TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM VÀ MÔI TRƯỜNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG LỌC SINH HỌC CỦA CÂY LƯỠI BÒ Echinidorus Amazonicus ĐỐI VỚI NƯỚ
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM VÀ MÔI TRƯỜNG
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Tên đề tài:
ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG LỌC SINH HỌC CỦA CÂY LƯỠI
BÒ (Echinidorus Amazonicus) ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI
NUÔI TÔM TRONG 15 NGÀY
Sinh viên thực hiện : PHẠM THỊ NGỌC PHƯỢNG
Chuyên ngành : Quản lý tài nguyên và Môi Trường
Tp.HCM, tháng 10 năm 2019
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM VÀ MÔI TRƯỜNG
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Tên đề tài:
ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG LỌC SINH HỌC CỦA
CÂY LƯỠI BÒ (Echinidorus Amazonicus) ĐỐI VỚI
NƯỚC THẢI NUÔI TÔM TRONG 15 NGÀY
Sinh viên thực hiện : Phạm Thị Ngọc Phượng
Trang 3TRƯỜNG ĐH NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM & MÔI TRƯỜNG
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Phạm Thị Ngọc Phượng
Mã số sinh viên: 1511540348
Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên và môi trường Lớp: 15DTNMT1A
1 Tên đề tài:
ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG LỌC SINH HỌC CỦA CÂY LƯỠI BÒ
(Echinidorus Amazonicus) ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI NUÔI TÔM TRONG
15 NGÀY
2 Nhiệm vụ luận văn
Đánh giá được sự sinh trưởng và phát triển của cây lưỡi bò “Echinidorus Amazonicus”
trong 15 ngày ở quy mô phòng thí nghiệm Nội dung là xem xét chất lượng mẫu nước thải nuôi tôm càng xanh sau 5 ngày,10 ngày, 15 ngày có trồng cây lưỡi bò và tính được khả năng loại bỏ ô nhiễm hữu cơ trong nước so với số liệu ngày đầu Dựa vào số liệu của nghiên cứu này sẽ là một cơ sở dữ liệu giúp chủ trang trại lựa chọn lọc sinh học như là một giải pháp tiềm năng trong việc xử lý một phần nước thải trước khi thải vào môi trường cho các trang trại nuôi tôm hiện nay
3 Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 02/02/2019
4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ luận văn: 11/10/2019
5 Người hướng dẫn:
Họ và tên: Lương Quang Tưởng
Học hàm, học vị: Thạc sỹ
Đơn vị: Đại học Nguyễn Tất Thành
Nội dung và yêu cầu của luận văn đã được thông qua bộ môn
Trang 4LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Nguyễn Tất Thành, quý thầy cô Khoa kỹ thuật thực phẩm và Môi trường đã truyền đạt nhiều kiến thức bổ ích, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian học tập tại trường Với vốn kiến thức được truyền dạy
đã giúp tôi hoàn thành khóa luận một cách nhanh chóng
Tôi gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Lương Quang Tưởng đã tận tình hướng dẫn, truyền dạy kinh nghiệm và giúp đỡ trong suốt thời gian làm khóa luận tốt nghiệp Đồng thời, tôi cảm ơn tất cả các bạn bè đã nhiệt tình hỗ trợ và giúp đỡ tôi trong quá trình làm việc tại phòng thí nghiệm
Khóa luận này như là một thành quả trong suốt bốn năm học đại học của tôi Trong quá trình làm khóa luận, mặc dù đã rất cố gắng hoàn thành tốt công việc, song vẫn không tránh khỏi những thiêu sót Chính vì vậy, tôi rất mong nhận được sự bổ sung và đóng góp
ý kiến của Quý thầy cô để bài luận hoàn thiện hơn
Tôi xin chân thành cảm ơn
Phạm Thị Ngọc Phượng Khoa Kỹ thuật Thực phẩm và Môi trường Trường ĐH Nguyễn Tất Thành
Trang 5TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Cây lưỡi bò là một trong những loài thực vật thủy sinh Chúng sinh trường và phát
triển tốt ở các những nơi có nguồn nước bị ô nhiễm chất dinh dưỡng Tên đề tài: “Đánh
giá khả năng lọc sinh học của cây lưỡi bò (Echinidorus Amazonicus) đối với nước thải
nuôi tôm tại phòng thí nghiệm trong 15 ngày” được thức hiện từ tháng 02/2019 đến
tháng 10/2019 tại Phòng Quan trắc, Trường đại học Nguyễn Tất Thành với mục tiêu xem xét mức độ sinh trưởng và phát triển cũng như khả năng lọc sinh học của cây lưỡi bò đối với nước thải nuôi tôm
Nội dung thực hiện: Phân tích chất lượng nước thải nuôi trồng cây thủy sản của trang trại nuôi tôm càng xanh
Kết quả đạt được sau nghiên cứu:
Mẫu nước thải nuôi tôm có các chỉ số lần lượt là NH4 - N 3,26 mg/l, PO4 - P 19,06 mg/l, Fe 0.07 mg/l, Cu 0,11 mg/l vượt quá mức cho phép của QCVN 08-MT:2015/BTNMT
Cây lưỡi bò sinh trưởng và phát triển trong môi trường nước thải nuôi tôm Sinh khối của cây lưỡi bò tăng lên 9,22g so với ban đầu chỉ sau 15 ngày
Sự sinh trưởng và phát triển của lục bình góp phần hạn chế sự gia tăng nồng độ của
NH4-N, PO4-P, Fe, Cu
Trang 6LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Nguyễn Tất Thành, quý thầy cô Khoa kỹ thuật thực phẩm và Môi trường đã truyền đạt nhiều kiến thức bổ ích, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian học tập tại trường Với vốn kiến thức được truyền dạy
đã giúp tôi hoàn thành khóa luận một cách nhanh chóng
Tôi gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Lương Quang Tưởng đã tận tình hướng dẫn, truyền dạy kinh nghiệm và giúp đỡ trong suốt thời gian làm khóa luận tốt nghiệp Đồng thời, tôi cảm ơn tất cả các bạn bè đã nhiệt tình hỗ trợ và giúp đỡ tôi trong quá trình làm việc tại phòng thí nghiệm
Khóa luận này như là một thành quả trong suốt bốn năm học đại học của tôi Trong quá trình làm khóa luận, mặc dù đã rất cố gắng hoàn thành tốt công việc, song vẫn không tránh khỏi những thiêu sót Chính vì vậy, tôi rất mong nhận được sự bổ sung và đóng góp
ý kiến của Quý thầy cô để bài luận hoàn thiện hơn
Tôi xin chân thành cảm ơn
Trang 7TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Cây lưỡi bò là một trong những loài thực vật thủy sinh Chúng sinh trường và phát triển tốt ở các những nơi có nguồn nước bị ô nhiễm chất dinh dưỡng Tên đề tài:
“Đánh giá khả năng lọc sinh học của cây lưỡi bò (Echinodorus Amazonicus) đối với
nước thải nuôi tôm tại phòng thí nghiệm trong 15 ngày” được thức hiện từ tháng
02/2019 đến tháng 10/2019 tại Phòng Quan trắc, Trường đại học Nguyễn Tất Thành với mục tiêu xem xét mức độ sinh trưởng và phát triển cũng như khả năng lọc sinh học của cây lưỡi bò đối với nước thải nuôi tôm
Nội dung thực hiện: Phân tích chất lượng nước thải nuôi tôm của trang trại nuôi tôm càng xanh
Kết quả đạt được sau nghiên cứu:
Mẫu nước thải nuôi tôm tại thời điểm bắt đầu thí nghiệm có nồng NH4 – N là 3,26 mg/l, PO4 - P là 19,06 mg/l, Fe là 0.07 mg/l, Cu là 0,11 mg/l vượt tiêu chuẩn A1 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT
Cây lưỡi bò sinh trưởng và phát triển trong môi trường nước thải nuôi tôm Sinh khối của cây lưỡi bò tăng lên qua các giai đoạn 5 ngày, 10 ngày và 15 ngày lần lượt là 3,52g; 3,66g và 9,22g so với ban đầu chỉ sau 15 ngày
Quá trình thí nghiệm sinh trưởng và phát triển của cây lưỡi bò góp phần hạn chế sự gia tăng nồng độ của NH4-N, PO4-P, Fe, Cu
Trang 8MỤC LỤC
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC BẢNG iv
DANH MỤC HÌNH v
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vi
Chương 1 MỞ ĐẦU 1
1.1 TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1
1.2.1 Mục tiêu tổng quát 1
1.2.2 Mục tiêu cụ thể 1
Chương 2 TỔNG QUAN 3
2.1 ĐỊNH NGHĨA 3
2.1.1 Ô nhiễm nguồn nước 3
2.1.1.1 Ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên và nhân tạo: 3
2.1.1.2 Ô nhiễm nguồn nước tại Việt Nam 3
2.1.1.3 Ô nhiễm nguồn nước trên thế giới 4
2.1.2 Ảnh hưởng của ô nhiễm nguồn nước 5
2.1.2.1 Ảnh hưởng đến con người 5
2.1.2.2 Ảnh hưởng đến thực vật thủy sinh 5
2.1.2.3 Ảnh hưởng đến nước ngầm 6
2.2 Tổng quan về nguồn nước thải nuôi tôm càng xanh 6
2.2.1 Nguồn phát sinh và đặc điểm nước thải nuôi tôm 6
2.2.2 Ảnh hưởng 7
2.3 Tổng quan về thực vật thủy sinh 8
Chương 3 11
3.1 NGUYÊN LIỆU - DỤNG CỤ – THIẾT BỊ – HÓA CHẤT 11
3.1.1 Vật liệu: 11
3.1.2 Dụng cụ: 11
Trang 93.1.3 Thiết bị: 12
3.2 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU 13
3.2.1 Thời gian nghiên cứu 13
3.2.2 Địa điểm nghiên cứu 13
3.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14
3.3.1 Quy trình công nghệ 14
3.3.2 Sơ đồ nghiên cứu 14
3.3.3 Bố trí thí nghiệm 14
3.3.4 Tiến hành thí nghiệm: 15
3.3.5 Tiến hành thực nghiệm: 18
3.4 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 23
3.5 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 23
3.6 MỘT SỐ HÌNH ẢNH CỦA CÂY LƯỠI BÒ QUA CÁC GIAI ĐOẠN THÍ NGHIỆM 24
Chương 4 KẾT QUẢ 25
4.1 KẾT QUẢ CÁC CHỈ TIÊU VẬT LÝ: 25
4.2 KẾT QUẢ CHỈ TIÊU HỮU CƠ 29
4.3 KẾT QUẢ CHỈ TIÊU KIM LOẠI NẶNG: 31
4.4 KẾT QUẢ SỰ TĂNG TRƯỞNG CỦA THỰC VẬT 32
Chương 5: KẾT LUẬN 34
TÀI LIỆU THAM KHẢO 35
Trang 10DANH MỤC HÌNH
Hình 3.1 Cây lưỡi bò ((Echinidorus Amazonicus) 10
Hình 3.2: Thùng xốp 10
Hình 3.3: Túi nilon 11
Hình 3.4: Máy đo pH, EC, TDS 11
Hình 3.5: Tủ sấy 11
Hình 3.6: Máy đo độ mặn 12
Hình 3.7: Máy test thử nhanh HI 83399 12
Hình 3.8: Máy đo DO 12
Hình 3.9: Máy đo độ đục 12
Hình 3.10: Đi lấy mẫu tại trang trại nuôi tôm càng xanh 14
Hình 3.11: Nước thải nuôi tôm 14
Hình 3.12: Đo kích thước cây lưỡi bò 15
Hình 3.13: Cân trọng lượng cây lười bò 15
Hình 3.14: Mãu sau khi được cho nước thải nuôi tôm vào cây lưỡi bò 16
Hình 3.15: Mô hình thí nghiệm 16
Hình 3.16: Đo nồng độ của đồng (mg/l) 18
Hình 3.17: Đo nồng độ của sắt (mg/l) 19
Hình 3.18: Đo nồng độ của PO4 - P (mg/l) 20
Hình 3.19: Đo nồng độ của NH4 - N (mg/l) 21
Hình 3.20: Các mẫu qua các giai đoạn bắt đầu và 05 ngày 23
Hình 3.21: Các mẫu qua các giai đoạn 10 ngày và 15 ngày 23
Hình 3.22: Cây lưỡi bò sau 10 ngày nuôi trong mô hình 23
Trang 11DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1: Sinh khối cây lưỡi bò qua các giai đoạn 13
Bảng 3.2: Bảng kế hoạch thực hện thu mẫu nước và cây lưỡi bò 17
Bảng 4.1: Đánh giá khả năng Thực vật tăng trưởng 30
DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 4.1: Thể hiện chỉ tiêu pH qua các ngày thí nghiệm 24
Biểu đồ 4.2: Thể hiện nồng độ độ dẫn diện (μS/cm) qua các ngày thí nghiệm 24
Biểu đồ 4.3: Thể hiện nồng độ chất rắn hòa tan (mg/l) qua các ngày thí nghiệm 25
Biểu đồ 4.4: Thể hiện nhiệt độ (0C) qua các ngày thí nghiệm 25
Biểu đồ 4.5 Thể hiện nồng độ oxy hòa tan (mg/l) qua các ngày thí nghiệm 26
Biểu đồ 4.6 Thể hiện nồng độ của độ đục (NTU) qua các ngày thí nghiệm 26
Biểu đồ 4.7 Thể hiện nồng độ của độ mặn (‰) qua các ngày thí nghiệm 27
Biểu đồ 4.8: Thể hiện diễn biến của nồng độ NH4 – N (mg/l) theo thời gian thí nghiệm 28
Biểu đồ 4.9: Thể hiện diễn biến của nồng độ PO4 - P (mg/l) theo thời gian thí nghiệm 29
Biểu đồ 4.10: Thể hiện diễn biến của nồng độ sắt (mg/l) theo thời gian thí nghiệm 30
Biểu đồ 4.11: Thể hiện diễn biến của nồng độ đồng (mg/l) theo thời gian thí nghiệm 30
Biểu đồ 4.12: Biểu đồ thể hiện trọng lượng khô (g) của cây lưỡi bò qua các giai đoạn thị nghiệm 32
Trang 12DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
BTNMT: Bộ Tài nguyên và Môi trường
DO: Oxy hòa tan (mg/l)
Trang 13Chương 1 MỞ ĐẦU
1.1 TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Trong giai đoạn kinh tế ngày càng phát triển thì bên cạnh đó ngành nuôi trồng thủy sản đang rất được quan tâm và chú trọng vì lợi nhuận kinh tế rất cao Vì vậy ngành nuôi tôm công nghiệp ở nước ta chiếm phần lớn là hình thức nuôi nhỏ lẻ theo hộ gia đình, diện tích nhỏ nên hầu hết không có hệ thống xử lý nước thải Trong quá trình nuôi tới lúc thu hoạch, tất cả nước, chất thải đều xả thẳng trực tiếp ra môi trường bên ngoài Chính hệ thống canh tác như vậy là nguyên nhân chúng ta không thể tiến tới phát triển ngành nuôi tôm bền vững trong nhiều năm qua Nếu không xử lý triệt để thực hiện giải pháp quản lý chất thải
từ các hệ thống trang trại nuôi tôm, chúng ta sẽ đối mặt với rất nhiều nguy cơ ô nhiễm nguồn nước, bệnh dịch tràn lan và khó có thể kiểm soát được, việc tái tạo những nguồn nước nhiễm bẩn hàm lượng chất dinh dưỡng cao bằng thực vật thủy sinh trong nước đã và đang được áp dụng nhiều nơi trên thế giới với ưu điểm là ít tốn kém chi phí, dễ vận hành
và đồng thời hiệu suất cao Công nghệ chính ở đây là khả năng lọc sinh học của thực vật, quá trình diễn ra hoàn toàn trong điều kiện tự nhiên, thân thiện với môi trường, đồng thời việc sử dụng thực vật thủy sinh cũng làm tăng giá trị đa dạng sinh học, cải tạo cảnh quan môi trường cũng như hệ sinh thái của khu vực
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Trang 14- Tìm hiểu, phân tích nồng độ các chỉ tiêu ô nhiễm: DO, EC, TDS, PO4 – P, Fe,
NH4- N, Cu qua các giai đoạn bắt đầu thí nghiệm, giai đoạn 5 ngày, 10 ngày và
giai đoạn 15 ngày
Trang 15Chương 2 TỔNG QUAN
2.1 ĐỊNH NGHĨA
2.1.1 Ô nhiễm nguồn nước
Ô nhiễm nước là sự thay đổi thành phần và tính chất nước, có hại cho hoạt động sống bình thường của sinh vật và con người, bởi sự có mặt của một hay nhiều chất lạ vượt qua ngưỡng chịu đựng của sinh vật Hiến chương Châu Âu về nước đã định nghĩa về ô nhiễm nước như sau:" Sự ô nhiễm nước là một biến đổi chủ yếu do con người gây ra đối với chất lượng nước, làm ô nhiễm nước và gây nguy hại cho việc sử dụng, cho công nghiệp, nông nghiệp, nuôi cá, nghĩ ngơi, giải trí, cho động vật nuôi cũng như các loài hoang dại" “Việc thải các chất thải hoặc nước thải sẽ gây ô nhiễm vật lý, hóa học, hữu cơ, nhiệt, phóng xạ Việc thải đó phải không gây nguy hiểm đối với sức khỏe cộng đồng và phải tính đến khả năng đồng hóa các chất thải đó của nước (khả năng pha loãng, tự làm sạch) Những hoạt động kinh tế, xã hội của các cộng đồng, những biện pháp xử lý nước đóng vai trò rất quan trọng trong vấn đề này”
2.1.1.1 Ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên và nhân tạo:
Nguồn gốc tự nhiên: Do mưa, tuyết tan, gió, bão, lũ lụt Ô nhiễm này còn được gọi
là ô nhiễm không xác định nguồn gốc[1].
Nguồn gốc nhân tạo: Là sự thải các chất độc hại chủ yếu dưới dạng lỏng Chủ yếu
do xả nước thải từ các vùng dân cư, khu công nghiệp, hoạt động giao thông vận tải, thuốc trừ sâu, diệt cỏ, phân bón trong nông nghiệp Theo bản chất các tác nhân gây ô nhiễm, người ta phân ra các loại ô nhiễm nước: ô nhiễm vô cơ, ô nhiễm hữu cơ, ô nhiễm hoá chất
[2], ô nhiễm sinh học, ô nhiễm bởi các tác nhân vật lý
2.1.1.2 Ô nhiễm nguồn nước tại Việt Nam
Hiện nay, Việt Nam đang phải đối mặt với thách thức lớn về tình trạng ô nhiễm nguồn nước, đặc biệt là tại các khu công nghiệp và đô thị Tại các thành phố lớn, lượng nước thải chưa qua xử lý của hàng trăm cơ sở sản xuất công nghiệp xả thẳng ra môi trường
là nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường nguồn nước Ở khu vực nông thôn, tình trạng
ô nhiễm nguồn nước cũng không ngừng gia tăng Theo thống kê, có 76% số dân đang sinh sống ở nông thôn, là nơi cơ sở hạ tầng còn lạc hậu, phần lớn các chất thải của con người và gia súc không được xử lý nên thấm xuống đất hoặc rửa trôi làm cho tình trạng ô nhiễm nguồn nước về mặt hữu cơ và vi sinh vật ngày càng cao Bên cạnh đó, việc lạm dụng các chất bảo vệ thực vật trong sản xuất nông nghiệp dẫn đến các nguồn nước ở sông, hồ, kênh, mương bị ô nhiễm nghiêm trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường và sức khoẻ của con người.Tại các khu công nghiệp hàng trăm đơn vị sản xuất lớn nhỏ, hàng tấn nước thải rác
Trang 16thải chưa qua xử lý đã xả trực tiếp vào đường ống, các chất ô nhiễm hữu cơ, các kim loại còn nguyên trong nước đã thâm nhập vào nguồn nước
Ở các thành phố, rác thải sinh hoạt được vứt lung tung, ngổn ngang làm tắc đường cống, nước không thoát được, nên cứ mỗi trận mưa đến ngừời ta lại phải đi thông cống để thoát nước Những con sông nhuệ, sông tô lịch đen kịt, bốc mùi hôi vì rác thải
Ở nông thôn do điều kiện sinh hoạt còn khó khăn, cơ sở lạc hậu, các chất thải sinh hoạt và cả gia súc, gia cầm chưa qua xử lý đã thấm xuống các mạch nước ngầm, nếu sử dụng nước ngầm không xử lý sẽ có khả năng mắc các bệnh do nước gây ra
Bên cạnh đó, việc lạm dụng phân bón và các chất bảo vệ thực vật trong sản xuất nông nghiệp dẫn đến các kênh mương, sông hồ bị ô nhiễm ảnh hưởng đến sức khỏe con người
Theo thống kê mỗi năm có đến 9000 người chết vì ô nhiễm nguồn nước, và phát hiện 100.000 trường hợp ung thư mỗi năm mà nguyên nhân chính là do sử dụng nguồn nước ô nhiễm Khảo sát 37 xã mang tên “làng ung thư” đã có 1.136 người chết vì các bệnh ung thư Ngoài ra, còn có 380 người ở các xã lân cận cũng chết bởi ung thư
2.1.1.3 Ô nhiễm nguồn nước trên thế giới
Việc công nghiệp hóa nhanh chóng, lạm dụng tài nguyên nước khan hiếm và nhiều yếu tố khác đóng vai trò trong quá trình ô nhiễm nước Mỗi năm, có khoảng 400 tỷ tấn chất thải được thải ra môi trường trên toàn thế giới Hầu hết chất thải này được thải vào các hồ chứa Trong tổng số nước trên Trái đất, chỉ có 3% là nước ngọt Nếu nguồn nước ngọt này liên tục bị ô nhiễm, cuộc khủng hoảng nước sẽ trở thành một vấn đề nghiêm trọng trong tương lai gần[3] [4]
Các con sông ở lục địa châu Á là nơi ô nhiễm nặng nề nhất Hàm lượng chì trong các con sông này được tìm thấy cao hơn 20 lần so với các hồ chứa của các nước công nghiệp
ở các châu lục khác Số lượng vi khuẩn được tìm thấy ở những con sông này (từ chất thải của con người) rất cao, có thể gấp ba lần so với mức trung bình của thế giới
Ở Ireland, phân bón hóa học và nước thải là những chất gây ô nhiễm nước chính Khoảng 30% các con sông ở đất nước này bị ô nhiễm Ô nhiễm nước ngầm là một vấn đề nghiêm trọng ở Bangladesh Asen là một trong những chất gây ô nhiễm chính ảnh hưởng đến chất lượng nước ở quốc gia này Có khoảng 85% tổng diện tích của Bangladesh là nguồn nước ngầm đã bị ô nhiễm Điều này có nghĩa là hơn 1,2 triệu công dân của đất nước này phải đối mặt với tác hại của nước bị nhiễm asen
Tình hình ô nhiễm nguồn nước ở Mỹ có những dấu hiệu không khác xa so với thực trạng ô nhiễm môi trường nước trên Thế Giới Cần lưu ý rằng khoảng 40% các con sông ở
Trang 17Hoa Kỳ đều đã bị ô nhiễm Vì lý do này, bạn không thể sử dụng nước từ những con sông này để uống, tắm hoặc bất kỳ hoạt động nào như vậy
Có khoảng 46% hồ ở Hoa Kỳ là không phù hợp để duy hoạt động sống thủy sinh Các chất gây ô nhiễm trong nước từ ngành xây dựng bao gồm: xi măng, thạch cao, kim loại, đá mài Những vật liệu này có hại hơn nhiều so với chất thải sinh học Ô nhiễm nhiệt nước do dòng nước nóng từ các doanh nghiệp công nghiệp ngày càng gia tăng Nhiệt độ nước tăng là mối đe dọa đối với cân bằng sinh thái Nhiều cư dân dưới nước mất mạng vì
ô nhiễm nhiệt Thoát nước do mưa là một trong những nguyên nhân chính gây ô nhiễm nước Các chất thải, như dầu, hóa chất thải ra từ ô tô, hóa chất gia dụng là những tác nhân chính gây ô nhiễm từ khu vực thành thị Phân khoáng và phân hữu cơ và dư lượng thuốc trừ sâu chiếm phần lớn các chất ô nhiễm
Sự cố tràn dầu ở biển là một trong những vấn đề toàn cầu chịu trách nhiệm về ô nhiễm nước quy mô lớn Hàng ngàn cá và các sinh vật dưới nước khác chết vì sự cố tràn dầu hàng năm Ngoài dầu còn có một số các loại chất thải rất khó phân hủy được tìm thấy trên biển như các túi ni - long, nhựa, cao su Sự thật về thực trạng ô nhiễm nguồn nước trên thế giới nói về một vấn đề thế giới sắp xảy ra
2.1.2 Ảnh hưởng của ô nhiễm nguồn nước
2.1.2.1 Ảnh hưởng đến con người
Hậu quả chung của tình trạng ô nhiễm nước là tỉ lệ người mắc các bệnh cấp và mãn tính liên quan đến ô nhiễm nước như viêm da, tiêu hoá, tiêu chảy và nguy cơ ung thư ngày càng cao Tại một số địa phương, trường hợp bệnh nhân mắc bệnh ung thư, viêm nhiễm phụ khoa chiếm từ 40 - 50%, nguyên nhân là do từng sử dụng nguồn nước bị ô nhiễm Theo đánh giá của các Bộ Y tế trung bình mỗi năm, Việt Nam có khoảng 9.000 người chết vì nguồn nước
và điều kiện vệ sinh kém; Trên 100.000 trường hợp mắc ung thư mới phát hiện mà một trong những nguyên nhân chính là do sử dụng nguồn nước ô nhiễm Ngoài ra ô nhiễm nguồn nước đang gây tổn thất lớn cho các ngành sản xuất kinh doanh, nông nghiệp, nuôi trồng thuỷ sản Khi nguồn nước mặt bị ô nhiễm thì đây chính là yếu tố làm gia tăng bệnh tật của người dân tại các tỉnh chịu ảnh hưởng trực tiếp của các nguồn nước bị
ô nhiễm [5] [6]
2.1.2.2 Ảnh hưởng đến thực vật thủy sinh
Nguồn nước bị ô nhiễm đã tác động đến các loài động thực vật, mà môi trường sống
và phát triển của chúng có mối liên quan chặt chẽ với kênh rạch, sông suối, ao hồ Đó là các loại thực vật ven mép nước, dựa kênh rạch, cây trồng công nghiệp như lúa, rau muống,
Trang 18sen, súng, cói và các loại động thực vật thủy sinh như vi khuẩn, tảo, nấm, động vật nổi, và các loài thủy sản như tôm và các loại khác
Ảnh hưởng của nguồn nước bị ô nhiễm lên hệ động thực vật thủy sinh có thể xảy ra
ở ba mức độ:
- Ô nhiễm nhẹ: kích thích sự phát triển của các loài vi khuẩn, nấm, rong, tảo, động
thực vật phiêu sinh, động vật đáy và tôm cá các loại ví dụ ô nhiễm Photpho cao tại song suối [7].
- Ô nhiễm nặng: thường làm thay đổi cấu trúc, thành phần loài và số lượng của một
số loài động thực vật thủy sinh, xuất hiện một số loài mới phù hợp với môi trường giàu chất dinh dưỡng, nhiễm bẩn cao, một số loài nhạy cảm hoặc không có khả năng chống chịu với môi trường bị ô nhiễm nặng có thể chết một cách từ từ
- Ô nhiễm rất nặng: sẽ đe dọa và có thể hủy diệt một số loài nhạy cảm với môi trường ngay
trong thời gian đầu và hủy diệt từ từ đối với các loài khác, một số loài cũ không có khả năng phục hồi và các loài mới cũng không thể xuất hiện Hệ sinh thái thủy vực bị hủy diệt hoàn toàn[8]
2.1.2.3 Ảnh hưởng đến nước ngầm
Khi môi trường nước bị ô nhiễm, vùng ven sông rạch hay vùng bán ngập do mạch nước ngầm nông, nguồn nước mặt khi bị ô nhiễm với nhiều yếu tố độc hại đã di chuyển thẳng xuống mạch nước ngầm theo phương thẳng đứng hoặc từ nước sông ngấm vào mạch nước ngầm theo phương nằm ngang dưới tác động của thủy triều mà không qua quá trình gạn dọc, làm sạch tự nhiên của môi trường đất Như vậy các nguồn nước sông, nước kênh
bị ô nhiễm sẽ gây ô nhiễm trực tiếp đến nguồn nước ngầm tầng nông
2.2 Tổng quan về nguồn nước thải nuôi tôm càng xanh
2.2.1 Nguồn phát sinh và đặc điểm nước thải nuôi tôm
Trong quá trình nuôi tôm, các hộ nuôi tôm sử dụng các loại thức ăn công nghiệp có chứa hàm lượng protein cao để giúp tôm sinh trưởng Ngoài ra, thức ăn dư thừa, phân tôm, xác tảo, sẽ làm tích tụ các hợp chất hữu cơ lơ lửng và hòa tan
Mặc dù hiện nay đa số hộ dân cho tôm ăn bằng máy cho ăn tự động và tính toán kỹ tỷ
lệ sống của tôm để cung cấp lượng thức ăn phù hợp cho đàn tôm, tuy nhiên vì nhiều yếu tố một lượng khá lớn thức ăn sẽ hòa tan vào trong nước nếu thức ăn không được tiêu thụ trong thời gian ngắn Với sự hiện diện của lượng chất hữu cơ hòa tan này sẽ trở thành "phân bón" cho tảo, đẩy mạnh sự phát triển của tảo và cuối cùng tảo sẽ bị tàn và phân hủy thành amonia
Trang 19Không giống như CO2 có thể bay hơi dễ dàng vào không khí, amonia không thể bay hơi tại điều kiện môi trường ao nuôi và sự giảm thiểu hàm lượng amonia trong ao nuôi thì
bị hạn chế bởi nhiều yếu tố như: Khả năng hấp thu hạn chế của tảo, sự bất hoạt quá trình nitrat hóa bởi nồng độ oxy thấp dưới đáy ao hay bởi pH, nhiệt độ không phù hợp Chính vì vậy, hoạt động thay nước và xi phông hàng ngày là phương pháp chủ yếu được sử dụng để giảm lượng amonia, nitrite tích tụ trong ao và làm phát sinh lượng lớn nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao, nếu không có một phương pháp xử lý thích hợp được tích hợp vào
hệ thống ao nuôi để xử lý lượng nước thải từ quá trình thay nước và xi phông thì sẽ ảnh hưởng hết sức nghiêm trọng đến môi trường và hệ sinh thái thủy vực
2.2.2 Ảnh hưởng
Các chất hữu cơ dễ bị phân hủy có nồng độ cao trong nước thải thủy sản như cacbonhydrat, protein, chất béo khi xả vào nguồn nước sẽ làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước, gây ra hiện tượng thiếu oxy trong nước không cung cấp đủ oxy cho các loài động - thực vật thủy sinh khiến các loài phải cạnh tranh nhau để sinh tồn Chính vì vậy, các loài động – thực vật dần mất đi sự đa dạng về loài và phong phú về số lượng cá thể
Các chất rắn lơ lửng làm nước đục hoặc có màu, hạn chế lượng ánh sáng chiếu vào trong nước, gây ảnh hưởng đến quá trình quang hợp của các loài thực vật thủy sinh trong nước, đồng thời làm ảnh hưởng đến hoạt động sống của các loài động vật thủy sinh như cá, tôm và các loài phù du trong nước
Nồng độ các chất Nitơ, Photpho cao gây nên hiện tượng tảo nở hoa dẫn đến hiện tượng thiếu oxy trong nước do tảo lấy oxy để phát triển quá nhiều Đồng thời do sự phát triển rầm
rộ của tảo sẽ tạo thành lớp màng ngăn không cho ánh sáng vào nước, gây ảnh hưởng đến hoạt động sống của các loài thủy sinh như thực vật không có ánh sáng để quang hợp Khi tảo chết đi sẽ làm Nitơ, Photpho quay trở lại vào nguồn nước, làm thay đổi nồng độ Nitơ, Photpho đột ngột gây ra sự tự ô nhiễm của nguồn nước
Các loài vi sinh vật gây bệnh và trứng giun sán từ trong nội tạng của nguyên liệu thủy sản khi được thải ra môi trường sẽ gây bệnh trực tiếp lên các loài động – thực vật thủy sinh trong nguồn nước sông Hàn Đồng thời nếu con người ăn phải các loài động – thực vật thủy sinh sẽ bị mắc các bệnh về đường ruột
Ngoài ra do chính quá trình phân giải chất hữu cơ của các vi sinh vật hiếu khí cũng sinh
ra khí CH4, CO2, NH3 Đây chính là nguyên nhân gây ra mùi hôi khó chịu trong không khí Đối với đất ở quanh khu vực khu công nghiệp thủy sản Thọ Quang và trầm tích đất ở đáy sông Hàn, nước thải thủy sản có thể thấm xuống đất hoặc lắng động xuống các trầm tích sông gây ra hiện tượng ô nhiễm Khiến cho các loài năng suất của các loài thực vật giảm
đi, một số loài thực vật nếu sống được sẽ bị đột biến gen dẫn đến sự suy thoái chất lượng đất trong khu vực
Đối với nước ngầm ở gần mặt đất, nước thải thủy sản thấm xuống đất và gây ô nhiễm nước ngầm Các nguồn nước ngầm nhiễm các chất hữu cơ, dinh dưỡng, vi trùng rất khó xử lý thành nước sạch cung cấp cho sinh hoạt
Trang 202.3 Tổng quan về thực vật thủy sinh
Bên cạnh những hệ động vật đa dạng thì hệ thực vật cũng phát triển phong phú không kém và cũng là thành phần then chốt của hệ sinh thái Thực vật thì có nhiều loại khác nhau nhưng dễ nhìn, dễ thấy thì sẽ có hai loại là thực vật sống trên cạn và thực vật sống dưới nước
Thực vật sống dưới nước còn gọi là thực vật thủy sinh Loài thực vật này bao gồm cả các loài thực vật sống trong nước và cả những loài nổi trên mặt nước Đa phần các loài này thuộc loài thân thảo Quá trình quan hợp của các loài này hoàn toàn giống các loài thực vật trên cạn Các chất dinh dưỡng đều được hấp thu hầu hết qua rễ, đây là cơ chế Cơ chế lọc sinh học [9]
Thực vật sống trên cạn thiếu nước hoặc không có nước sẽ hạn chế phát triển, thậm chí
sẽ chết Nhờ đặc điểm này đối với thực vật thủy sinh rất dễ nhận biết Trong trường hợp có quá nhiều nước, thực vật sống trên cạn sẽ bị thối rễ và chết Trong khi đó, thực vật thủy sinh trong nước có thể hoàn toàn phát triển mạnh mẽ mà không bị ảnh hưởng hay giảm số lượng thủy sinh vật Tùy theo điều kiện cụ thể mà có các nhóm thực vật thủy sinh khác nhau Một điểm khác cần phải lưu ý rằng: Không phải loài thực vật thủy sinh nào sống trong nước cũng đều có thể xử lý nước Chỉ có ít trong số thực vật thủy sinh mới có tính chất phù hợp cho việc xử lý môi trường bị ô nhiễm[10] Ứng dụng lục bình (Eichhornia crassipes) trong hệ xử lý nước thải trong nông nghiệp [11] hay ứng dụng thực vật trong mô hình đất ngập nước để xử lý ô nhiễm [12] [13]
Thực vật thủy sinh để xử lý môi trường nước bị ô nhiễm được chia thành ba nhóm lớn:
➢ Nhóm thực vật thủy sinh ngập nước (submerged plant)
➢ Nhóm thực vật trôi nổi (floating plants): Eichhornia crassipes, Pistia stratiotes [14]
➢ Thực vật nửa ngập nước (ermergent plants)
❖ Cây lưỡi bò (Echinidorus Amazonicus):
Trang 21Cây lưỡi bò là một loại thủy sinh rất phổ biến đối với những người chơi bể cá, nó được trồng rất nhiều trong các hồ cá kiểng ngoài việc mọc tự nhiên ở các vùng đầm, hồ Không phải ngẫu nhiên mà người ta ưa chuộng cây lưỡi bò và trồng trong hồ cá của mình mà vì
nó có những lợi ích nhất định Ngoài ra, cây lưỡi bò còn mang những giá trị khác mà không phải ai cũng biết đầy đủ [15] [16]
• Đặc điểm của cây lưỡi bò
Cây lưỡi bò có tên khoa học là Echinodorus Amazonicus, thường được trồng ở các hồ thủy sinh hoặc chậu Loài cây này xuất hiện nhiều ở các vùng châu Á, đặc biệt là Việt Nam Cây lưỡi bò dễ trồng, dễ sống, sức sống dẻo dai, có khả năng tự tách rễ sinh ra cây non nên sinh trưởng phát triển rất nhanh Thân cây nhỏ, có màu xanh như màu lá, có thể đạt tới 50cm nếu phát triển tốt, một phần thân ở trong đất, phần trên với lá khó phân biệt
Lá của cây lưỡi bò dài, vươn thẳng lên trời, có uốn lượn như gợn sóng, có một viền gân chính giữa theo chiều dọc, khi về già thì lá ngả màu sẫm hơn Các nhành lá mọc chụm lại
và xòe ra dần khi vượn lên cao, tạo thành một hình ảnh rất đẹp Bộ rễ cây lưỡi bò là rễ chùm, khá ngắn nhưng rất phát triển về bề rộng
Nếu trồng cây lưỡi bò trên cạn, có thể là trong chậu, người ta thường dùng những hòn sỏi nhỏ bỏ lên xung quanh gốc cây để giữ cho cây vững chải [3]
• Những tác dụng của cây lưỡi bò
Cây lưỡi bò có một số công dụng trong cuộc sống như:
– Làm đẹp không gian: Nhiều người trồng cây lưỡi bò trong chậu, đặt ở ban công, sân thượng hay hiên nhà tạo cho căn nhà một không gian bình dị, yên lành và giúp con người giảm stress Những ao hồ ở sân vườn biệt thự nếu có trồng cây lưỡi bò cũng rất lý tưởng Bên cạnh đó, người ta chọn những cây lưỡi bò nhỏ trồng trong chậu thủy tinh trong suốt,
để trên bàn làm việc, trên cửa sổ, quầy lễ tân, bàn tiếp khách cũng phổ biến
– Trồng trong bể cá cảnh để trang trí: Nhiều nhất là đối với những người nuôi cá cảnh trong
bể, họ thường trồng cây lưỡi bò dùng làm hậu cảnh, tạo nên một cảnh quan hết sức tươi tắn, sống động cho môi trường sống của cá Cây lưỡi bò được gợi ý cho những người mới chơi
bể cá, vì nó dễ trồng, sinh trưởng khỏe và dễ chăm sóc
– Làm sạch môi trường: Quá trình quang hợp hấp thụ CO2 và giải phóng oxy rất tốt nên cây lưỡi bò có tác dụng lọc sạch không khí, nhờ đó giảm thiểu được tình trạng ô nhiễm tại môi trường sống xung quanh nó, đồng nghĩa với việc đem lại sức khỏe tốt cho con người
và các sinh vật sống khác [8 ] [17].
– Lọc nước, xử lý nước: Ngoài ý nghĩa làm đẹp thì khi được trồng vào những chậu cá, bể
cá nhân tạo, cây lưỡi bò còn được kì vọng ở công dụng lọc nước, xử lý nước trong đó Các
Trang 22vi sinh vật sống quanh bộ rễ cây lưỡi bò sẽ tham gia quá trình làm sạch nước trong hồ bằng cách hấp thu những chất có hại trong môi trường nước Đó là nguyên nhân vì sao những bể
cá có trồng lưỡi bò thì nước trong hơn và các sinh vật sống khỏe mạnh hơn các bể khác Ví
dụ như nghiên cứu được thực hiện để đánh giá hiệu suất lọc sinh học của Echinodorus amazonicus trong việc loại bỏ nitơ vô cơ và orthophosphate từ nước thải nuôi trồng thủy sản bằng hệ thống tuần hoàn[18]
Trang 23Chương 3 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 NGUYÊN LIỆU - DỤNG CỤ – THIẾT BỊ – HÓA CHẤT
3.1.1 Vật liệu:
Cây lưỡi bò (Echinodorus Amazonicus) là một trong những loài cây thủy sinh có sức
sống tốt nhất, có thể sống bán cạn hay ngập nước toàn phần Nó có khả năng đạt tới chiều cao 50cm trong điều kiện môi trường nước thích hợp Để một cây lưỡi bò phát triển đẹp nhất, một chất nền tốt thì cần ánh sáng ở mức trung bình, nhiệt độ bể nuôi từ 22C đến 28C, với pH từ 6.5 đến 7.5, kiềm 3 đến 8
Hình 3.1 Cây lưỡi bò ((Echinodorus Amazonicus)
Trang 24- 01 tủ sấy;
- 01 máy đo pH;
- 01 máy đo DO;
- 01 máy test nhanh HANNA HI 83399;
Trang 25Hình 3.6: Máy đo độ mặn Hình 3.7: Máy test thử nhanh HI 83399
Hình 3.8: Máy đo DO Hình 3.9: Máy đo độ đục
3.2 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU
3.2.1 Thời gian nghiên cứu
Thời gian: Từ tháng 01/02/2019 đến 11/10/2019
3.2.2 Địa điểm nghiên cứu
Tại lầu 3, phòng quan trắc môi trường, trường ĐH Nguyễn Tất Thành
Địa chỉ: 331 QL1A, An Phú Đông, Quận 12, Hồ Chí Minh
Trang 263.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.3.1 Quy trình công nghệ
Cơ chế lọc sinh sinh học "Phytoremendiation" Bằng cách xử lý các chất ô nhiễm hoặc chất thải (trong đất hoặc nước bị ô nhiễm) bằng cách sử dụng các loại cỏ thực vật, làm suy giảm hoặc ổn định các chất không mong muốn (như ô nhiễm dinh dưỡng hay kim loại độc hại)
Cơ chế Phytoremediation đã nhận được sự chú ý ngày càng tăng trong những thập kỷ gần đây, vì một phương pháp mới nổi và thân thiện với môi trường, sử dụng các tính chất tự nhiên của thực vật để khắc phục nước, đất hoặc trầm tích bị ô nhiễm[13], [14]
3.3.2 Sơ đồ nghiên cứu
Thu thập, đọc, chọn lọc tài liệu từ các nguồn như: tạp chí, báo cáo, giáo trình, sách tham khảo về lĩnh vực môi trường Các thông tin từ internet về: các khái niệm, các phương pháp nghiên cứu, xử lý, phân tích mẫu nước, các nghiên cứu về thực vật (đặc biệt là cây lưỡi bò) Tham khảo các bài luận văn, các báo cáo khoa học trước đó Tất cả được tổng hợp, đánh giá và lựa chọn những thông tin, dữ liệu cần thiết cho đề tài
Cây lưỡi bò được bố trí trong mô hình qua 1 mẫu kiểm soát và 3 mẫu thử nghiệm với
4 giai đoạn: bắt đầu thí nghiệm, 5 ngày, 10 ngày và 15 ngày Ở mỗi giai đoạncây lưỡi bò được bố trí thành 03 thùng/giai đoạn và bố trí thành 03 cây/thùng
Mẫu kiểm soát (Control): để thoáng không cho cây lưỡi bò
Bảng 3.1: Sinh khối cây lưỡi bò qua các giai đoạn
khi bắt đầu (g)
Trọng lượng tươi sau các giai đoạn