 2004

và động viên của nhiều đơn vị và cá nhân

Mãi ghi nhận diéu này, chúng tôi chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến :

- Sở Khoa Học và Công nghệ TpHCM và Phòng Quản Lý Khoa học và

Công nghệ thuộc Sở đã tài trợ kinh phí và động viên nhiệt tình cho việc

thực hiện nghiên cứu

- Trung Tâm Nghiên cứu Bảo vệ Môi trường và Bệnh xá Thú Y Trường

DH Nong Lam TpHCM đã không ngân ngại chia sẽ nhân và vật lực trong

-_ Bộ môn Hóa Phân Tích, Khoa Hóa, trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên

Tp

HCM đã giúp đỡ, chia sẽ và hợp tác thân ái trong việc phân tích các chỉ tiêu hóa môi trường phức tạp

_ Viện Sinh học Nhiệt Đới, Trung Tâm Khoa Học Tự Nhiên và Công nghệ

Quốc gia đã giúp đỡ và khuyến khích trong việc quản lý và triển khai

nghiên cứu

- Phòng Quản lý Môi trường và Công nghệ, Viện Sinh học Nhiệt Đới; Trung tâm Kỹ thuật Hạt nhân Tp HCM và Phân Viện Khảo sát & Thiết

kế Thủy Lợi Miễn Nam đã giúp đỡ và chia sẽ những khó khăn khi thực

hiện nghiên cứu

gởi lời cảm ơn trân trọng đến :

GS TS Lâm Minh triết PGS.TS Bùi Cách Tuyến PGS.TS Nguyễn

Văn Tuyên, PGS TS Bùi Lai và TS Trịnh Trường Giang đã giúp đỡ, góp ý chuyên môn và động viên việc thực hiện nghiên cứu này.

TÓM TẮT

Nghiên cứu được thực hiện tại lưu VỰC rạch Ruột Ngựa,

Q9 6 & 8, TpHCM Nguồn nước được lấy từ rạch nầy và có mức độ ô

nhiễm tương đương nước thải sinh hoạt có mức độ ô nhiễm trung bình Đã sử dụng 2

ao đất có diện tích trung bình 800 m/ao dé bế trí thí nghiệm như hệ ao đơn (single-pond

system) Một ao được sử

dụng như đối chứng : xử lý nước thải không kết hợp

sản xuất giống cá rô phì

(Oreochromis niloticus), Và một ao như nghiệm

thức thí nghiệm : xử lý nước thải và

sản xuất giống cá Thí nghiệm được tiến hành trong một

mùa mưa và một mùa

nắng, lặp lại 3 lần trong một mùa

Những kết quả nghiên cứu cho thấy cả bệ đối chứng

lẫn thí nghiệm đều có

hiệu quả xử lý nước thái tốt về mặt thủy lý hóa và về vi

sinh chỉ thị gây bệnh, đạt

cá có hiệu quả xử lý phospho và Tổng coliforms tốt hơn,

nhưng hiệu xuất xử lý

chất rắn Io ling (TSS) thấp hơn Đã nghiên cứu các đặc

tính định tính và định lượng

của các quần thể phiêu sinh thực vật và phiêu sinh động

vẬI Chất lượng an toàn

thực phẩm về vi sinh dich té va kim loại nặng của

cá giống được thu hoạch từ hệ

sông không bị Ô nhiễm và một số loài cá biển được

ưa thích Ngoài ra, chất lượng

cá giống từ hỆ nghiên cứu nhưng được tiếp tục nuôi trong

môi trường nước không ô

nhiễm, quá trình tự làm sạch (self-depuration),

cũng đã được 50 sánh Hiệu quả

kinh tế của việc kết hợp sản xuất cá giống từ hệ nghiên

cứu đã được so sánh với

MỤC LỤC

TOM TAT MUC LUC

DANH SACH CAC BANG

DANH SACH BIEU BO

pHAN1 DAT VANDE pHAN2 VAT LIEU VA PHƯƠNG PHAP

1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

2, Vật liệu nghiên cứu

2.2 — Cá rô phi

3 Phương pháp nghiên cứu

3 — Bế trí thí nghiệm 3.2 Phương pháp thu mẫu và phân tích các chỉ tiêu thủy lý hóa

3.2.1 Phương pháp thu mẫu nước

và động vật đáy 3.2.4 Phương pháp thu và phân tích vi sinh chỉ thị g

và trứng giun trong nước

CHƯƠNG 1 HIỆU QUẢ XỨ LÝ NƯỚC Ô NHIỄM CỦA HỆ AO ĐƠN

1 Đặc tính thời tiết và chất lượng nước đầu vào của nghiên cứu

1.1 Lượng mưa và giờ nắng trong hai màa nghiên cứu

].2 — Chất lượng nguồn nước đầu vào của nghiên cứu

2] — Sự phân tẳng của ÔxY hòa tan và vai trò khuấy trộn

2.1.1 Su bién động và phân tầng trong ngày của ôXY hòa tan trong hệ

vai trò khuấy trộn sinh học của cá

2.4 Biénthién của hàm lượng tổng nirogen, NH.-N, NO3-N va NO:-N

27 — Biến thiên của hàm lượng các vi sinh chỉ thị gây bệnh và trứng gian

2.7.1 Biến thiên của hàm lượng Tổng Coliforms theo

2.7.2 Biến thiên của hàm tượng StreptococcuS phân

theo thời gian thí nghiệm trong hệ ao đơn

2.73 Biến thiên hàm lượng Coliforms phân

trong hệ ao đơn theo thời gian thí nghiệm

2.7.4 Biến thiên của hàm lượng trứng giun sán

theo thời gian thí nghiệm trong ““ hệ ao đơn

Đặc tính và sự biến động của các quần thể phiêu sinh thực vật

CHƯƠNG 2 ĐẶC TÍNH VÀ SỰ BIẾN ĐỘNG CỦA CÁC QUẦN THỂ

PHIÊU SINH THỰC VẬT VÀ PHIÊU SINH ĐỘNG VẬT THEO THỜI GIAN TRONG HE AO DON THÍ NGHIỆM

“”

CÁ GIỐNG DUOC SAN XUẤT TỪ HỆ AO ĐƠN

VA HIEU QUA KINH TE

1 Chất lượng vi sinh dịch tễ

11

12 1.3 1.4 1.5 1.6

1.7

Chi tiéu Coliforms phan (Faecal coliforms)

Chỉ tiêu tổng vi khuẩn hiếu khí

Chỉ tiêu Staphylococcus aureus

Chi tiéu Clostridium perfringens

Chi tiéu Salmonella Kết quả phân tích vi sinh trong cá sau quá trình làm sạch (depuration) trong nước sạch tại Trại nuôi Thủy sản Phú Hữu Thảo luận

2 Hàm lượng kim loại nặng trong thịt cá

3 Hàm lượng dư lượng thuốc trừ sâu

4 Hiệu quả kinh tế của hệ ao đơn trong việc tái tạo nguồn lợi thông qua sản xuất cá rô phí giống

4.1 4.2

Canh tác lúa truyền thống

Sản xuất cá rô phi giống trong hệ ao đơn

DANH SÁCH BẰNG

Bảng 1: Lượng mưa và Giờ nắng trong suốt thời gian thí nghiệm

Bảng 2: Chất lượng nước đầu vào của hệ thống nghiên cứu

Bảng 3: Biên thiên của hàm lượng TSS theo thời gian thí nghiệm trong hệ ao đơn

hệ ao đơn

Bảng 5: Biến thiên hàm lượng COD trong hệ ao đơn theo thời gian thí nghiệm

trong hai mùa

thí nghiệm

Bảng 9: Biến thiên hàm lượng NO2-N trong hệ ao đơn theo thời gian thí nghiệm

Bảng 10: Biến thiên hàm lượng NO3-N trong hệ theo thời gian thí nghiệm

Bang 11: Bién thién ham lugng Phospho hoa tan (mg/L) trong hé ao đơn theo

thời gian thí nghiệm

Bảng 12 :Biến thiên hàm lượng Tổng phosphor trong hệ ao đơn theo thời gian

thí nghiệm

Bảng 13: Biến thiên Tổng coliform trong hệ ao đơn theo thời gian thí nghiệm

nghiém

Bảng l5 : Biến thiên Faecal coliforms trong hệ ao đơn theo thời gian thí nghiệm

Bảng 16: Thành phần loài của các quần thể tảo trong hai mùa mưa và nắng trong hệ ao

đơn

Bảng 17 : Số lượng loài theo hai mùa mưa và nắng của các ngành tảo trong hệ ao

đơn Bảng 18: Số lượng loài tảo theo hai mùa mưa và nắng của các ngành tảo trong hệ

ao đơn

Bảng 19: Biến thiên cấu trúc số lượng loài (%) giữa các ngành tảo theo thời

gian thí nghiệm trong mùa khô

Bảng 20: Biến thiên cấu trúc định tính (%) của các ngành tảo theo thời

gian thí nghiệm

trong mùa mưa

Bảng 21: Sự biến động số lượng cá thể tảo (tế bao/L) theo thời gian thí

bai mùa mưa nắng

Báng 25: Biến động số lượng loài phiêu sinh động vật trong hệ ao đơn

vì

Bảng 26 : Cấu trúc định tính các quẫn thể phiêu sinh động vật trong hệ ao đơn trong

mùa

khô Bảng 27: Cấu trúc định tính các quần thể phiêu sinh động vật trong hệ ao

đơn trong mùa

mưa Bảng 28 : Số lượng cá thể phiêu sinh động (con) trong hệ ao đơn trong hai mùa mưa

nắng Bảng 29: Cấu trúc định lương của các quần thể phiêu sinh động vật trong mùa

Bảng 33: Nông độ Staphylococcus aureus trong thịt và ruột cá giống và cá thịt

Bảng 34: Nông độ Clostridium perfringens trong thịt và ruột của cá giống và cá

thị

Bảng 35: Hàm lượng vi sinh chi thị gây bệnh trong nước tại trại Phú Hữu

nước sạch của trại nuôi

Bảng 41: Hàm lượng kim loại nặng hiện điện trong nước của hệ ao thí nghiệm

XLNT va

trại Phú Hữu (don vi: ppb)

Bang 42: Bang so sánh hàm lượng kim loại nặng trong thịt cá của thí nghiệm

với tiêu

chuẩn cho phép của Bộ Y tế (đơn vị: ppb, trọng tượng khô)

Bảng 43: Hàm lượng Crom trong mẫu cá biển thông thường

vil

DANH SÁCH BIEU DO

Biểu đồ 1: Tổng lượng mưa (mm) và Tổng giờ nắng (giờ) trong các tháng trong năm 2001-

2002 (nguồn: Đài Khí Tượng Thủy Văn phiá nam, trạm Tân Sơn Nhất)

Biểu để 2a: Biến động ham lugng oxy hòa tan trung bình (% bảo hòa) trong hệ ao đơn

theo thời gian thí nghiệm trong mùa khô

Biểu đồ 2b : Biến động hàm lượng 0XY hòa tan trung bình (% bảo hòa) trong hệ ao đơn

theo thời gian thí nghiệm trong mùa mưa

Biểu đồ 3a: Sự phân tầng nhật ky Oxy hòa tan (% bão hòa) trong hệ ao đơn có nuôi cá

vào mùa mưa Biểu dé 3b: Su phan tang nhat ky Oxy hòa tan (% bão hòa) trong hệ ao đơn

không nuôi

cá vào mùa mưa

Biểu đổ 3c: Sự phân tầng nhật kỳ Oxy hòa tan (% bão hòa) trong hệ ao đơn có nuôi cá vào

Biểu đồ 5: Biến thiên hàm lượng TSS trong hệ ao đơn có và không nuôi cá theo thời

gian

thí nghiệm trong mùa mưa và mùa khô

Biểu đồ 6: Biến thiên BOD5 và COD trong hệ ao đơn theo thời gian thí nghiệm

Biểu đồ 7: Biến thiên của hàm lượng Tổng nitrogen và NH4-N theo thời gian thí nghiệm

Biểu để 8 : Biến thiên của hàm lượng SRP theo thời gian thí nghiệm trong hệ ao đơn

Biểu đô 9: Biến thiên hàm lượng Tổng Phospho hoà tan theo thời gian thí nghiệm

Biểu đê10:Biến thiên hàm lượng Tổng Cr theo thời gian thí ngnghiệm Biểu đề 11: Biến thiên hàm lượng Pb theo thời gian thí nghiệm

Biểu đồ 12: Biến thiên hàm lượng Hg theo thời gian thí nghiệm

Biểu đồ 13: Biến thiên hàm lượng Cd theo thời gian thí nghiệm

Biểu đô 14: Biến thiên của hàm lượng Tổng coliforms khí theo thời gian thí nghiệm

Biểu đề 15: Biến thiên hàm lượng Streptococcus phân theo thời gian thí nghiệm trong hệ

ao Biểu để 16: Biến thiên của hàm lượng Coli phân theo thời gian thí nghiệm trong

hệ ao

đơn

Biểu đỗ 17: Biến thiên số lượng loài tảo theo thời gian thí nghiệm trong hệ ao đơn

Biểu đồ 18: Số lượng loài theo hai mùa mưa và nắng của các ngành tảo trong hệ ao đơn

vill

Biểu để 19: Biến thiên cấu trúc định tính (%) giữa các ngành tảo theo thời

gian thí

nghiệm trong mùa khô

Biểu đồ 20: Biến thiên cấu trúc định tính (%) của các ngành tảo theo thời

gian thí nghiệm

trong mùa mưa

thí nghiệm

theo thời gian thí

nghiệm trong mùa khô

Biểu đồ 22: Sự biến động cấu trúc định lượng (%) của các quần thể tảo

theo thời gian thí

nghiệm trong mùa mưa

ao đơn

trong hệ ao đơn trong mùa khô

Biểu để 26: Cấu trúc định tính các quần thể phiêu sinh động vật trong

hệ ao đơn trong

mùa mưa Biểu đồ 27: Số lượng cá thể phiêu sinh động vật (con/ Ð trong

hệ ao đơn trong hai mùa

phiêu sinh động vật

Biểu đồ 29: Cấu trúc định lương của các quần thể phiêu sinh động

vật trong mùa mưa

trong hệ ao đơn

ix

PHAN 1 ĐẶT VẤN ĐỀ

đến mức

lược về môi trường

nước thải đô thị

dụng công nghệ bùn

nghiên cứu quan trong

đạt hiệu quả cao

mẽ trong các chiến

thái (eco-tech) hiệu qua, chi

nguyên sinh học

(Stabilization Ponds) Công

nghiên cứu thường chủ yếu chỉ

Va những hiểu biết

về các đặc điểm sinh thái học thì hãy còn rất hạn chế, mặc dâu

cơ chế hoạt động của hệ

nhiễm nguồn nước mặt do nước thải đô thị Tác hại có thể nhận

thấy hiện nay của vấn nạn

nghiệp trong nhiều vùng ven

nhiều nghiên cứu

vẻ các công nghệ khác nhau tronE xử lý nước thải sinh hoạt và công

nghiệp ở TpHCM

là còn khá ít, đặc biệt các nghiên cứu về khía cạnh sinh thái học

của hệ này Vì vậy rất cân thiết nghiên cứu hoạt động của hệ về mặt sinh thái học nhằm

tạo điều kiện cho những ứng dụng ở quy mô thực tiến

của TpHCM, các nghiên cứu vé hé Ao sinh học nên bao gồm các nội dung sau:

liên hoàn (pond series) và theo kiểu xử lý nước thai Lién tuc (flow-through)

Về sinh thái

nước ô nhiễm bằng hệ ao đơn cũng sẽ giúp tạo ra một công nghệ rất phù hợp điều kiện

đất đai hạn chế của nhiều hệ thống canh tác có quy mô nhỏ ở ngoại thành Tp HCM

Các

tại Brazil và

Tsrael (Mara & cộng tác viên, 1996)

khía cạnh thủy hóa

nghĩa kinh tế, đặc biệt là ở những vùng nuôi cá của Tp đang bị tác hại bởi nguồn nước thải

đô thị Tuy nhiên, để thực hiện được điêu này, cũng cần phải nghiên cứu chọn lựa

các loại hình nuôi cá phù hợp với yêu câu kỹ thuật của quá trình xử lý nước thải đô thị Trong

đó ,

yêu cầu về sự ngắn hạn của chu kỳ nuôi sao cho không kéo đài thời gian lưu nước

để xử

lý quá lâu có lẽ là yêu cầu quan trọng nhất

Với quan điểm trên, dường như rằng việc kết hợp xử lý nước thải đô thị với

sẵn xuất

cá giống là một giải pháp tối ưa Về mặt lý thuyết, sẵn xuất cá giống bằng nước thải

(sau

xử lý) có nhiều ưu điểm kinh tế-kỹ thuật hơn nuôi cá thịt:

- Chu kỳ sẵn xuất cá giống thường ngắn, 1-2 tháng, hơn thời gian nuôi

cá thịt, 6-12

gian lưu nước Nhờ

ngắn hạn nó cũng giúp hạn chế tối đa khả năng tích lũy sinh học các chất độc

hai, cũng như sự nhiễm các mâm bệnh cho người Ngoài ra chu kỳ sản xuất ngắn còn

giúp

dễ quan lý các rủi ro thiệt hại trong sản xuất đo cá chết bởi nước thải

trong nước thải là thức ăn chủ yếu cửa giai đoạn cá giống, do đó cá giống là bậc

tiêu

thụ (consumer) trực tiếp và hữu hiệu đối với các phiêu sinh vật, tái tạo lại

nguồn lợi vật chất Về ý nghĩa kinh tế đầy là một loại hình sản xuất mà không phải dùng

thức ăn

nhân tạo, để giảm chỉ phí đầu tử

để nuôi cá thịt một

ra quá trình

cách ly tự nhiên sản phẩm khỏi môi trường nhiễm bẩn, và nhờ đó cá có thể sử dụng

cáo này

1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu được thực hiên tại trại sản xuất giống cá

tư nhân Phường 16, Quận 8, Thành phố Hồ Chí Minh, thuộc lưu vực rạch Ruột Ngưa

có kết nối chặt chế với lưu vực kênh Tân Hóa - Lò Gốm và Tàu Hu - Bến Nghé, là khu vực có nguồn nước

mặt bị Ô

nhiễm nghiêm trọng (PMU 415, 2002)

2, VAT LIEU NGHIEN CUU

Ao thi nghiệm gồm có hai ao, mỗi ao có diện tích khoảng

800 m2 Trước mỗi đợt

nắng đầy ao khoảng 1 ngày Khi triểu lớn, bắt đầu tấy nước

mặt Ô nhiễm (“nước đen”) từ kênh qua cống ngẫm vào ao để đạt mức nước trong a0 0,8

— 1,0 m Sau đồ cống được đóng

nước của hệ là 5 tuần

22 CA RO PHI

thước tưởng đương nhau

đơn

thí nghiệm cũng đã được sử

tụ kim loại nặng với cá giống

rô phi được san xuất trong diéu kiện nước không bị Ô nhiễm

tại trại cá Phú Hữu

3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM

đỗ 1 trình bày quá trình

năng xử lý nước Ô nhiễm và

đánh giá quá trình tự đào thải

mưa và nắng

sẵn xuất giống cá rô phi

m

Tiến hành khảo sát các thông số chất lượng nước đầu vào và nước trong a0 định

kỳ hàng tuần Tiến hành lấy mẫu nước đầu vào và nước trong ao định kỳ hằng

vật và động vật đầy Ao được thả cá bố mẹ sau khoảng l tuần lưu nước với số

ao

khoảng 2 tuần, sau đó dùng lưới có mắt lưới lớn để lưới cá bố mẹ ra khdi ao,

lượng mỗi đợt Thu mẫu ngẫu nhiên cá giống để kiểm tra chất lượng dịch tế và

kim loại nặng trong cá

« Đối chứng: Ao được tiến hành lấy mẫu nước và khảo sắt các chỉ tiêu tương tự như nghiệm thức thí nghiệm nhưng không tiến hành thả cá vào ao để sản xuất

Thí nghiệm về khả năng tự tẩy sạch tự nhiên các chất ô nhiễm tích tu trong co thể cá

3.2 PHUONG PHAP THU MAU VA PHAN TICH CÁC CHỈ TIỂU THỦY LÝ HÓA

3.21 Phương pháp thu mẫu nước:

Mỗi ao bố trí hai cầu thu mẫu cách bờ khoảng 3 m: một gần cống lấy nước và một

ở phía đối diện cuối ao (điểm A và điểm B như hình vẽ) Mỗi điểm thu mẫu ở ba

độ sâu khác nhau (20, 50 và 80 cm), sau đó trộn lại thành một mẫu gộp Bên cạnh thu mẫu

nước đầu vào, hàng tuấn tiến hành thu mẫu nước trong ao cho đến khi kết thúc một

đợt thí nghiệm (5 tuần) như đã nói ở trên

Mẫu được chứa trong các chai nhựa, thêm hóa chất cố định mẫu đối với các chỉ tiêu có yêu cầu, sau đó đem về phòng thí nghiệm để phân tích

3.2.2 Phương pháp phân tích chỉ tiêu thủy hóa lý:

mặn và oxy hòa tan

độ sâu 20, 50 và 80 cm trước khi thu mẫu nước bằng thiết

bị cầm tay Horiba U-10 và ôxy

Các chỉ tiêu thiy héa co bdn Các chỉ tiêu thủy hóa cở bản được nghiên cứu đã được

phân tích theo phương pháp

tương ứng của từng phương pháp:

- Disulfophenic acid; Nitrite

Miu dude bao quan bing HNO: dam đặc, pH < 2, chứa bing

chai PET

Sơ độ }: Bế trí thí nghiệm 2 giai đoạn

1L với nước ô nhiễm

Giai đoan thí nghiêm

«— Đối với Hg:

- Thiét bi: quang phổ hấp thu nguyên tử Perkin Elmer P4000 ghép nối với

bộ hóa

hơi MHS-10 và bộ tích góp

Thời gian đo: 10s

- Thiết bị: quang phổ hấp thu nguyên tử Perkin Elmer P4000

vật đáy

Phương pháp thu và cố định mẫu :

này lấy ra mẫu định lượng

lọc qua lưới Juday (hình

lưới (không đi qua

được mắt lưới) được cho vao lo plastic (thé tich 150ml), rồi cố định bằng

để thu mẫu định lượng, sau d6 cho vao lo plastic va cố định bằng formol

phân tích Zooplankton,

dùng mẫu đó để phan tich Protozoa)

- Mẫu định lượng động vật đáy (Zoobenthos): được thu bằng cuốc

bùn Peterson điện tích mỗi cuốc là 0.025mŸ, mỗi ao thu tại 2 vị trí, mỗi vị trí lấy 2 cuốc

(lấy cách bờ ao khoảng 2 - 3m), tổng cộng là 4 cuốc (diện tích tổng cộng là 0.1m)

4 cuốc bùn sẽ cho

đó sàng dười nước để

loại bỏ phần lớn bùn phần còn lại trên rây (gồm Zoobenthos và

xác bã hữu cơ) cho

- Mẫu định tính Zoobenthos: dùng rây vớt ven bờ có để bắt thêm một

số loài động vật

cố định bằng

formol

Phương pháp phân tích mẫu :

tao nhiéu hay it

ô = 1ml), từ đó tính ra mật độ tảo trong thể tích trong ống đong thứ 2 và suy ra mật

độ táo trên 1 lít nước

lo plastic,

thường (bright field)

trong mẫu

lượng cá thể trong mẫu (10 lít = 0.01m’)

Ị

ống đong

đến một thể tích nhất định nào đó (ví du a ml), sau d6 hut ra

0.1ml mau trong a mi, dua

giống loài trong 2 lam

a: thể tích mẫu trong ống đong

- Định lượng Zoobenthos: ghi nhận và đếm số lượng tất cả các loài

có trong mẫu định lượng đơn vị tính: cá thể/m” Công thức tính: A = n*10 Với n:

số lượng cá thể trong mẫu định lượng Dinh tinh Zoobenthos: ghỉ nhận thành phần loài Zoobenthos

Ghi nhận thành phẩn Đếm số lượng từng giống tẢo trong một

Đơn vị tính: tế bào (chuỗi, Ghi nhận và đếm số lượng tất cả các loài có

trong mẫu

Công thức tính: A=n/10

Với n: số lượng cá thể trong mẫu

Đơn vị nh: cá thể/m`

Ghi nhận và đếm số lượng các giống loài

| Zoobenthos — | Ghi nhận tất cả các loài trong mẫu định lượng

Công thức: A = n*10 Với n: số lượng cá thể trong mẫu Đơn vị tính: cá thể/m”

3.2.4 Phương pháp thu và phân tích vi sinh chỉ thị gây bệnh và trứng giun trong nước

Phương pháp thu mẫu nước:

cụ chứa mẫu là chai nhựa có dung tích | lít

-Tổng VSV Hiếu Khí được xác định bằng kỹ thuật đổ đĩa (APHA,

1995)

với môi trường

-Coliform phân được Xác định bằng phương pháp nhiều ống

với môi trường EC

(APHA, 1995)

2 môi trường Azid

(tầng 20cm,

ting 50cmva tang 70cm);

2 bé lang 1-2 gid;

3 Bơm hoặc đổ nhẹ phân nước bên trên;

Votter mixer mẫu cũng có thể được lắc mạnh bằng tay, dung dịch

mẫu sẽ được chia làm 3

phase:

sé Ở phan day;

- Kế đến là lớp dịch đệm;

dày nổi phía bên trên

đổ bỏ phần nổi phía bên trên;

10

Dùng Voxter mixer lắc đều mẫu:

9 Dung pipet pasteur nhanh chóng chuyển mẫu sang buông đếm Mc

Master để kiểm tra:

10 Đưa buông đếm soi dưới kính hiển vi với độ phóng đại

của thị kính 10 X hoặc

40 X Đếm tất cả các trứng giun có thể nhìn thấy;

11 Tính số trứng giun theo công thức:

N=AX/PV Trong đó:

N: Số trứng giun có trong Ì tít mẫu nước thải;

A: Số trứng giun đếm được từ buồng đếm MC Master;

P: Thể tích của buồng đếm Mc Master (0.3m]);

V: Thể tích mẫu thu ban đầu

Ghi chú: nếu dùng buồng đếm đơn thì P = 0,15m

gâY bệnh trong mẫu cá

Phương pháp thu và xử lý mẫu cả:

Sau khi thu hoạch cá giống đuợc sản xuất từ ao thí nghiệm, cá giống

có các kích cỡ khác nhau được thu ngẫu nhiên sao cho đạt một trọng lượng khoảng

3 Kg đủ để phân tích

vị sinh vật chỉ thị gây bệnh và kim loại nặng trong thịt cá Cá

giống được vận chuyển sống

Xử lý mẫu cá theo Buras (1995): Mẫu cá thu về phòng thí nghiệm

được rửa sạch

biệt (g6m 550ml ethanol, 75ml acid acetic, 2ml formalin, thêm

nước cất đủ 1 lí0, tiếp tục

xử lý với dung dịch crystal violet 0,5% Sau cùng đánh vay, tach

bổ da, lấy phần thịt cá

trong điều kiện vô trùng

© Tổng vi sink hiéu khi dude xác định bằng phương pháp để cập

48 giờ Xác dinh Staphylococcus aureus bằng thử nghiệm Staphylatex

24 — 48 giờ

11

sinh hóa của Sabnonella, lên men

HS

Nguyén tac: ding phương

Các bước tiến hành:

* Xử lý mẫu:

_ Cá thu về được ló _ Mẫu cá được làm

* Phân tích:

© Hg: Phân tích Hg b

Amalgam — AAS: Col

- Bước sóng: 253.7nm;

Thời gian do: 10s

e Cr: Phân tích Cr bang thuat nguyén tử hóa ngọn lửa (F

Khe: 0.7am; Khí mang:

phé hap thu nguyên tử lò

ôi cấy và bằng các I€St

lactose và sinh hơi

thu nguyên tử sử dụng kỹ

hỗn hợp hống với vàng

mic Absorption Spectrometry)

với bộ hóa

nguyên tử sử dụng kỹ

t nguyên tử hóa nhiệt điện (lÒ 8

Lo kiểu mới

VÀ XỮ LÝ THỐNG KÊ SỐ LIỆU

thức

sai đa yếu

12

tế (ANOVA) được sử dụng Xác xuất khác biệt có Ý nghĩa thống

kê được sử dụng trong

quan (regression) cũng sẽ được

3.0 để hỗ trợ

cho quá trình phân tích số liệu

giữa

biệt có ý nghĩa giữa các nghiệm

của tất cả các

tương ứng

13

CỦA NGHIÊN CỨU

11 LƯỢNG MƯA VÀ GIỜ NẮNG TRONG HAI MÙA NGHIÊN

CỨU

Biểu đồ 1 cho thấy tổng lượng mưa và téng s6 gid nắng trong

các tháng trong mùa mưa năm 2001 và mùa nắng năm 2002 tại Tp HCM Mùa

mưa năm 2001 chủ yếu bắt đầu vào tháng 5 và kết thúc vào tháng 11, có tổng lượng mưa/

tháng thấp nhất là 150 mm và cao nhất là 350 mm Trái lại tổng lượng mưa/ tháng trong

mùa nắng năm 2002 là không đáng kể từ tháng 12/2001 đến tháng 5/2002 Điều này cho

thấy có sự sai khác lớn về tổng

tượng mưa giữa mùa khô và mùa nắng ở thành

phố Hỗ Chí Minh (TpHCM) Tương tự,

tổng số giờ nắng trong mùa nắng và mùa mưa cũng sai

khác rõ rệt, tối thiểu 300 giờ/ tháng và tối đa 400 giờ/ tháng vào mùa nắng trong khi chỉ

là từ 200 giờ/tháng đến 300

giờ/tháng cho mùa mưa

Biểu đồ 1: Tổng lượng mưa (mm) và Tổng giờ

nang (gid) trong các tháng trong năm 2001-

2002 (nguồn: Đài Khí Tượng Thủy Văn phía Nam, trạm

Tân Sơn Nhat)

Những số liệu về thời tiết trong Biểu đồ 1 và Bảng 1

cho thấy thời gian từ 26/4-10/8/2001

14

với thời gian Ì 1/1/2001 — 3/5/2002, thời gian của thí nghiệm mùa nắng

Do đó có thể xác

vẹn cua mùa mưa và mùa

Chất lượng nước đẫu vào của hệ thống thí nghiệm được trình bày ở Bảng 2

Nhìn chung nước đầu vào lấy từ rạch Ruột Ngưa có chất lượng tương đương

với nước

chia của Tchobanoglous (1991)

Tất cả các chỉ tiêu đều không đạt tiêu chuẩn chất lượng nước mặt cho

phép theo TCVN

và COD trung bình từ 168

~177 mgOz/L Tỉ lệ COD/BOD biến thiên trung bình từ 1,3 — 1.5, cho

thấy đa số chat 6 nhiễm là có thể phân hủy sinh học và sự Ô nhiễm của nguồn nước này

chủ yếu là do các

chất thải sinh hoạt

Vẻ mức độ ô nhiễm bởi các muối dinh dưỡng, hàm lượng Tổng Nitrogen và

Amonia là

khá cao, tương ứng 19 mgíL và l5 mg/L Trai lai, ham lugng

Niưat và Niưit luôn nhỏ hơn

0.0 mg/L, phan 4nh qua trình Niưat hóa trong nguồn nước là rất yếu do

hàm lượng Oxy

Tổng phospho, 3-5 mg/L, cũng được xem là ở mức độ cao so với chất lượng nguồn

nước mặt

Tổng hàm lượng (ppb) của các kim loai nang Cr, Cd, Pb va Hg

trong nguồn nước đầu

vào, nhìn chung là thấp Cr biến thiên trong khoảng 7.30 — 30.73 ppb, Cd

Ô nhiễm của nước đầu

vào là từ các chất thải sinh hoạt đê thị Tuy nhiên, đối với trứng giun sán

gây bệnh cho

15

Đối với dư lượng thuốc trừ sâu gốc Clor, đã không phát hiện thấy trong

nguồn nước đâu vào nghiên cứu, cho thấy nguôn nước nghiên cứu có nguên gốc

đô thị là chủ yếu Trong khu vực nghiên cứu quá trình đô thị hóa đang diễn ra rất mạnh

và các hoạt

động canh tác nông nghiệp hầu như không còn, ngoại trừ một

vài gia đình còn nuôi cá và trồng rau muống Vì vậy dư lượng thuốc trừ sâu từ hoạt động nông

nghiệp trong khu vực

đã không đủ nhiều để có thể hiện diện trong nguồn nước

Khi so sánh sự khác biệt chất lượng nguồn nước nghiên cứu giữa hai mùa

mưa nắng, Bắng 2 cũng cho thấy rằng hầu hết các chỉ tiêu khác biệt không đáng

kể, ngoại trừ

bình trong mùa

mưa cao hơn trong mùa khé, 7.78 ppb so với 1.69 ppb Ngược

lại, trong mùa khô hàm lượng vì sinh gây bệnh trung bình cao hơn trong mùa mưa

một cách đáng kể, 10” so với

106

2 CÁC ĐẶC TÍNH THỦY HÓA CHỦ YẾU CỦA HỆ AO ĐƠN TRONG HAI MÙA

VÀ AO NUÔI VÀ KHÔNG NUÔI CÁ 2.1 SU PHAN TANG CUA OXY HOA TAN VA VAI TRÒ KHUẤY

TRỘN SINH

HỌC (BIOTURBATION) CỦA CÁ

2.1.1 Sự biến động va phan ting trong ngày của oxy hòa

tan trong hệ ao đơn

Sự biến động và phân tang trong ngày (chu kỳ ngày) của oXY hòa

tan trong hệ ao đơn

ở 3 độ sâu khác nhau trong hai mùa mưa và nắng và trong tinh

trạng có nuôi và không

Bất kể mùa mưa hay mùa khô biến động hàm lượng oxy hòa

tan tronš hệ ao đơn có

tính nhật kỳ rõ nét Oxy hòa tan đạt mức cao nhất từ lúc 14:00 — 16:00

giờ và xuống đến

thể hiện bằng hàm số

tượng quan bậc 3 (có 2 điểm uốn cực đại và cực tiểu) giữa oxy hòa tan và

thời gian với RŸ

= 80 ~ 90% Do đó trong hệ ao đơn toàn bộ khối nước được chuyển từ

trạng thái hiếu khi sang yếm khí và ngược lại theo chu kỳ 24 tiếng đồng hỗ

`

16

kế đến là tầng giữa (50 cm) và thấp nhất là ting day (70 — 80 cm) Hàm lượng 0XY hòa

cũng dễ đàng nhận thấy khi xét hệ không ở trong tình trạng yếm khí (trước thời gian 2:00-6:00 giờ)

nhận được trong hai mùa khác nhau và dẫn đến hiệu năng quang hợp khác

nhau của phiêu

sinh thực vật trong hai mùa

21.2 Tác động của việc nuôi cá đến sự phân tầng của oxy hòa tan : vai trò

tan trong ao có nuôi cá đều cao hơn ao không có nuôi cá Mặc đầu hàm

lượng oxy hòa tan

6 tang mat trong ao nuôi cá và không nuôi cá là tương đương nhau nhưng

đặc biệt hàm

lượng oxy hòa tan của tầng giữa và tầng đáy của ao có nuôi cá đều luôn cao hơn

ao không nuôi cá một cách rõ rỆt Điều này không những chỉ được nhận thấy trong khảo sát

sự phân tầng trong ngày, mà còn được nhận thấy khi khảo sat oxy hòa tan hàng tuần của

hệ ao đơn trong suốt thời gian thí nghiệm (Biểu dé 2a & 2b) Các hoạt động của cá trong

hệ (sinh trưởng và sinh sản) đã có thể khuấy trộn oxy hòa tan giữa 3 tầng nước khác nhau

số tương quan R? của hàm số

bậc 3 về hàm lượng oxy hòa tan trong ao có nuôi cá luôn cao hơn

Các kết quả đo đạc hàng tuân hàm lượng oxy hòa tan trong hệ ao đơn vào buổi sáng (8:30 -10:30) được ghi nhận ở Biểu dé 3a & 3b (mùa mưa) và Biểu 46 3c &

và tầng

giữa và tâng đáy ao có nuôi cá luôn luôn cao hơn ao không nuôi

cá Tang đáy của ao

không nuôi cá luôn luôn ở trạng thái yếm khí.

#pU1

Buon WdSTYZu

I) u?r8

Iou)

02W)

UP

%) Yulg

8u)

8)

8Q

kxo Zupny

wey Suop ugig

ol

BUT BNUI OBA

Lon Zuoyy

ROY AxQ

IBY Buy

sọq ẤxO

1ÿqu Buy

(0ø)

00 010)

CROW

Une ORE

821 1onu

%) URI roy

kx

Ay

euu

Buy ueyd

rs :q¢

Ngtd

(egy ogq 3) u8ì POY

Axg

AX

eu

Buy upud

ñS :6€

0p

0211

—i

22 BIẾN THIÊN CỦA HÀM LƯỢNG CHAT RAN LG LUNG (TSS)

Bảng 3: Biến thiên của hàm lượng TSS theo thời gian thí nghiệm trong hệ ao đơn

® Trung bình của ba lần lặp lại

Biểu đồ 4 : Biến thiên hàm lượng TSS trong hệ ao đơn có và không nuôi cá theo thời gian thí

nghiệm trong mùa mưa và mùa khô

mặt thống kê với ao không nuôi cá (P<0.05)

22

Tuy nhiên sau khi cá được thả (từ ngày thứ 8) thì hàm lượng TSS tăng lên nhanh

trong hệ có thả cá, đặc

trong hỆ có nuôi cá,

chí gia tăng hơn đầu vào

11.47% so với sự suy giảm 50.58% so với đầu vào của hệ không cá

vào mùa khô

Sự tăng cao hàm lượng TSS trong a0 nuôi cá có thể là do hoạt động

khuấy trộn của

triển mạnh hơn của tảo Trong hai nguyên nhân này, dường như Sự phát triển của tảo

là chủ yếu, đặc biệt khi xem xét hàm lượng T55 trong mùa khô giữa ao có và không thả cá

mùa mưa và

nắng Tuy nhiên từ Biểu đô 5 có thể nhận thay ham lugng TSS trong mùa

mưa biến động

lớn theo thời gian thí nghiệm Tác động của gió và mưa có thể

là nguyên nhân chính của

của hàm lượng

Henderson (1979, 1982) khi thí nghiệm tiến hành nuôi cá bằng

nước thải đã qua xử

năng tái sử dụng hàm lượng các muối dinh dưỡng trong 40

Bién thién cia BODs

kê về hàm

các tuần sau tuân 1 Tuy nhiên sự khác biệt giữa từ lúc lấy nước vào (ngày 0) đến ngày

7 và sau ngày 7 là có ý

tiếp tục suy giảm 4% trong 4 tuần kế tiếp

Bảng 4: Biến thiên của hàm lượng BOD: theo thời gian thí nghiệm trong hệ ao đơn

Mưa Có 1133° 2050° 21.64" 1709 5 14739 1137”

Không - 12290° 2074° — 2235 > 9390% 20.23 19.49° Khô Có 12502" 2439" 2883" 23.12 > 90.76" 2245"

Không 129.63* 23.58" 26.44 > 1644° 2860" - 1664” Trung bình gộp®® 12222” 2230 5 7382° 2014" 2108° 1749”

®Trung bình 3 lần lặp lại ® ® Trung bình gộp

không khác biệt rõ rệt thống kê ở mức 5%,

cáo việc tái sử dụng nước thải có nỗng độ BOD; khoảng 20 mg Oz⁄L cho việc nuôi cá để tái tạo nguồn lợi sinh vật

Biến thiên của COD

Tuy nhiên, trái với sự suy giảm của hàm lượng BOD; , hàm lượng COD trung bình

24

Mưa Có 16461° 85.16" 7839° 6636” 63.40" 56.23 °

Không 171.98 10051° 105.98°— 80.34 ° 8520° 76.81° Khô Có 17981° 9356" 8894° 8289" 76.29" 63.10 °

Khong 174.06" 9200° 7817" 75,67 b 79.33" 6283” Trung bìnhgộp®® 172.61° 92.81" 8787 °P 76318 7606° 64.74”

®Trung bình 3 lấn lặp lại ® ® Trung bình gộp

Cùng trong một cột hay hàng, các số trung bình có cùng chữ cái giống nhau theo sau là không khác biệt rõ rệt thống kê ở mức 5%

Do không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về hàm lượng BOD; và COD giữa tất

cả các nghiệm thức thí nghiệm nên có thể thành lập Biểu đô 6 trên cơ sở số Trung bình gộp

hàm lượng BODs gần như không suy giảm gì thêm sau một tuần lưu nước

Những kết quả trên cho thấy khả năng sử dụng hệ ao đơn để xử lý nguồn nước ô nhiễm có hàm lượng BOD và COD ở mức trung bình theo sự phân chia của Tchobanoglous (1991) trong điều kiện tự nhiên ở TpHCM, đặc biệt là nguồn nước mặt bị ô nhiễm hiện nay cho canh tác nông nghiệp

Theo kết quả phân tích BOD; lọc đầu ra (Bang 6), cho thấy hàm lượng BOD:; lọc biến thiên từ 1.83 — 4.00 mg O2/L (trung binh 1a 3.03 mg OL); chiếm t trong 14.9 - 24.0%

nước đầu ra của Cộng Đồng Châu Au (EU) thiết lập riêng cho hệ ao sinh học (stabilization ponds)

25

2.4 BIẾN THIÊN CỦA HÀM LƯỢNG TONG NITROGEN, NH4-N, NO3-N VÀ NO2-N

Tổng nitrogen, NH4-N, NO3-N và NO2-N giữa hai mùa và giữa hai nghiệm thức có và

Hàm lượng Téng nitrogen va NH4-N ở nguồn vào khá cao, trung binh 18:67 mg/l cho Téng nitrogen va 14.68 mg/l cho NH4-N Ham lugng của hai chỉ tiêu nầy giảm nhanh sau 7

trung bình của hệ đối với Tổng nitrogen là 68.34% và đối với NH4-N là 92.12% bất kể hai

mùa hay có hoặc không có thả cá

suốt thời gian thí nghiệm Hàm lượng NO2-N và NO3-N có gia tăng theo thời gian nhưng

và do vậy quá trình amôn hóa là quá trình chủ yếu trong hệ Trong điều kiện môi trường

26

thải hữu cơ nói chung và các hợp chat nitrogen hữu cơ nói riêng bởi quá trình trao đổi chất

của cá trong hệ đã không thể hạ thấp hiệu xuất xt ly nitrogen hữu cơ của hệ Khả năng này mở ra triển vọng kết hợp việc nuôi cá trong các hệ thống xử lý nước thải bằng công nghệ sinh thái, đặc biệt là xử lý nguồn nước mặt bị ô nhiễm bởi nước thải đô thị tại TpHCM Một sự kết hợp như vậy sẽ làm cho giải pháp có tính bền vững hơn về môi trường

2.5 BIEN THIÊN CỦA HÀM LƯỢNG PHOSPHOR

và Tổng phospho theo thời gian thí nghiệm trong hệ ao đơn

Nhìn chung hàm lượng của cả 2 dạng phospho ở đầu vào đều có giá trị thấp, 1.74 - 2.76

mg/l cho phospho hòa tan va 3.69 — 4.45 mg/l cho Tổng phospho Hàm lượng Tổng

khác ở nguồn nước đầu vào

và phosphor hòa tan giữa hai mùa Tuy nhiên hàm lượng phospho ở 2 dạng trong ao có nuôi

với tổng phospho trong hệ có nuôi cá là 60.31 - 60.65%, trái lại với không nuôi cá là 41.58

(P<0.01), cao hơn từ 1.6 — 1.8 lần

sau 7 ngày lưu nước hàm lượng phospho hòa tan trong cả hai mùa đều không giảm đáng kể

Hàm lượng phospho hòa tan của hệ có cá trong cả hai mùa luôn có giá trị thấp hơn 1 mg/1 Trái lại trong hệ không nuôi cá, xu hướng suy giảm của hàm lượng phospho hòa tan sau tuần thứ hai thường không gia tăng thêm hoặc sự suy giảm có khi không rõ nét, đặc biệt là vào mùa khô

Bảng 11 : Biến thiên hàm lượng Phospho hòa tan (mg/L) trong hệ ao đơn theo thời gian

Phosphor hòa tan ® (mg/L)

Mùa ùa Nuôicá Nuôicá De Jao —>; Tuần - TuânH Tuan ii] TuanIV Tuan V : - - -

| |

—"®— Mưa&cá —O— Mưa& không —®— Khô&cá —c— Khô&không

3.50 3.00 2.50

1.50 1.00

lưu nước rõ rệt chỉ ngay sau 7 ngày lưu nước Sau đó sự suy giầm theo thời gian là khá đều đặn trong hệ có cá hơn trong hệ không cá Tương tự trường hợp của phospho hòa tan, hàm lượng Tổng phospho trong ao có thả cá luôn có giá trị thấp hơn ao không thả cá khá rõ Điều này chắc chắn là có phần đóng góp của hàm lượng phospho ở dạng hòa tan

phospho hòa tan giữa hệ ao đơn có và không có nuôi cá, đã dẫn đến một ý nghĩa quan trọng về việc kết hợp nuôi cá trong các giải pháp công nghệ sinh thái để xử lý nước thải

30