Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ VETIVER và lục bình bằng mô hình đất ngập nước

CHÖÔNG 1 MÔÛ ÑAÀU 1.1. Ñaët vaán ñeà Khi nhaéc ñeán “Ñaát ngaäp nöôùc” laø ngöôøi ta nghó ngay ñeán nhöõng vuøng ñaát khoâng coù naêng suaát vaø thaäm chí baån thæu chöùa ñaày beänh taät, coân truøng,… Söï phaùt trieån ngaøy moät cao cuûa neàn kinh teá ñi ñoâi vôùi quaù trình ñoâ thò hoùa ñaõ laøm cho dieän tích ñaát ngaøy caøng thu heïp, trong ñoù coù quaù trình chuyeån hoùa Ñaát ngaäp nöôùc sang saûn xuaát noâng nghieäp thaâm canh hoaëc nuoâi troàng thuyû saûn hay san laáp ñeå taïo ra caùc vuøng ñaát cho phaùt trieån coâng nghieäp, ñoâ thò. Trong khi ñoù, Ñaát ngaäp nöôùc laïi coù moät vai troø heát söùc quan troïng ñoái vôùi cuoäc soáng con ngöôøi, nhaát laø ñoái vôùi nhöõng ngöôøi daân soáng trong vaø gaàn nhöõng vuøng Ñaát ngaäp nöôùc nhö laø: löông thöïc, thöïc phaåm, vaät lieäu laøm nhaø cöûa, ñoàng thôøi cuõng laø ñòa baøn sinh soáng vaø saûn xuaát cuûa con ngöôøi. Ñaát ngaäp nöôùc baûo veä söï ña daïng sinh hoïc, duy trì caùc quaù trình sinh thaùi, loïc saïch nöôùc thaûi, ñieàu hoøa khí haäu, baûo veä caùc giaù trò vaên hoùa lòch söû, ñoàng thôøi cuõng laø nôi tham quan, giaûi trí, du lòch vaø nghieân cöùu khoa hoïc. Cuoäc soáng haèng ngaøy cuûa nhöõng ngöôøi daân trong vuøng Ñaát ngaäp nöôùc haàu nhö döïa vaøo taøi nguyeân cuûa Ñaát ngaäp nöôùc. Moät vai troø heát söùc quan troïng cuûa Ñaát ngaäp nöôùc ñoù laø khaû naêng xöû lyù oâ nhieãm maø ñaëc bieät laø oâ nhieãm höõu cô. Vôùi tình hình nhö hieän nay, moãi ngaøy Thaønh phoá Hoà Chí Minh ñaõ thaûi ra moät löôïng nöôùc thaûi khoång loà, trong ñoù nöôùc thaûi sinh hoaït cuõng chieám moät löôïng khaù lôùn. Vaø thöû hình dung, moãi ngaøy vôùi löôïng nöôùc thaûi lôùn nhö vaäy neáu khoâng xöû lyù, tình trang moâi tröôøng seõ oâ nhieãm nghieâm troïng nhö theá naøo, aûnh höôûng ñeán söùc khoeû ngöôøi daân khu vöïc xung quanh ra sao. Ña phaàn, nguoàn nöôùc thaûi sinh hoaït ñeàu qua caùc heä thoáng coáng raõnh song caùc heä thoáng naøy thöôøng duøng chung vôùi heä thoáng thoaùt nöôùc möa thaûi tröïc tieáp ra moâi tröôøng töï nhieân, ao hoà, soâng suoái hoaëc thaûi ra bieån. Haàu nhö khoâng coù heä thoáng thu gom vaø traïm xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït rieâng bieät naøo. Tröôùc tình hình ñoù, vieäc söû duïng Ñaát ngaäp nöôùc noùi chung hay söû duïng thöïc vaät Ñaát ngaäp nöôùc noùi rieâng ñeå xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït vöøa coù theå thay theá vaø boå sung nhöõng coâng ngheä hoùa hoïc tuy mang tính coâng ngheä cao nhöng laïi toán keùm. Ñeå phuø hôïp vôùi ñieàu kieän kinh teá hieän nay thì vieäc löïa choïn giaûi phaùp aùp duïng thöïc vaät Ñaát ngaäp nöôùc, ñaëc bieät laø nhöõng loaøi thöïc vaät coù khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi cao nhö coû Vetiver, vaø moät soá loaøi thöïc vaät baûn ñòa nhö Luïc bình cho vieäc xöû lyù nöôùc thaûi laø caàn thieát. Vì leõ ñoù höôùng nghieân cöùu trong ñeà taøi naøy laø “ Khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït cuûa coû Vetiver, Luïc bình baèng moâ hình Ñaát ngaäp nöôùc”. Heä thoáng vöøa coù khaû naêng xöû lyù oâ nhieãm cao, vöøa ít chi phí laïi thaân thieän vôùi moâi tröôøng. 1.2. Teân ñeà taøi Khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït cuûa coû Vetiver vaø Luïc bình baèng moâ hình Ñaát ngaäp nöôùc. 1.3. Cô quan quaûn lyù Khoa Moâi tröôøng vaø Coâng ngheä Sinh hoïc cuûa Tröôøng Ñaïi hoïc Kyõ thuaät Coäng ngheä, Thaønh phoá Hoà Chí Minh. 1.4. Giaùo vieân höôùng daãn Thaïc só khoa hoïc Nguyeãn Vaên Ñeä Tröôûng phoøng Ñaát – Nöôùc – Moâi tröôøng Vieän Ñòa lyù Taøi nguyeân TP. Hoà Chí Minh. 1.5. Ngöôøi thöïc hieän Sinh vieân Traàn Ngoïc Nam – lôùp 05DSH1 Maõ soá sinh vieân: 105111043 Khoa Moâi tröôøng – Coâng ngheä Sinh hoïc Tröôøng Ñaïi hoïc Kyõ thuaät Coâng ngheä TP. Hoà Chí Minh. 1.6. Lyù do choïn ñeà taøi OÂ nhieãm moâi tröôøng töø caùc nguoàn nöôùc thaûi sinh hoaït ôû caùc khu daân cö ñoâ thò, caùc nguoàn töø nhöõng con keânh, coáng… ñaõ gaây aûnh höôûng nghieâm troïng ñeán moâi tröôøng soáng söùc khoeû cuaû con ngöôøi, song nhaø nöôùc ñaõ boû ra moät soá chi phí khoâng ít cho vieäc xöû lyù nöôùc thaûi nhöng vaãn chöa giaûi quyeát trieät ñeå, maët khaùc löôïng oâ nhieãm laïi ngaøy caøng gia taêng. Khaùc vôùi nhöõng coâng ngheä hoùa lyù thì coâng ngheä sinh hoïc söû duïng heä thoáng Ñaát ngaäp nöôùc ñeå xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït laø ñieàu khaù khaû thi. Ñaát ngaäp nöôùc coù vai troø xöû lyù chaát oâ nhieãm cao maø ñaëc bieät laø oâ nhieãm höõu cô, vöøa mang tính hieäu quaû maø chi phí laïi ít toán keùm, raát thích hôp cho tình hình kinh teá hieän nay. Treân theá giôùi, vieäc söû duïng heä thoáng Ñaát ngaäp nöôùc ñeå xöû lyù nöôùc thaûi ñaõ ñöôïc aùp duïng vaø mang laïi keát quaû toái öu. ÔÛ Vieät Nam cuõng ñaõ coù nhöõng öùng duïng nhöng chæ ôû qui moâ töï phaùt. Vì vaäy, vieäc ñöa ra nhöõng thoâng soá cô baûn veà khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi noùi chung vaø nöôùc thaûi sinh hoaït noùi rieâng cuûa thöïc vaät Ñaát ngaáp nöôùc (coû Vetiver, Luïc bình) laø caàn thieát. Beân caïnh ñoù heä thoáng Ñaát ngaäp nöôùc coøn taïo theâm maûng xanh cho moâi tröôøng vaø taïo myõ quan cho thieân nhieân. 1.7. Ñoái töôïng vaø phaïm vi nghieân cöùu Ñoái töôïng nghieân cöùu cuûa ñeà taøi laø: - Nöôùc thaûi sinh hoaït - Ñaát ngaäp nöôùc - Coû Vetiver, Luïc bình Kieåm soaùt nguoàn nöôùc thaûi oâ nhieãm töø ñaàu vaøo tröôùc khi qua heä thoáng. Thieát keá moâ hình xöû lyù ñaûm baûo nguoàn thaûi ñaàu ra ñaït yeâu caàu. 1.8. Muïc ñích nghieân cöùu Thöû nghieäm khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït cuûa coû Vetiver, Luïc bình baèng moâ hình Ñaát ngaäp nöôùc 1.9. Noäi dung nghieân cöùu Thu thaäp taøi lieäu coù lieân quan ñeán ñoái töôïng nghieân cöùu: nöôùc thaûi sinh hoaït, Ñaát ngaäp nöôùc, coû Vetiver, Luïc bình. Boá trí thí nghieäm nhaèm khaûo saùt khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït cuûa coû Vetiver, Luïc bình giaûm thieåu oâ nhieãm moâi tröôøng Phaân tích caùc thoâng soá ñaàu vaøo vaø ñaàu ra cuûa nöôùc thaûi sinh hoaït sau khi qua heä thoáng xöû lyù: pH, Eh, EC, TDS, DO, COD, BOD5, SS. 1.10. Phöông phaùp nghieân cöùu 1.10.1. Phöông phaùp luaän: Töø nhöõng vaán ñeà böùc xuùc cuûa moâi tröôøng Thaønh phoá noùi chung vaø moâi tröôøng khu daân cö sinh soáng noùi rieâng. Ñaëc bieät laø moâi tröôøng nöôùc cuûa caùc heä thoáng keânh, coáng, raïch ôû vuøng ngoaïi thaønh ñang ñoâ thò hoùa bò oâ nhieãm khaù naëng; ñeán vieäc tìm hieåu nhöõng coâng ngheä xöû lyù hoùa lyù coù theå söû duïng ñeå xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït cho thaáy coøn nhieàu haïn cheá, do chi phí cao vaø vaän haønh khaù phöùc taïp. Do đó, việc lưa chọn moät coâng ngheä coù khả năng xử lý tốt, chi phí thấp coù theå xem laø toái öu vaø thích hôïp vôùi tình hình kinh teá hieän nay: ÖÙng duïng khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi cuûa heä thoáng Ñaát ngaäp nöôùc. ÖÙng duïng moät soá thöïc vaät Ñaát ngaäp nöôùc, ñaëc bieät laø thöïc vaät baûn ñòa coù khaû naêng xöû lyù oâ nhieãm ñeå xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït. 1.10.2. Phöông phaùp chöùng minh: 1.10.2.1. Phöông phaùp chöùng minh tröïc tieáp Ñöa ra daãn chöùng goàm caùc ñieàu ñaõ ñöôïc coâng nhaän, lyù luaän, soá lieäu, taøi lieäu thu thaäp, hình aûnh nhaèm chöùng minh cho caàn ñieàu caàn theå hieän. 1.10.2.2. Phöông phaùp chöùng minh giaùn tieáp Khi khoâng theå noái tröïc tieáp vôùi ñieàu caàn chöùng minh vôùi caùc ñieàu ñaõ ñöôïc coâng nhaän thì ñöa ra moät ñieàu maâu thuaãn vôùi ñieàu caàn chöùng minh. Töø caùi “sai” naøy seõ ñöa ñeán caùi “ ñuùng” cuûa vaán ñeà. Ví duï: - Khoâng theå noùi tröïc tieáp thöïc vaät thaân thaûo, troâi noåi coù thích hôïp xöû lyù hôn thaân goã cao, to thì ñöa ra ñaëc tính cuûa thöïc vaät thaân goã, thaân coû, thaân troâi noåi cho thaáy söï maâu thuaãn cuûa thaân goã vôùi dieän tích nhoû heïp vuøng tieán haønh thí nghieäm daãn ñeán vieäc phaûi duøng caây thaân coû, troâi noåi. - Hay khoâng theå noùi nöôùc ñi ra caàn laøm saïch theâm baèng thöïc vaät Ñaát ngaäp nöôùc thì ñöa ra maâu thuaãn caùc thoâng soá khoâng ñaït cuûa nöôùc thaûi vaø nhu caàu caáp thieát taùi söû duïng nöôùc phuïc vuï cho nhöõng muïc ñích khaùc, daãn ñeán caàn laøm saïch theâm nöôùc ñi ra baèng heä thoáng thöïc vaät Ñaát ngaäp nöôùc. 1.10.3. Phöông phaùp tìm kieám döõ lieäu Söu taàm caùc taøi lieäu coù saün, soá lieäu xaûy ra trong quaù khöù; khaùm phaù hay dòch thuaät taøi lieäu môùi. Sau ñoù choïn loïc ñaùnh giaù, phaân tích toång hôïp döõ lieäu. 1.10.4. Phöông phaùp cuï theå: 1.10.4.1. Toång hôïp caùc soá lieäu Xöû lyù, phaân tích toång hôïp caùc taøi lieäu, soá lieäu thu thaäp theo muïc tieâu ñeà ra. 1.10.4.2. Phöông phaùp chuyeân gia Caùc yù kieán tö vaán, ñoùng goùp xaây döïng ñöôïc söû duïng trong vieäc löïa choïn caùc vaán ñeà chính, xaây döïng khung chieán löôïc, löïa choïn chieán löôïc vaø vaïch ra chieán löôïc chi tieát. 1.10.4.3. Phöông phaùp thöïc nghieäm Tieán haønh thöïc hieän khaûo saùt thöïc ñòa laáy maãu, thí nghieäm, khaûo saùt, ño ñaïc vaø quan traéc. 1.10.4.4. Phöông phaùp thoáng keâ Heä thoáng hoùa caùc chæ tieâu caàn thoáng keâ, tieán haønh ñieàu tra thoáng keâ, toång hôïp thoáng keâ, phaân tích vaø döï ñoaùn. 1.10.4.5. Phöông phaùp phaân tích hoùa, lyù cuûa nöôùc Veà thaønh phaàn hoaù hoïc: döïa vaøo ñaëc tính nöôùc thaûi sinh hoaït neân chuû yeáu phaân tích caùc chæ tieâu veà BOD5, COD, SS trong nöôùc keát hôïp vôùi moät soá chæ tieâu ño taïi thöïc ñòa nhö: pH, Eh, EC, TDS, DO. 1.11. Giôùi haïn cuûa ñeà taøi Keát quaû thu ñöôïc töø moâ hình töông ñoái khaû quan, song trong quaù trình thöïc hieän coøn nhieàu haïn cheá: Thôøi gian: thöïc hieän gaàn 3 thaùng töø ngaøy 1/04/2009 ñeán ngaøy 24/06/2009 Soá chæ tieâu khaûo saùt chaát löôïng nöôùc thaûi khoâng nhieàu ( COD, BOD5, SS, DO, Eh, pH, EC, TDS) phaàn naøo aûnh höôûng ñeán ñaùnh giaù cuûa thí nghieäm. Ñoái töôïng: coû Vetiver, Luïc bình Chöa coù ñieàu kieän thöïc hieän moâ hình thöïc nghieäm ôû moät dieän tích ñaát vaø caây troàng ñuû lôùn ñeå coù theå thaáy roõ hôn möùc ñoä xöû lyù nöôùc thaûi cuûa coû Vetiver, Luïc bình treân thöïc teá. 1.12. YÙ nghóa cuûa ñeà taøi Thoâng qua nghieân cöùu cuûa ñeà taøi ñeå goùp phaàn laøm saùng toû theâm vieäc söû duïng thöïc vaät cuûa ñaát ngaäp nöôùc nhö laø moät coâng cuï xöû lyù nöôùc thaûi. Coù theå xem ñaây laø moät phöông thöùc xöû lyù – haøi hoøa giöõa lôïi ích kinh teá vaø lôïi ích moâi tröôøng, mang tính kinh teá cao vaø phuø hôïp vôùi ñieàu kieän nöôùc ta, ñaëc bieät laø vuøng ngoaïi thaønh ñang ñoâ thò hoùa. Haïn cheá ñöa vaøo moâi tröôøng caùc nguoàn chaát thaûi gaây oâ nhieãm, ñaûm baûo muïc tieâu phaùt trieån beàn vöõng vaø ñaûm baûo chaát löôïng moâi tröôøng soáng con ngöôøi. Ñoàng thôøi ñöa ra moät soá thoâng soá cô baûn trong vieäc thieát keá heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi baèng thöïc vaät. CHÖÔNG 2 TOÅNG QUAN VEÀ ÑAÁT NGAÄP NÖÔÙC VAØ THÖÏC VAÄT ÑAÁT NGAÄP NÖÔÙC 2.1. Khaùi quaùt veà Ñaát ngaäp nöôùc vaø chöùc naêng xöû lyù nöôùc thaûi 2.1.1. Caùc ñònh nghóa veà Ñaát ngaäp nöôùc Thuaät ngöõ Ñaát ngaäp nöôùc ñöôïc hieåu theo nhieàu caùch khaùc nhau, tuyø theo quan ñieåm, ngöôøi ta coù theå chaáp nhaän caùc ñònh nghóa khaùc nhau. Caùc ñònh nghóa veà ñaát ngaäp nöôùc coù theå chia laøm 2 nhoùm chính. Moät nhoùm theo ñònh nhóa roäng, nhoùm thöù hai theo ñònh nghóa heïp. Caùc ñònh nghóa veà Ñaát ngaäp nöôùc theo nghóa roäng nhö ñònh nghóa cuûa coâng öôùc Ramsar, ñònh nghóa theo chöông trình ñieàu tra Ñaát ngaäp nöôùc cuûa Myõ, Canada, New Zealand vaø OÂxtraâylia. Theo coâng öôùc Ramsar (naêm 1971) Ñaát ngaäp nöôùc ñöôïc ñònh nghóa nhö sau: "Ñaát ngaäp nöôùc ñöôïc coi laø caùc vuøng ñaàm laày, than buøn hoaëc vuøng nöôùc duø laø töï nhieân hay nhaân taïo, ngaäp nöôùc thöôøng xuyeân hoaëc töøng thôøi kyø, laø nöôùc tónh, nöôùc chaûy, nöôùc ngoït, nöôùc lôï hay nöôùc maën, bao goàm caû nhöõng vuøng bieån maø ñoä saâu möïc nöôùc khi thuûy trieàu ôû möùc thaáp nhaát khoâng vöôït quaù 6m." Theo chöông trình quoác gia veà ñieàu tra Ñaát ngaäp nöôùc cuûa Myõ : veà vò trí phaân boá, Ñaát ngaäp nöôùc laø nhöõng vuøng chuyeån tieáp giöõa nhöõng heä sinh thaùi treân caïn vaø nhöõng heä sinh thaùi thuyû vöïc. Nhöõng nôi naøy möïc nöôùc ngaàm thöôøng naèm saùt maët ñaát hoaëc thöôøng xuyeân ñöôïc bao phuû bôûi lôùp nöôùc noâng. Ñaát ngaäp nöôùc phaûi coù moät trong ba thuoäc tính sau: + Coù thôøi kyø naøo ñoù, ñaát thích hôïp cho phaàn lôùn caùc loaøi thöïc vaät thuûy sinh. + Neàn ñaát haàu nhö khoâng bò khoâ. + Neàn ñaát khoâng coù caáu truùc roõ reät hoaëc baõo hoøa nöôùc, bò ngaäp nöôùc ôû möùc caïn taïi moät soá thôøi ñieåm naøo ñoù trong muøa sinh tröôûng haøng naêm. Theo caùc nhaø khoa hoïc Canada : “Ñaát ngaäp nöôùc laø ñaát baõo hoøa nöôùc trong thôøi gian daøi ñuû ñeå hoå trôï caùc quaù trình thuûy sinh. Ñoù laø nhöõng nôi khoù tieâu thoaùt nöôùc, coù thöïc vaät thuyû sinh vaø caùc hoaït ñoâng sinh hoïc thích hôïp vôùi moâi tröôøng aåm öôùt.” Theo caùc nhaø khoa hoïc New Zealand : “Ñaát ngaäp nöôùc laø moät khaùi nieäm chung ñeå chæ nhöõng vuøng ñaát aåm öôùt töøng thôøi kyø hoaëc thöôøng xuyeân. Nhöõng vuøng ñaát ngaäp nöôùc ôû möùc caïn vaø nhöõng vuøng chuyeån tieáp giöõa ñaát vaø nöôùc. Nöôùc coù theå laø nöôùc ngoït, nöôùc lôï hoaëc nöôùc maën. Ñaát ngaäp nöôùc ôû traïng thaùi töï nhieân hoaëc ñaëc tröng bôûi caùc loaïi thöïc vaät vaø ñoäng vaät thích hôïp vôùi ñieàu kieän soáng aåm öôùt.” Theo caùc nhaø khoa hoïc OÂxtraâylia : “Ñaát ngaäp nöôùc laø nhöõng vuøng ñaàm laày, baõi laày than buøn, töï nhieân hoaëc nhaân taïo, thöôøng xuyeân, theo muøa hoaëc theo chu kyø, nöôùc tónh hoaëc nöôùc chaûy, nöôùc ngoït, nöôùc lôï hoaëc nöôùc maën, bao goàm nhöõng baõi laày vaø nhöõng khu röøng ngaäp maën loä ra khi thuyû trieàu xuoáng thaáp.” Ñònh nghóa do caùc kyõ sö quaân ñoäi Myõ ñeà xuaát vaø laø ñònh nghóa chính thöùc taïi Myõ : “Ñaát ngaäp nöôùc laø nhöõng vuøng ñaát bò ngaäp hoaëc baõo hoaø bôûi nöôùc beà maët hoaëc nöôùc ngaàm moät caùch thöôøng xuyeân vaø thôøi gian ngaäp ñuû ñeå hoã trôï cho tính öu vieät cuûa thaûm thöïc vaät thích nghi ñieån hình trong ñieàu kieän ñaát baõo hoaø nöôùc. Ñaát ngaäp nöôùc nhìn chung goàm: ñaàm laày, ñaàm phaù, ñaàm laày caây buïi vaø nhöõng vuøng ñaát töông töï.” Nhöõng ñònh nghóa treân theo nghóa heïp, nhìn chung ñeàu xem Ñaát ngaäp nöôùc nhö ñôùi chuyeån tieáp sinh thaùi, nhöõng dieän tích chuyeån tieáp giöõa moâi tröôøng treân caïn vaø ngaäp nöôùc, nhöõng nôi maø söï ngaäp nöôùc cuûa ñaát gaây ra söï phaùt trieån cuûa moät heä thöïc vaät ñaëc tröng. Hieän nay ñònh nghóa theo coâng nöôùc Ramsar laø ñònh nghóa ñöôïc nhieàu ngöôøi söû duïng. 2.1.2. Caùc chöùc naêng cuûa ñaát ngaäp nöôùc 2.1.2.1. Chöùc naêng sinh thaùi cuûa ñaát ngaäp nöôùc. Naïp nöôùc ngaàm : nöôùc ñöôïc thaám töø caùc vuøng Ñaát ngaäp nöôùc xuoáng caùc taàng ngaäp nöôùc trong loøng ñaát, nöôùc ñöôïc giöõ ôû ñoù vaø ñieàu tieát daàn thaønh doøng chaûy beà maët ôû vuøng Ñaát ngaäp nöôùc khaùc cho con ngöôøi söû duïng. Haïn cheá aûnh höôûng cuûa luõ luït : baèng caùch giöõ vaø ñieàu hoaø löôïng nöôùc möa nhö boàn chöùa töï nhieân, giaûi phoùng nöôùc luõ töø töø, töø ñoù coù theå laøm giaûm hoaëc haïn cheá luõ ôû vuøng haï löu. OÅn ñònh vi khí haäu : do chu trình trao ñoåi chaát vaø nöôùc trong caùc heä sinh thaùi, nhôø lôùp phuû thöïc vaät cuûa Ñaát ngaäp nöôùc, söï caân baèng giöõa O2 vaø CO2 trong khí quyeån laøm cho vi khí haäu ñòa phöông ñöôïc oån ñònh, ñaëc bieät laø nhieät ñoä vaø löôïng möa oån ñònh. Choáng soùng, baõo, oån ñònh bôø bieån vaø choáng xoùi moøn : nhôø lôùp phuû thöïc vaät, ñaëc bieät laø röøng ngaäp maën ven bieån, thaûm coû… coù taùc duïng laøm giaûm söùc gioù cuûa baõo vaø baøo moøn ñaát cuûa doøng chaûy beà maët. Xöû lyù, giöõ laïi chaát caën, chaát ñoäc, chaát oâ nhieãm : vuøng Ñaát ngaäp nöôùc ñöôïc coi nhö laø beå loïc töï nhieân, coù taùc duïng giöõ laïi caùc chaát laéng ñoïng vaø chaát ñoäc (chaát thaûi sinh hoaït vaø coâng nghieäp). Giöõ laïi chaát dinh döôõng : laøm nguoàn phaân boùn cho caây vaø thöùc aên cuûa caùc sinh vaät soáng trong heä sinh thaùi ñoù. Saûn xuaát sinh khoái : raát nhieàu vuøng Ñaát ngaäp nöôùc laø nôi saûn xuaát vaø xuaát khaåu sinh khoái laøm nguoàn thöùc aên cho caùc sinh vaät thuûy sinh, caùc loaøi ñoäng vaät hoang daõ cuõng nhö vaät nuoâi. Giao thoâng thuûy : haàu heát soâng, keânh, raïch, caùc vuøng hoà chöùa nöôùc lôùn, vuøng ngaäp luït thöôøng xuyeân hay theo muøa,… ñaëc bieät laø vuøng ñoàng baèng soâng Cöûu Long, vaän chuyeån thuûy ñoùng vai troø heát söùc quan troïng trong ñôøi soáng cuõng nhö phaùt trieån kinh teá cuûa caùc coäng ñoàng daân cö ñòa phöông. Giaûi trí, du lich : caùc khu baûo toàn Ñaát ngaäp nöôùc nhö Traøm Chim ( Tam Noâng, Ñoàng Thaùp), vaø Xuaân Thuyû (Nam Ñònh), nhieàu vuøng caûnh quan ñeïp nhö Bích Ñoäng vaø Vaân Long, cuõng nhö nhieàu ñaàm phaù ven bieån mieàn Trung… thu huùt nhieàu du khaùch ñeán tham quan giaûi trí. 2.1.2.2. Chöùc naêng kinh teá Taøi nguyeân röøng : caùc loaøi ñoäng vaät thöôøng raát phong phuù ôû caùc vuøng Ñaát ngaäp nöôùc, taïo neân nguoàn taøi nguyeân thieân nhieân phong phuù, coù theå khai thaùc ñeå phuïc vuï lôïi ích kinh teá. Taøi nguyeân röøng cung caáp moät loaït caùc saûn phaåm quan troïng nhö : goã, than, cuûi vaø caùc saûn phaåm khaùc nhö nhöïa, tinh daàu, tanin, döôïc lieäu. Nhieàu vuøng Ñaát ngaäp nöôùc raát giaøu ñoäng vaät hoang daõ ñaëc bieät laø caùc loaøi chim nöôùc, cung caáp nhieàu loaïi saûn phaåm, trong ñoù coù nhieàu loaïi coù giaù trò thöông maïi cao (da caù saáu, ñoài moài). Thuyû saûn : caùc vuøng Ñaát ngaäp nöôùc laø moâi tröôøng soáng vaø laø nôi cung caáp thöùc aên cho caùc loaøi thuûy sinh coù giaù trò kinh teá cao nhö caù, toâm, cua, ñoäng vaät thaân meàm… Taøi nguyeân coû vaø taûo bieån : nhieàu dieän tích Ñaát ngaäp nöôùc ven bieån coù nhöõng loaïi taûo, coû bieån laø nguoàn thöùc aên cuûa nhieàu loaøi thuûy sinh vaät vaø coøn ñöôïc söû duïng laøm thöùc aên cho ngöôøi vaø gia suùc, laøm phaân boùn vaø döôïc lieäu… Saûn phaåm noâng nghieäp : caùc ruoäng luùa nöôùc chuyeân canh hoaëc xen canh vôùi caùc caây hoa maøu khaùc ñaõ taïo neân nhieàu saûn phaåm quan troïng khaùc cuûa vuøng Ñaát ngaäp nöôùc. Cung caáp nöôùc ngoït : nhieàu vuøng Ñaát ngaäp nöôùc laø nguoàn cung caáp nöôùc ngoït cho sinh hoaït, cho töôùi tieâu, cho chaên nuoâi gia suùc vaø saûn xuaát coâng nghieäp. Tieàm naêng naêng löôïng : than buøn laø moät nguoàn nhieân lieäu quan troïng, caùc ñaäp, thaùc nöôùc cuõng laø nguoàn cung caáp naêng löôïng. Röøng traøm Vieät Nam coù khoaûng 305 trieäu taán than buøn cung caáp nguoàn naêng löôïng lôùn. Lôùp than buøn naøy ñöôïc duøng laøm phaân boùn vaø ngaên caûn quaù trình xì pheøn. 2.1.2.3. Giaù trò ña daïng sinh hoïc Giaù trò ña daïng sinh hoïc laø thuoäc tính ñaëc bieät vaø quan troïng cuûa Ñaát ngaäp nöôùc. Nhieàu vuøng Ñaát ngaäp nöôùc laø nôi cö truù raát thích hôïp cuûa caùc loaøi ñoäng vaät hoang daõ, ñaëc bieät laø loaøi chim nöôùc, trong ñoù coù nhieàu loaøi chim di truù. Chæ rieâng heä sinh thaùi röøng ngaäp maën vuøng cöûa soâng ven bieån, moät kieåu heä sinh thaùi ñöôïc taïo thaønh bôûi moâi tröôøng trung gian giöõa bieån vaø ñaát lieàn, laø moät heä sinh thaùi coù naêng suaát cao, ñoùng vai troø quan troïng trong neàn kinh teá, baûo veä moâi tröôøng vaø ña daïng sinh hoïc. Ñoù laø nôi cung caáp caùc laâm saûn, noâng saûn vaø haûi saûn coù giaù trò kinh teá cao. Beân caïnh vai troø ñieàu hoaø khí haäu, haïn cheá xoùi lôû, oån ñònh vaø môû roäng baõi boài. Giaù trò ña daïng sinh hoïc cuûa Ñaát ngaäp nöôùc bao goàm caû giaù trò vaên hoùa, noù lieân quan tôùi cuoäc soáng taâm linh, caùc leã hoäi truyeàn thoáng phaûn aùnh öôùc voïng cuûa ngöôøi daân ñòa phöông soáng trong ñoù vaø caùc hoaït ñoäng du lòch sinh thaùi… giaù trò vaên hoaù bao goàm caû tri thöùc baûn ñòa cuûa ngöôøi daân trong nuoâi troàng, khai thaùc vaø söû duïng caùc taøi nguyeân thieân nhieân vaø caùch thích öùng cuûa con ngöôøi vôùi moâi tröôøng töï nhieân( luõ luït, hieän töôïng ngaäp nöôùc theo muøa hoaëc ñoät bieán cuûa thieân nhieân…). Nhieàu keát quaû nghieân cöùu ñaõ chöùng minh moái quan heä giöõa töï nhieân, xaõ hoäi, ngoân ngöõ vaø vaên hoaù laø khoâng theå taùch rôøi, noù theå hieän loøng tin cuûa con ngöôøi. Thoâng thöôøng nôi naøo coù giaù trò ña daïng sinh hoïc cao thì cuõng laø nôi cö truù cuûa ngöôøi daân baûn ñòa. Ngöôøi ta chöa thoáng keâ ñöôïc bao nhieâu xaõ hoäi truyeàn thoáng nhöng loaïi tröø caùc cö daân thaønh thò coøn khoaûng 85% daân soá theá giôùi soáng ôû caùc vuøng ñòa lyù khaùc nhau : vuøng ñòa cöïc, vuøng sa maïc, caùc vuøng röøng nhieät ñôùi vaø vuøng Ñaát ngaäp nöôùc… taát caû caùc yeáu toá töï nhieân naøy goùp phaàn khoâng nhoû taïo neân vaên hoaù truyeàn thoáng cuûa ngöôøi daân ñòa phöông. Baûo toàn caùc heä sinh thaùi töï nhieân trong ñoù coù caùc heä sinh thaùi Ñaát ngaäp nöùôc cuõng laø baûo veä caùi noâi vaên hoaù truyeàn thoáng. 2.1.3. Caùc loaïi hình ñaát ngaäp nöôùc vaø cô cheá caùc quaù trình xöû lyù trong ñaát ngaäp nöôùc 2.1.3.1. Lòch söû söû duïng ñaát ngaäp nöôùc ñeå laøm saïch nöôùc. Ñaát ngaäp nöôùc ñöôïc söû duïng ñeå caûi thieän chaát löôïng nöôùc ñaõ ñöôïc bieát ñeán vaøo nhöõng thaäp kyû 20 cuûa theá kyû tröôùc, nhöng haàu heát laø caùc Ñaát ngaäp nöôùc töï nhieân (U.S. EPA, 1999). Nhöõng nghieân cöùu xaây döïng Ñaát ngaäp nöôùc ( Ñaát ngaäp nöôùc nhaân taïo) ñeå xöû lyù nöôùc thaûi baét ñaàu vaøo nhöõng naêm 1950 ôû Ñöùc (Seidel, 1976), ôû Hoa kyø vaøo nhöõng naêm 1970 ñeán 1980 vaø phaùt trieån maïnh trong nhöõng naêm 1990, ngöôøi ta xaây döïng nhieàu heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi baèng Ñaát ngaäp nöôùc vaø aùp duïng roäng raûi khoâng chæ ñeå xöû lyù nöôùc thaûi ñoâ thò maø coøn ñeå xöû lyù nöôùc thaûi cho caùc khu coâng nghieäp vuøng khai khoaùng vaø nöôùc thaûi noâng nghieäp. Hình 2.1 : Maãu moâ hình ñaát ngaäp nöôùc 2.1.3.2. Caùc loaïi hình ñaát ngaäp nöôùc Caùc heä thoáng baõi loïc khaùc nhau bôûi doøng chaûy, moâi tröôøng vaø caùc loaøi thöïc vaät troàng treân baõi loïc. Moät caùch toång quaùt ta coù theå phaân loaïi baõi loïc troàng caây (Ñaát ngaäp nöôùc) thaønh ba loaïi: Ñaát ngaäp nöôùc töï nhieân: Duø ÑNN nhaân taïo hieän nay ñöôïc duøng thöôøng hôn ÑNN töï nhieân, vieäc söû duïng ÑNN töï nhieân cho xöû lyù vaãn neân ñöôïc caân nhaéc kyõ khi phaùc thaûo toång theå chi phí xaây döïng. Ñeå xaùc ñònh roõ neáu moät vuøng ÑNN töï nhieân coù theå ñöôïc söû duïng, caàn tính toaùn ñeán soá löôïng kích thöôùc cuûa döï aùn. Theâm vaøo ñoù, caàn xöû lyù sô boä, xaùc ñònh roõ loaïi oáng daãn nöôùc, ñieàu khieån doøng ngaäp luõ vaø ruûi ro sinh thaùi ñeå ñaùnh giaù daøi haïn vaø ngaén haïn coù theå ñöôïc veà tieàm naêng vaø öùng duïng moâi tröôøng. (theo EPA, 1996) Nhìn chung, ÑNN töï nhieân xöû lyù ñöôïc vôí nöôùc thaûi töø ñoâ thò, coâng nghieäp, nöôùc möa vaø noâng nghieäp. Baûng döôùi ñaây giôùi thieäu toùm taét caùc möùc xöû lyù sô boä nöôùc thaûi ñaït tôùi möùc nhoû nhaát ñeán khoâng ñoåi trong ÑNN töï nhieân Baûng 2.1: Caùc möùc xöû lyù sô boä nöôùc thaûi trong ÑNN töï nhieân Thaønh phaàn Möùc xöû lyù ban ñaàu ñeà xuaát Taùc ñoäng coù haïi tieàm taøng Yeâu caàu oxy sinh hoïc (BOD) Thöù sinh nhoû nhaát 20-30 mg/l Caïn kieät oxy, muøi, muoãi Toång chaát lô löûng Thöù sinh nhoû nhaát Caïn kieät oxy, laøm ngaït thôû reã caây, Chaát raén 30-50mg/l NH4 – N (coù theå cao hôn) Lôùn nhaát 5mg/l Caïn oxy, Ñoä ñoäc amoni khoâng ion Toång Nitô ít hôn 30mg/l Phuù duôõng hoùa, choïn loïc loaøi sinh tröôûng nhanh Toång phosphorus ít hôn 1.0 mg/l Phuù döôõng hoùa, choïn loïc loaøi sinh tröôûng nhanh Toång chaát raén hoøa tan Ñaëc tröng vò trí Gaây ñoäc tôùi söï thích nghi cuaû caây vaø caùc loaøi vaät Kim loaïi vaø chaát ñoäc khaùc döôùi möùc gaây ñoäc clo Tích luõy noàng ñoä gaây ñoäc , môû roäng sinh hoïc trong chuoãi thöùc aên (Nguoàn: taøi lieäu natural wetland treatment) Nhaân toá quan troïng nhaát trong quyeát ñònh neáu moät ÑNN seõ hoaït ñoäng nhö moät caùch xöû lyù thay theá phuø hôïp laø thöïc vaät. Nhieàu loaïi caây thuoäc ÑNN töï nhieân khoâng theå soáng laâu trong ÑNN do gia taêng nhieàu doøng chaûy (theo EPA,1993). Duy chæ moät soá ít trong toång soá caùc loaøi vuøng ÑNN thích nghi chòu ñöôïc gia taêng trong nöôùc töï nhieân. Haàu heát caùc vuøng ÑNN töï nhieân khoâng thích hôïp duøng xöû lyù nöôùc thaûi do caùc loaøi caây khoâng coù khaû naêng choáng ñôõ khi coù söï taêng cao doøng chaûy, duø vaäy coù ba loaïi ÑNN töï nhieân theå hieän ñöôïc khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi vaø nöôùc möa nhö: (1) ñaàm laày, (2) vuøng ñaát ngaäp luõ, (3) vuøng ñaát buïi caây raäm. Nhìn chung, ñaây laø ba loaïi hình ÑNN cô baûn thích hôïp xöû lyù: (1) doøng chaûy ngang coá ñònh trong moät hoà, (2) doøng chaûy ngang coá ñònh trong moät con soâng vaø (3) doøng chaûy thaúng ñöùng hay cheùo vaän chuyeån trong maët ñaát nghieâng vaø coá ñònh trong moät vuøng nhaän nöôùc. Ñaát ngaäp nöôùc doøng chaûy beà maët (surface flow wetland) hay baõi loïc troàng caây ngaäp nöôùc Heä thoáng naøy moâ phoûng moät ñaàm laày hay Ñaát ngaäp nöôùc töï nhieân. Döôùi ñaùy baõi loïc laø moät lôùp ñaát seùt töï nhieân hay nhaân taïo, hoaëc raûi moät lôùp vaûi nhöïa choáng thaám. Treân lôùp choáng thaám laø ñaát hoaëc vaät lieäu phuø hôïp cho söï phaùt trieån cuûa thöïc vaät coù thaân nhoâ leân khoûi maët nöôùc. Doøng nöôùc nöôùc thaûi chaûy ngang treân beà maët lôùp vaät lieäu loïc. Hình daïng baõi loïc naøy thöôøng laø keânh daøi heïp, vaän toác doøng chaûy chaäm, thaân caây troàng nhoâ leân trong baõi loïc laø nhöõng ñieàu kieän caàn thieát ñeå taïo neân cheá ñoä thuyû kieåu doøng chaûy ñaåy ( plug-flow). Hình 2.2 : Baõi loïc troàng caây doøng chaûy maët Ñaát ngaäp nöôùc doøng chaûy döôùi beà maët (subsurface flow wetland) hay baõi loïc troàng caây doøng chaûy ngaàm hay baõi loïc ngaàm troàng caây Heä thoáng naøy chæ môùi xuaát hieän gaàn ñaây vaø ñöôïc bieát ñeán vôùi caùc teân goïi khaùc nhau nhö loïc ngaàm troàng caây (Vegetated submerged bed – VBS), heä thoáng xöû lyù vôùi vuøng reã (Root zone system ), beå loïc vôùi vaät lieäu soûi troàng saäy ( Rock reed filter) hay beå loïc vi sinh vaø vaät lieäu ( Microbial rock filter). Caáu taïo cuûa baõi loïc ngaàm troàng caây veà cô baûn cuõng goàm caùc thaønh phaàn töông töï nhö baõi loïc troàng caây ngaäp nöôùc nhöng nöôùc thaûi chaûy ngaàm trong phaàn loïc cuûa baõi loïc. Lôùp loïc, nôi thöïc vaät phaùt trieån treân ñoù, thöôøng goàm coù ñaát, caùt, soûi, ñaù daêm vaø ñöôïc xeáp theo thöù töï töø treân xuoáng döôùi, giöõ ñoä xoáp cuûa lôùp loïc. Doøng chaûy coù theå coù daïng chaûy töø döôùi leân, töø treân xuoáng döôùi hoaëc chaûy theo phöông naèm ngang. Doøng chaûy phoå bieán nhaát ôû baõi loïc ngaàm laø doøng chaûy ngang. Haàu heát caùc heä thoáng ñöôïc thieát keá vôùi ñoä doác 1% hoaëc hôn. Khi chaûy qua lôùp vaät lieäu loïc, nöôùc thaûi ñöôïc loïc saïch nhôø tieáp xuùc vôùi beà maët cuûa caùc haït vaät lieäu loïc vaø vuøng reã cuûa thöïc vaät troàng trong baõi loïc. Vuøng ngaäp nöôùc thöôøng thieáu oxy, nhöng thöïc vaät cuûa baõi loïc coù theå vaän chuyeån moät löôïng oxy ñaùng keå tôùi heä thoáng reã taïo neân tieåu vuøng hieáu khí caïnh reã vaø vuøng reã, cuõng coù moät vuøng hieáu khí trong lôùp loïc saùt beà maët tieáp giaùp giöõa ñaát vaø khoâng khí. Baõi loïc ngaàm troàng caây doøng chaûy ngang coù khaû naêng xöû lyù chaát höõu cô vaø raén lô löûng toát, nhöng khaû naêng xöû lyù caùc chaát dinh döôõng laïi thaáp, do ñieàu kieän thieáu oxy, kò khí trong caùc baõi loïc khoâng cho pheùp nitrat hoaù amoni neân khaû naêng xöû lyù nitô bò haïn cheá. Xöû lyù phoátpho cuõng bò haïn cheá do caùc vaät lieäu loïc ñöôïc söû duïng ( soûi, ñaù daêm) coù khaû naêng haáp phuï keùm. Hình 2.3 : Baõi loïc troàng caây doøng chaûy ngaàm 2.1.3.3. Cô cheá caùc quaù trình xöû lyù Ñeå thieát keá, xaây döïng, vaän haønh baõi loïc troàng caây chính xaùc, ñaït hieäu quaû cao, vieäc naém roõ cô cheá xöû lyù nöôùc thaûi cuûa baõi loïc laø heát söùc caàn thieát. Caùc cô cheá ñoù bao goàm laéng, keát tuûa, haáp phuï hoaù hoïc, trao ñoåi chaát cuûa vi sinh vaät vaø söï haáp thuï cuûa thöïc vaät. Caùc chaát oâ nhieãm coù theå ñöôïc loaïi boû nhôø nhieàu cô cheá ñoàng thôøi trong baõi loïc. Loaïi boû caùc chaát höõu cô coù khaû naêng phaân huûy sinh hoïc Trong caùc baõi loïc, phaân huyû sinh hoïc ñoùng vai troø lôùn nhaát trong vieäc loaïi boû caùc chaát höõu cô daïng hoaø tan hay daïng keo coù khaû naêng phaân huyû sinh hoïc (BOD) coù trong nöôùc thaûi. BOD coøn laïi cuøng caùc chaát raén laéng ñöôïc seõ bò loaïi boû nhôø quaù trình laéng. Caû baõi loïc ngaàm troàng caây vaø baõi loïc troàng caây ngaäp nöôùc veà cô baûn hoaït ñoäng nhö beå loïc sinh hoïc. Tuy nhieân, ñoái vôùi baõi loïc troàng caây ngaäp nöôùc, vai troø cuûa caùc vi sinh vaät lô löûng doïc theo chieàu saâu coät nöôùc cuûa baõi loïc ñoái vôùi vieäc loaïi boû BOD cuõng raát quan troïng. Cô cheá loaïi boû BOD trong caùc maøng vi sinh vaät bao boïc xung quanh lôùp vaät lieäu loïc töông töï nhö trong beå loïc sinh hoïc nhoû gioït. Phaân huûy sinh hoïc xaûy ra khi caùc chaát höõu cô hoaø tan ñöôïc mang vaøo lôùp maøng vi sinh baùm treân phaàn thaân ngaäp nöôùc cuûa thöïc vaät, heä thoáng reã vaø nhöõng vuøng vaät lieäu loïc xung quanh, nhôø quaù trình khueách taùn. Vai troø cuûa thöïc vaät trong baõi loïc laø: + Cung caáp moâi tröôøng thích hôïp cho vi sinh vaät thöïc hieän quaù trình phaân huûy sinh hoïc (hieáu khí) cö truù. + Vaän chuyeån oxy vaøo vuøng reã ñeå cung caáp cho quaù trình phaân huûy sinh hoïc hieáu khí trong lôùp vaät lieäu loïc vaø boä reã. Hình 2.4 : Ñöôøng ñi cuûa BOD/Cacbon trong ñaát ngaäp nöôùc Loaïi boû chaát raén Caùc chaát laéng ñöôïc loaïi boû deã daøng nhôø cô cheá laéng troïng löïc, vì heä thoáng baõi loïc troàng caây coù thôøi gian löu nöôùc daøi. Chaát raén khoâng laéng ñöôïc, chaát keo coù theå ñöôïc loaïi boû thoâng qua cô cheá loïc ( neáu coù söû duïng caùt loïc), laéng vaø phaân huûy sinh hoïc (do söï phaùt trieån cuûa vi sinh vaät), huùt baùm, haáp phuï leân caùc chaát raén khaùc ( thöïc vaät, ñaát, caùt, soûi…) nhôø löïc haáp daãn Van De Waals, chuyeån ñoäng Brown. Ñoái vôùi söï huùt baùm treân lôùp neàn, moät thaønh phaàn quan troïng cuûa baõi loïc ngaàm, Sapkota vaø Bavor (1994) cho raèng, chaát raén lô löûng ñöôïc loaïi boû tröôùc tieân nhôø quaù trình laéng vaø phaân huûy sinh hoïc, töông töï nhö caùc quaù trình xaûy ra trong beå sinh hoïc nhoû gioït. Caùc cô cheá xöû lyù trong heä thoáng naøy phuï thuoäc raát nhieàu vaøo kích thöôùc vaø tính chaát cuûa caùc chaát raén coù trong nöôùc thaûi vaø caùc daïng vaät lieäu loïc ñöôïc söû duïng. Trong moïi tröôøng hôïp, thöïc vaät trong baõi loïc khoâng ñoùng vai troø ñaùng keå trong vieäc loaïi boû caùc chaát raén. Hình 2.5 : Ñöôøng ñi cuûa caùc haït raén trong ñaát ngaäp nöôùc Loaïi boû Nitô Nitô ._.ñöôïc loaïi boû trong caùc baõi loïc chuû yeáu nhôø 3 cô cheá chuû yeáu sau: + Nitrat hoaù/khöû nitô + Söï bay hôi cuûa amoniaêc(NH3) + Söï haáp thuï cuûa thöïc vaät Hieän nay caùc nhaø nghieân cöùu vaãn chöa thoáng nhaát veà taàm quan troïng cuûa caùc cô cheá khöû nitô nhö ñaëc bieät vôùi hai cô cheá nitrat hoaù/khöû nitrat vaø söï haáp thuï cuûa thöïc vaät. Trong caùc baõi loïc, söï chuyeån hoaù cuûa nitô xaûy ra trong caùc taàng oxy hoaù vaø khöû cuûa beà maët tieáp xuùc giöõa reã vaø ñaát, phaàn ngaäp nöôùc cuûa thöïc vaät coù thaân nhoâ leân khoûi maët nöôùc. Nitô höõu cô bò oxy hoaù thaønh NH4+ trong caû hai lôùp ñaát oxy hoaù vaø khöû. Lôùp oxy hoaù vaø phaàn ngaäp cuûa thöïc vaät laø nhöõng nôi chuû yeáu xaûy ra quaù trình nitrat hoùa, taïi ñaây NH4+ chuyeån hoaù thaønh NO2- bôûi vi khuaån Nitrosomonas vaø cuoái cuøng thaønh NO3- bôûi vi khuaån Nitrobacter. ÔÛ moâi tröôøng nhieät ñoä cao hôn, moät soá NH4+ chuyeån sang daïng NH3 vaø bay hôi vaøo khoâng khí. Nitrat trong taàng khöû seõ bò huït ñi nhôø quaù trình khöû nitrat, loïc hay do thöïc vaät haáp thuï. Tuy nhieân, nitrat ñöôïc caáp vaøo töø vuøng oxy hoaù nhôø hieän töôïng khueách taùn. Ñoái vôùi beà maët chung giöõa ñaát vaø reã, oxy töø khí quyeån khueách taùn vaøo vuøng laù, thaân, reã cuûa caùc caây troàng trong baõi loïc vaø taïo neân moät lôùp giaøu oxy töông töï nhö lôùp beà maët chung giöõa ñaát vaø nöôùc. Nhôø quaù trình nitrat hoaù dieãn ra ôû vuøng hieáu khí, taïi ñaây NH4+ bò oxy hoaù thaønh NO3-. Phaàn NO3- khoâng bò caây troàng haáp thuï seõ bò khueách taùn vaøo vuøng thieáu khí, vaø bò khöû thaønh N2 vaø N2O do quaù trình khöû nitrat. Löôïng NH4+ trong vuøng reã ñöôïc boå sung nhôø nguoàn NH4+ töø vuøng thieáu khí khueách taùn vaøo. Hình 2.6 : Ñöôøng ñi cuûa Nitô trong ñaát ngaäp nöôùc Loaïi boû Phoátpho Cô cheá loaïi boû phoátpho trong baõi loïc troàng caây goàm coù söï haáp thuï cuûa thöïc vaät, caùc quaù trình ñoàng hoaù cuûa vi khuaån, söï haáp phuï leân ñaát, vaät lieäu loïc ( chuû yeáu laø leân ñaát seùt) vaø caùc chaát höõu cô, keát tuûa vaø laéng caùc ion Ca2+, Mg2+, Fe3+, vaø Mn2+. Khi thôøi gian löu nöôùc daøi vaø ñaát söû duïng coù caáu truùc mòn thì caùc quaù trình loaïi boû phoátpho chuû yeáu laø söï haáp phuï vaø keát tuûa, do ñieàu kieän naøy taïo cô hoäi toát cho quaù trình haáp phuï phoátpho vaø caùc phaûn öùng trong ñaát xaûy ra (Reed vaø Brown, 1992; Reed vaø nnk, 1998). Töông töï nhö quaù trình loaïi boû nitô, vai troø cuûa thöïc vaät trong vaán ñeà loaïi boû phoátpho vaãn coøn laø vaán ñeà tranh caõi. Duø sao, ñaây cuõng laø cô cheá duy nhaát ñöa haún phoátpho ra khoûi heä thoáng baõi loïc. Caùc quaù trình haáp phuï, keát tuûa vaø laéng chæ ñöa ñöôïc phoátpho vaøo ñaát hay vaät lieäu loïc. Khi löôïng phoátpho trong lôùp vaät lieäu vöôït quaù khaû naêng chöùa thì vaät lieäu phaàn vaät lieäu hay lôùp traàm tích ñoù phaûi ñöôïc naïo veùt vaø xaû boû. Hình 2.7 : Ñöôøng ñi cuûa phoátpho trong ñaát ngaäp nöôùc Loaïi boû kim loaïi naëng Khi caùc kim loaïi naëng hoaø tan trong nöôùc thaûi chaûy vaøo baõi loïc troàng caây, caùc cô cheá loaïi boû chuùng goàm coù: + Keát tuûa vaø laéng ôû daïng hydroâxit khoâng tan trong vuøng hieáu khí, ôû daïng sunfit kim loaïi trong vuøng kò khí cuûa lôùp vaät lieäu. + Haáp phuï leân caùc keát tuûa oxyhydroâxit saét, Mangan trong vuøng hieáu khí. + Keát hôïp, laãn vôùi thöïc vaät cheát vaø ñaát. + Haáp thuï vaøo reã, thaân vaø laù cuûa thöïc vaät trong baõi loïc troàng caây. Caùc nghieân cöùu chöa chæ ra ñöôïc cô cheá naøo trong caùc cô cheá noùi treân coù vai troø lôùn nhaát, nhöng nhìn chung coù theå noùi raèng löôïng kim loaïi ñöôïc thöïc vaät haáp thuï chæ chieám moät phaàn nhaát ñònh (Gersberg et al, 1984; Reed et al…, 1988; Wildemann&Laudon, 1989; Dunbabin&Browmer, 1992). Caùc loaïi thöïc vaät khaùc nhau coù khaû naêng haáp thuï kim loaïi naëng raát khaùc nhau. Beân caïnh ñoù, thöïc vaät ñaàm laày cuõng aûnh höôûng giaùn tieáp ñeán söï loaïi boû vaø tích tröõ kim loaïi naëng khi chuùng aûnh höôûng tôùi cheá ñoä thuûy löïc, cô cheá hoaù hoïc lôùp traàm tích vaø hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät. Vaät lieäu loïc laø nôi tích tuï chuû yeáu kim loaïi naëng. Khi khaû naêng chöùa caùc kim loaïi naëng cuûa chuùng ñaït tôùi giôùi haïn thì caàn naïo veùt vaø xaû boû ñeå loaïi kim loaïi naëng ra khoûi baõi loïc. Loaïi boû caùc hôïp chaát höõu cô Caùc hôïp chaát höõu cô ñöôïc loaïi boû trong caùc baõi loïc troàng caây chuû yeáu nhôø cô cheá bay hôi, haáp phuï, phaân huûy bôûi caùc vi sinh vaät ( chuû yeáu laø vi khuaån vaø naám), vaø haáp thuï cuûa thöïc vaät. Yeáu toá quan troïng aûnh höôûng ñeán hieäu suaát loaïi boû caùc hôïp chaát höõu cô nhôø quaù trình bay hôi laø haøm soá phuï thuoäc cuûa troïng löôïng phaân töû chaát oâ nhieãm vaø aùp suaát rieâng phaàn giöõa hai pha khí-nöôùc xaùc ñònh bôûi ñònh luaät Henry. Quaù trình phaân huûy caùc chaát baån höõu cô chính nhôø caùc vi khuaån hieáu khí vaø kò khí ñaõ ñöôïc khaúng ñònh (Tabak vaø nnk, 1981; Bouwer&McCarthy, 1983), nhöng quaù trình haáp phuï caùc chaát baån leân maøng vi sinh vaät phaûi xaûy ra tröôùc quaù trình thích nghi vaø phaân huûy sinh hoïc. Caùc chaát baån höõu cô chính coøn coù theå ñöôïc loaïi boû nhôø quaù trình huùt baùm vaät lyù leân beà maët caùc chaát raén laéng ñöôïc vaø sau ñoù laø quaù trình laéng. Quaù trình naøy thöôøng xaûy ra ôû phaàn ñaàu cuûa baõi loïc. Caùc hôïp chaát höõu cô cuõng bò thöïc vaät haáp thuï ( Polprasert vaø Dan, 1994), tuy nhieân cô cheá naøy coøn chöa ñöôïc hieåu roõ vaø phuï thuoäc nhieàu vaøo loaøi thöïc vaät ñöôïc troàng, cuõng nhö ñaëc tính cuûa caùc chaát baån Loaïi boû vi khuaån vaø virut Cô cheá loaïi voû vi khuaån, virut trong caùc baõi loïc troàng caây veà baûn chaát cuõng gioáng nhö quaù trình loaïi boû caùc vi sinh vaät naøy trong hoà sinh hoïc. Vi khuaån vaø virut coù trong nöôùc thaûi ñöôïc loaïi boû nhôø: + Caùc quaù trình vaät lyù nhö dính keát vaø laéng, loïc, haáp phuï. + Bò tieâu dieät do ñieàu kieän moâi tröôøng khoâng thuaän lôïi trong moät thôøi gian daøi. Caùc quaù trình vaät lyù cuõng daãn ñeán söï tieâu dieät vi khuaån, virut. Taùc ñoäng cuûa caùc yeáu toá lyù-hoaù cuûa moâi tröôøng tôùi möùc ñoä dieät vi khuaån ñaõ ñöôïc coâng boá trong nhieàu taøi lieäu : nhieät ñoä ( Mara vaø Silva, 1979), pH (Parhad vaø Rao, 1974; Him vaø nnk, 1980; Pearson vaø nnk, 1987), böùc xaï maët trôøi ( Moeller vaø Calkins, 1980; Polprasert vaø nnk,1983; Sarikaya vaø Saatci, 1987). Caùc yeáu toá sinh hoïc bao goàm : thieáu chaát dinh döôõng ( Wu vaø Klein, 19760), do caùc sinh vaät khaùc aên ( Ellis, 1983). Hieän nhöõng baèng chöùng veà vai troø cuûa thöïc vaät trong vieäc khöû vi khuaån, virut trong heä sinh thaùi ñaàm laày coøn chöa ñöôïc nghieân cöùu roõ. Hình 2.8 : Quaù trình loaïi boû vi khuaån trong ñaát ngaäp nöôùc 2.1.3.4. Tình hình aùp duïng ñaát ngaäp nöôùc trong xöû lyù nöôùc thaûi Ngoaøi nöôùc Baõi loïc troàng caây ôû Baéc AÂu ÔÛ mieàn baéc Thuïy Ñieån, baõi loïc troàng caây ngaäp nöôùc ñöôïc söû duïng ñeå xöû lyù boå sung nöôùc thaûi sau caùc traïm xöû lyù ñoâ thò. Nhìn chung, khöû nitô laø muïc ñích chính, maëc duø hieäu quaû xöû lyù TS vaø BOD cuõng khaù cao. Nghieân cöùu cuûa J.L. Andersson, S. Kallner Bastviken vaø K. S. Tonderski ñaõ ñaùnh giaù hoaït ñoäng trong 3 – 8 naêm cuûa boán baõi loïc troàng caây quy moâ lôùn( dieän tích 20 – 28 ha). Hai baõi loïc tieáp nhaän nöôùc thaûi ñoâ thò, vôùi caùc khaâu xöû lyù hoaù hoïc vaø cô hoïc. Hai baõi loïc coøn laïi tieáp nhaän nguoàn nöôùc thaûi ñaõ ñöôïc xöû lyù sinh hoïc, do ñoù noàng ñoä BOD (BOD7) vaø NH4+-N ñaàu vaøo baõi loïc thaáp hôn. Caùc baõi loïc hoaït ñoäng khaù oån ñònh, loaïi boû 0,7-1,5 taán N/ha.naêm. Ñaây laø giaù trò trung bình trong thôøi gian nghieân cöùu, vôùi taûi troïng bieán ñoåi töø 1,7-6,3 taán N/ha.naêm. Löôïng P bò khöû cuõng bieán ñoåi trong khoaûng 10 ñeán 41 kg/ha.naêm, phuï thuoäc vaøo caùc giaù trò taûi troïng khaùc nhau, caùc daïng hôïp chaát P vaø voøng tuaàn hoaøn noäi taïi cuûa P trong caùc baõi loïc. ÔÛ Na Uy, baõi loïc troàng caây doøng chaûy ngaàm ñaõ ñöôïc xaây döïng ñeå xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït vaøo naêm 1991. Ngaøy nay, ôû nhöõng vuøng noâng thoân ôû Na Uy, phöông phaùp naøy trôû neân raát phoå bieán ñeå xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït, nhôø caùc baõi loïc vaän haønh vôùi hieäu suaát cao thaäm chí caû vaøo muøa ñoâng vaø vôùi chi phí thaáp. Moâ hình quy moâ nhoû ñöôïc aùp duïng phoå bieán ôû Na Uy laø heä thoáng bao goàm beå töï hoaïi, tieáp ñeán laø moät beå loïc sinh hoïc hieáu khí doøng chaûy thaúng ñöùng vaø moät baõi loïc ngaàm troàng caây vôùi doøng chaûy ngang. Beå loïc sinh hoïc hieáu khí tröôùc baõi loïc ngaàm ñeå loaïi boû BOD vaø thöïc hieän caùc quaù trình nitrat hoaù trong ñieàu kieän khí haäu laïnh, nôi thöïc vaät “ nguû” vaøo muøa ñoâng. Heä thoáng ñöôïc thieát keá theo tieâu chuaån hieän haønh cho pheùp ñaït hieäu suaát khöû P oån ñònh > 90% trong voøng 15 naêm neáu söû duïng caùt thieân nhieân chöùa nhieàu saét vaø canxi hoaëc söû duïng vaät lieäu haáp phuï P tieàn cheá coù troïng löôïng nheï. Lôùp vaät lieäu naøy sau khi baõo hoaø P, coù theå söû duïng chuùng laøm chaát caûi taïo ñaát hay laøm phaân boùn boå sung phoátpho. Hieäu suaát loaïi boû N khoaûng 40-60%. Hieäu quaû loaïi boû caùc vi khuaån chæ thò raát cao, thöôøng ñaït tôùi < 1000 coliform chòu nhieät/ 100 ml ( theo Peter D. Jenssen, Trond Mohlum, Tore Krogstad, Lasse Vrale, 2005) Taïi Ñan Maïch, höôùng daãn chính thöùc môùi veà xöû lyù nöôùc thaûi taïi choã nöôùc thaûi sinh hoaït gaàn ñaây ñaõ ñöôïc Boä Moâi Tröôøng Ñan Maïch coâng boá, aùp duïng baét buoäc ñoái vôùi caùc nhaø rieâng ôû noâng thoân. Trong höôùng daãn naøy ngöôøi ta ñaõ ñöa vaøo heä thoáng baõi loïc ngaàm troàng caây doøng chaûy thaúng ñöùng, cho pheùp ñaït hieäu suaát khöû BOD tôùi 95% vaø nitrat hoaù ñaït 90%. Heä thoáng naøy coù theå bao goàm caû quaù trình keát tuûa hoaù hoïc ñeå taùch phoátpho baèng PAC trong beå phaûn öùng laéng, cho pheùp loaïi boû 90% phoátpho. Dieän tích beà maët cuûa baõi loïc laø 3,2m2/ngöôøi vaø chieàu saâu loïc hieäu quaû laø 1m. Nöôùc thaûi sau laéng seõ ñöôïc bôm giaùn ñoaïn leân beà maët cuûa lôùp vaät lieäu loïc baèng bôm vaø heä thoáng oáng phaân phoái. Lôùp thoaùt nöôùc ôû ñaùy ñöôïc thoâng khí bò ñoäng thoâng qua caùc oáng hôi nhaèm taêng cöôøng söï trao ñoåi oxy vaøo quaù trình loïc. Moät nöõa doøng chaûy ñaõ ñöôïc nitrat hoaù töø lôùp vaät lieäu loïc seõ ñöôïc bôm tuaàn hoaøn vaøo ngaên ñaàu cuûa beå laéng hoaëc chaûy vaøo ngaên bôm nhaèm taêng cöôøng quaù trình khöû nitô vaø oån ñònh hoaït ñoäng cuûa heä thoáng. Heä thoáng loaïi boû phoátpho ñöôïc ñaët trong beå laéng vôùi moät bôm ñònh löôïng côõ nhoû. Hoaù chaát ñöôïc troän vôùi nöôùc thaûi nhôø heä thoáng bôm daâng baèng khí ñôn giaûn, ñoàng thôøi laøm nhieäm vuï tuaàn hoaøn nöôùc trong ngaên laéng. Heä thoáng baõi loïc troàng caây doøng chaûy thaúng ñöùng laø moät giaûi phaùp thay theá cho loïc trong ñaát, cho pheùp ñaït hieäu quaû xöû lyù cao tröôùc khi xaû ra moâi tröôøng. Nghieân cöùu veà loaïi boû vi sinh vaät trong nöôùc thaûi ÔÛ Ñöùc, moät chöông trình nghieân cöùu veà maët vi sinh vaät – söï toàn taïi vaø cheát cuûa caùc maàm beänh trong nöôùc thaûi ñöôïc thöïc hieän bôûi nhoùm nghieân cöùu Hagendorf Ulrich, Diehl Klaus vaø nnk trong nhieàu naêm, treân caùc maãu nöôùc laáy töø ba baõi loïc troàng caây xöû lyù nöôùc thaûi ñaõ qua xöû lyù sô boä ( beå töï hoaïi nhieàu ngaên, hoà) vaø töø nöôùc thaûi sinh hoaït ñaõ qua xöû lyù sô boä. Noàng ñoä cuûa caùc vi sinh vaät chæ thò hay caùc maàm beänh ñöôïc xaùc ñònh ôû nhieàu vò trí vaø caùc baäc cuûa heä thoáng xöû lyù. Vôùi soá lieäu töø hôn 3600 phaân tích vi sinh, so saùnh vôùi caùc soá lieäu töø moät heä thoáng ñaõ vaän haønh ñöôïc 18 naêm cho pheùp ñöa ñöôïc caû caùc yeáu toá vaän haønh vaøo trong ñaùnh giaù. Caùc nghieân cöùu cho thaáy raèng hieäu suaát loaïi boû trung bình cuûa caùc vi sinh vaät chæ thò vaø caùc maàm beänh naèm trong khoaûng 1.5 – 2.5 ñôn vò log vôùi heä thoáng xöû lyù moät baäc vaø 3 – 5 ñôn vò log ñoái vôùi heä thoáng xöû lyù nhieàu baäc. Khoâng coù söï khaùc nhau ñaùng keå giöõa baõi loïc ngaàm troàng caây doøng chaûy ngang vaø doøng chaûy ñöùng. Hieäu suaát loaïi boû vi sinh vaät trong caùc baõi loïc troàng caây roõ raøng laø hôn haún so vôùi heä thoáng buøn hoaït tính truyeàn thoáng. Nghieân cöùu xöû lyù buøn beå phoát baèng baõi loïc ngaàm troàng caây Vieän Coâng ngheä Chaâu AÙ (AIT), Thaùi Lan, keát hôïp vôùi Vieän Khoa hoïc vaø Coâng ngheä Moâi Tröôøng lieân bang Thuïy Syõ SANDEC, EAWAG ñaõ tieán haønh nghieân cöùu thöïc nghieäm xöû lyù phaân buøn beå phoát laáy töø Bangkok baèng heä thoáng baõi loïc ngaàm troàng caây doøng chaûy thaúng ñöùng vôùi caây coû neán ( Typha) taïi AIT lieân tuïc töø naêm 1997 tôùi nay. Taûi troïng TS baèng 250 kg/m2.naêm ñöôïc coi laø taûi troïng toái öu ñeå xöû lyù phaân buøn. Caàn ngaên caûn söï heùo ruû cuûa coû neán vaøo muøa khoâ baèng caùch töôùi nöôùc baõi loïc baèng nöôùc sau xöû lyù. 65% nöôùc töø phaân buøn ñöôïc thu qua heä thoáng thu nöôùc vaø 35% bay hôi. Baõi loïc ñöôïc vaän haønh gaàn 4 naêm, khoâng phaûi söûa chöõa heä thoáng thaám. Chaát raén tích luõy chöùa haøm löôïng tröùng giun thaáp, ñaùp öùng tieâu chuaån taùi söû duïng trong noâng nghieäp ñoái vôùi buøn caën. So saùnh vôùi saân phôi buøn truyeàn thoáng, baõi loïc ngaàm troàng caây cho pheùp thôøi gian löu giöõ buøn khoâ lôùn hôn nhieàu ( 5-6 naêm). Öu ñieåm cuûa phöông phaùp xöû lyù phaân buøn baèng baûi loïc troàng caây laø boä reã taïo ra caáu truùc xoáp, vôùi heä thoáng mao maïch nhoû li ti trong baõi loïc, giuùp cho quaù trình khöû nöôùc cuûa heä thoáng ñöôïc duy trì trong nhieàu naêm maø khoâng bò taéc. Nghieân cöùu xöû lyù nöôùc thaûi coâng nghieäp, nöôùc ræ baõi raùc baèng baõi loïc troàng caây. Taïi Boà Ñaøo Nha, l.c. Davies, c.c. Carias vaø nnk ñaõ nghieân cöùu vai troø cuûa caây saäy (Phragmites communis) – taùc nhaân peroxide trong quaù trình phaân huûy chaát nhuoäm azo, axit cam 7 (AO7) trong baõi loïc ngaàm troàng caây doøng chaûy thaúng ñöùng. Nghieân cöùu cho thaáy caùc chaát do thöïc vaät töôi tieát ra coù theå phaân huûy AO7 vaø caùc amin thôm cuûa noù, sau 120 giôø tieáp xuùc vôùi H2O2, loaïi boû ñöôïc 3,2-5,7 mgA07/gP.Australis khi doøng chaûy coù noàng ñoä 40 mgAO7/l ( 8 mgA07/gP.Australis). Töø nghieân cöùu naøy cho thaáy baõi loïc ngaàm troàng caây doøng chaûy thaúng ñöùng thích hôïp ñeå xöû lyù nöôùc thaûi chöùa chaát nhuoäm Azo. Vôùi noàng ñoä cuûa doøng vaøo laø 130 mgAO7/l, hoaït tính peroxide cuûa thöïc vaät trong laù, thaân vaø reã theo thöù töï taêng gaáp 2,1 laàn, 4,3 laàn vaø 12,9 laàn. Khi noàng ñoä chaát nhuoäm 700 mgAO7/l, hoaït tính peroxid cuûa thöïc vaät bò öùc cheá ngay töùc khaéc nhöng chæ sau hai ngaøy hoaït tính naøy trôû veà ñöôïc nhö cuõ. Taûi troïng höõu cô AO7 töø 21 ñeán 105 gCOD/m2.ngaøy khoâng ñoäc vaø coù khaû naêng loaïi boû töø 11 ñeán 67 g COD/m2.ngaøy. Hieäu quaû loaïi boû AO7 vaø TOC laø töông ñöông nhau (khoaûng 70%) cho thaáy AO7 bò khoaùng hoùa. Chu trình 3 giôø laø thôøi gian thích hôïp ñeå phaân huûy AO7. Baõi loïc troàng caây cuõng ñaõ ñöôïc söû duïng roäng raõi treân theá giôùi ñeå xöû lyù nöôùc roø ræ töø baõi raùc ( keå caû baõi coân laáp raùc sau khi ñoát) ñaït hieäu quaû raát toát nhö baõi loïc troàng caây ngaäp nöôùc xöû lyù nöôùc raùc ôû Linkoeping, Thuïy Ñieån. Trong nöôùc - Hieän nay, Trung taâm Kyõ thuaät Moâi tröôøng Ñoâ thò vaø Khu coâng nghieäp (CEETIA0, Tröôøng Ñaïi hoïc Xaây döïng cuõng ñang nghieân cöùu coâng ngheä xöû lyù phaân buøn beå phoát baèng baõi loïc ngaàm troàng caây doøng chaûy thaúng ñöùng, phoái hôïp vôùi Vieän Khoa hoïc vaø Coâng ngheä Moâi tröôøng Lieân bang Thuïy Syõ SANDEC, EAWAG (ñeà taøi FSM, döï aùn ESTNV do Thuïy Syõ taøi trôï) - Coâng trình nghieân cöùu laøm saïch nöôùc Hoà Taây baèng caây thuûy sinh. Döï aùn döï kieán thöïc hieän trong 2 naêm (2004-2005) vôùi toång chi phí gaàn 5,4 tyû ñoàng, nhöng döï aùn caàn nghieân cöùu kyõ löôõng ñeå choïn löïa nhöõng loaøi caây thích hôïp. - Nghieân cöùu xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït baèng baõi loïc ngaàm troàng caây doøng chaûy thaúng ñöùng trong ñieàu kieän Vieät Nam do PGS.TS. Nguyeãn Vieät Anh vaø nhoùm nghieân cöùu thöïc hieän. Keát quaû nghieân cöùu cho thaáy keát quaû veà hieäu quaû loaïi boû caùc chaát oâ nhieãm nhö : vôùi sô ñoà baäc 1, chaát löôïng nöôùc ñaàu ra sau beå loïc troàng caây cho pheùp ñaït tieâu chuaån nöôùc loaïi B ñoái vôùi caùc chæ tieâu COD, SS, TP. Vôùi sô ñoà baäc 2 noái tieáp, chaát löôïng nöôùc ñaàu ra sau beå loïc troàng caây ñaït tieâu chuaån nöôùc loaïi A vôùi caùc chæ tieâu COD, SS, TP. Tuy nhieân, vôùi cheá ñoä luoân ngaäp nöôùc, chæ tieâu NH4-N vaø vi sinh vaät trong nöôùc coøn vöôït quaù tieâu chuaån. - Xaây döïng moâ hình heä thoáng Ñaát ngaäp nöôùc nhaân taïo ñeå xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït taïi caùc xaõ Minh Noâng, Beán Goùt, Thaønh phoá Vieät Trì do GS.TSKH Döông Ñöùc Tieán vaø caùc coäng söï thöïc hieän. Keát quaû cho thaáy chaát löôïng nöôùc thaûi ñaàu ra sau khi ñaõ ñöôïc xöû lyù baèng caùc bieän phaùp sinh hoïc mang lai keát quaû töông ñoái toát, nöôùc khoâng coøn muøi hoâi, soá löôïng vi khuaån coliform giaûm ñi roõ raät, caùc chæ soá oâ nhieãm COD, BOD5 ôû döôùi ngöôõng cho pheùp, caùc chæ soá NH4+, NO3- raát thaáp. - Nghieân cöùu xöû lyù oâ nhieãm N, P trong nöôùc soâng Toâ Lòch baèng Beøo Taây do Th.S Ñaøo Vaên Baûy vaø GS.TSKH Laâm Ngoïc Thuï thöïc hieän. Keát quaû theo doõi thí nghieäm cho thaáy khi haøm löôïng caùc ion NH4-N vaø PO43—P < 0,01 mg/l, thì chæ 6-7 ngaøy sau ñoù, Beøo Taây coù bieåu hieän yeáu laù, laù vaøng vaø cheát daàn. Ñieàu ñoù cho pheùp ta ñònh ñöôïc chu kyø xöû lyù thích hôïp vaø quyeát ñònh thôøi ñieåm taùch beøo ra khoøi nguoàn nöôùc traùnh taùi oâ nhieãm nguoàn nöôùc. - Nghieân cöùu söû duïng moät soá thöïc vaät nöôùc ñeå laøm saïch kim loaïi naëng trong nöôùc hoà Baûy Maãu do PGS.TS.Leâ Thò Hieàn Thaûo – Tröôøng Ñaïi Hoïc Xaây Döïng thöïc hieän. Keát quaû nghieân cöùu khaúng ñònh moät soá loaøi thöïc vaät baäc cao nhö Beøo Taám vaø Rong Ñuoâi Choù coù khaû naêng laøm saïch nöôùc, laøm giaûm haøm löôïng caùc chaát baån vaø moät soá kim loaïi naëng trong nöôùc Hoà Baûy Maãu. Hieäu quaû xöû lyù kim loaïi naëng cuûa Rong Ñuoâi Choù cao hôn so vôùi Beøo Taám. - Nghieân cöùu söï phaân boá Cu, Zn, Hg vaø Cd trong Rau Muoáng thu töø soâng Nhueä vaø Toâ Lòch cuûa Vieät Nam do Vieän Sinh thaùi vaø Taøi nguyeân Sinh vaät, Vieän Khoa hoïc vaø Coâng ngheä Vieät Nam, Tröôøng Ñaïi hoïc Toång hôïp Bordeaux1 cuûa Phaùp thöïc hieän. Keát quaû nghieân cöùu chæ ra raèng rau muoáng laø caây coù khaû naêng tích tuï kim loaïi naëng, caây soáng ôû moâi tröôøng chöùa kim loaïi naëng ôû möùc cao hôn thì coù haøm löôïng caùc kim loaïi naëng naøy cao hôn. Vaø coù theå duøng Rau Muoáng laøm ñoái töôïng ñeå xöû lyù moâi tröôøng ñaát, nöôùc bò oâ nhieãm kim loaïi naëng. - Xöû lyù kim loaïi naëng ( Cr, Pb2+ vaø Ni2+) trong nöôùc thaûi coâng nghieäp baèng Beøo Taây do nhoùm nghieân cöùu thuoäc Khoa Moâi tröôøng , Tröôøng Ñaïi hoïc Khoa hoïc Töï nhieân thöïc hieän. Keát quaû nghieân cöùu ñöa ra keát luaän : Beøo Taây coù khaû naêng haáp thuï caùc kim loaïi naëng Cr, Pb2+, Ni2+ trong nöôùc thaûi coâng nghieäp. Noù tích luõy moät löôïng kim loaïi naëng coù ñoäc tính cao trong laù, cuoáng vaø reã cuûa mình theo thôøi gian. Haøm löôïng kim loaïi naëng tích luõy nhieàu nhaát laø ôû reã vaø löôïng kim loaïi naëng ñöôïc haáp thuï nhieàu nhaát trong khoaûng töø ngaøy thöù 5 ñeán ngaøy thöù 20. 2.1.3.5. Nhöõng öu ñieåm vaø nhöôïc ñieåm trong vieäc söû duïng Ñaát ngaäp nöôùc ñeå xöû lyù nöôùc thaûi Öu ñieåm Ngaøy nay, coù nhieàu nöôùc söû duïng thöïc vaät thuûy sinh ñeå xöû lyù nöôùc thaûi vaø nöôùc oâ nhieãm. Hieäu quûa xöû lyù tuy chaäm nhöng raát oån ñònh ñoái vôùi nhöõng loaïi nöôùc coù BOD vaø COD thaáp, khoâng chöùa ñoäc toá. Nhöõng keát quaû nghieân cöùu vaø öùng duïng ôû nhieàu nöôùc ñaõ ñöa ra nhöõng öu ñieåm cô baûn sau: Chi phí cho xöû lyù baèng thöïc vaät thuûy sinh thaáp Quaù trình coâng ngheä khoâng ñoøi hoûi kyõ thuaät phöùc taïp Hieäu quaû xöû lyù oån ñònh ñoái vôùi nhieàu loaïi nöôùc oâ nhieãm thaáp Sinh khoái taïo ra sau quaù trình xöû lyù ñöôïc öùng duïng vaøo nhieàu muïc ñích khaùc nhau nhö : Laøm nguyeân lieäu cho thuû coâng myõ ngheä nhö coùi, ñay, luïc bình, coû Laøm thöïc phaåm cho ngöôøi nhö cuû sen, cuû suùng, rau muoáng Laøm thöïc phaåm cho gia suùc nhö rau muoáng, sen, beøo taây, beøo taám Laøm phaân xanh, taát caû caùc loaøi thöïc vaät thuûy sinh sau khi thu nhaän töø quaù trình xöû lyù treân ñeàu laø nguoàn nguyeân lieäu ñeå saûn xuaát phaân xanh raát coù hieäu quaû. Saûn xuaát khí sinh hoïc Boä reã thaân caây ngaäp nöôùc, caây troâi noåi ñöôïc coi nhö moät giaù theå raát toát ( hay ñöôïc coi nhö moät chaát mang) ñoái vôùi vi sinh vaät. Vi sinh vaät baùm vaøo reã, vaøo thaân caây ngaäp nöôùc hay caùc loaøi thöïc vaät troâi noåi. Nhôø söï vaän chuyeån ( ñaëc bieät laø thöïc vaät troâi noåi) seõ ñöa vi sinh vaät theo cuøng. Chuùng di chuyeån töø vò trí naøy ñeán vi trí khaùc trong nöôùc oâ nhieãm, laøm taêng khaû naêng chuyeån hoaù vaät chaát coù trong nöôùc. Nhö vaäy, hieäu quaû xöû lyù cuûa vi sinh vaät nöôùc trong tröôøng hôïp naøy seõ cao hôn khi khoâng coù thöïc vaät thuûy sinh. ÔÛ ñaây ta coù theå coi moái quan heä giöõa vi sinh vaät vaø thöïc vaät thuûy sinh laø moái quan heä coäng sinh. Moái quan heä coäng sinh naøy ñaõ ñem laïi söùc soáng toát hôn cho caû hai nhoùm sinh vaät vaø taùc duïng xöû lyù seõ taêng cao. Söû duïng thöïc vaät thuûy sinh ñeå xöû lyù nöôùc oâ nhieãm trong nhieàu tröôøng hôïp khoâng caàn cung caáp naêng löôïng. Do ñoù, vieäc öùng duïng thöïc vaät thuûy sinh ñeå xöû lyù nöôùc oâ nhieãm ôû nhöõng vuøng khoâng coù ñieän ñeàu coù theå thöïc hieän deã daøng. Nhöôïc ñieåm Vieäc söû duïng thöïc vaät thuûy sinh ñeå xöû lyù nöôùc cuõng coù nhöõng nhöôïc ñieåm nhaát ñònh, trong ñoù coù hai nhöôïc ñieåm raát quan troïng: Dieän tích caàn duøng ñeå xöû lyù chaát thaûi lôùn. Vì thöïc vaät caàn tieán haønh quaù trình quang hôïp neân luoân caàn thieát phaûi coù aùnh saùng. Söï tieáp xuùc giöõa thöïc vaät vaø aùnh saùng trong ñieàu kieän ñuû chaát dinh döôõng caøng nhieàu thì quaù trình chuyeån hoaù caøng toát. Do ñoù, dieän tích cuûa beà maët cuûa söï tieáp xuùc naøy seõ caàn nhieàu. Ñieàu ñoù raát khoù khaên khi ta tieán haønh xöû lyù nöôùc oâ nhieãm ôû nhöõng khu vöïc ñoâ thò voán ñaõ raát khoù khaên veà ñaát. Tuy nhieân noù laïi thích hôïp cho vuøng noâng thoân, keå caû nhöõng vuøng khoâng ñöôïc cung caáp ñieän Trong ñieàu kieän caùc loaøi thöïc vaät phaùt trieån maïnh ôû caùc nguoàn nöôùc thaûi, boä reã cuûa chuùng nhö nhöõng chaát mang raát höõu ích cho vi sinh vaät baùm treân ñoù. Trong tröôøng hôïp khoâng coù thöïc vaät thuûy sinh ( ñaëc bieät laø caùc loaøi thöïc vaät troâi noåi), caùc loaøi vi sinh vaät seõ khoâng coù nôi baùm vaø chuùng raát deã troâi theo doøng nöôùc hoaëc bò laéng xuoáng ñaùy.ÔÛ ñaây laø hai vaán ñeà caàn hieåu roõ: Thöù nhaát, reã caùc loaøi thöïc vaät thuûy sinh seõ ñoùng vai troø tích cöïc trong vieäc taêng tröôûng cuûa vi sinh vaät neáu vi sinh vaät khoâng phaûi laø nhöõng vi sinh vaät gaây beänh. Trong tröôøng hôïp naøy, caùc loaøi vi sinh vaät gaây beänh seõ phaùt trieån maïnh ôû boä reã vaø nhöõng vuøng xung quanh cuûa thöïc vaät, chuùng seõ laø taùc nhaân sinh hoïc gaây oâ nhieãm moâi tröôøng raát maïnh. Thöù hai laø ngoaøi boä reã ra, caùc loaøi thöïc vaät thuûy sinh coøn chieám khoâng gian raát lôùn, ngaên caûn aùnh saùng chieáu saâu vaøo nöôùc khi ñoù vi sinh vaät khoâng bò tieâu dieät bôûi aùnh saùng maët trôøi. Thaûm thöïc vaät thuûy sinh phuû kín maët nöôùc ñöôïc coi nhö vaät caûn vaø haáp thuï raát höõu hieäu tia töû ngoaïi vaø hoàng ngoaïi cuûa aùnh saùng maët trôøi. Taùc duïng naøy khoâng chæ taïo ñieàu kieän ñeå nhöõng vi sinh vaät coù ích phaùt trieån maø caû nhöõng vi sinh vaät gaây beänh cuõng phaùt trieån. Do ñoù, hieän töôïng treân vöøa coù lôïi, vöøa coù haïi, coù lôïi laø caùc vi sinh vaät coù ích (nhöõng vi sinh vaät phaân giaûi caùc chaát höõu cô, voâ cô) phaùt trieån, laøm saïch moâi tröôøng nöôùc, coù haïi laø caùc vi sinh vaät gaây beänh phaùt trieån maïnh seõ laøm nöôùc bò oâ nhieãm sinh hoïc naëng hôn. Hieåu bieát ñöôïc baûn chaát töï nhieân naøy giuùp ta tìm bieän phaùp tích cöïc trong coâng ngheä xöû lyù naøy. 2.2. Khaùi quaùt nhoùm thöïc vaät ñaát ngaäp nöôùc 2.2.1. Giôùi thieäu chung Beân caïnh nhöõng loaøi saûn xuaát sinh khoái nguyeân thuûy, thöïc vaät Ñaát ngaäp nöôùc laø thaønh phaàn then choát cuûa heä sinh thaùi Ñaát ngaäp nöôùc bôûi vì chuùng cung caáp lôùp voû che chôû cho söï sinh saûn, nôi aån naùo thuù saên moài vaø nôi nghæ cho caùc vaät ôû döôùi nöôùc cuøng nhieàu loaøi hoang daõ. Theo ñoù, thöïc vaät ÑNN taïo döïng neân nhöõng chöùc naêng höõu ích cuûa ÑNN, chuùng coù giaù trò xaõ hoäi ñaùng keå nhö quaûn lyù chaát caën vaø söï vaän chuyeån chaát dinh döôõng. Nhöõng giaù trò veà giaûi trí vaø giaù trò caûnh quan thaãm myõ ñöôïc caûi thieän nhôø quaûn lyù thaønh coâng thöïc vaät ÑNN. Thöïc vaät ÑNN ñöôïc xem xeùt moät caùch thoâng thöôøng nhö caây ôû nöôùc – “baát kyø caây moïc trong nöôùc hoaêïc treân moät chaát neàn bò thieáu huït oxy ñònh kyø nhö laø moät keát quaû cuûa söï chöùa nöôùc quaù möùc” (Cowardin et al, 1979). Ngoaïi tröø caùc loaøi soáng hoaøn toaøn trong nöôùc, caây ôû nöôùc chòu ñöïng ñöôïc phaïm vi roäng cuûa söï traøn ngaäp luaân phieân vaø ñieàu kieän khoâ kieät. Nhöõng caây naøy phaûi coù khaû naêng töï nuoâi döôõng döôùi ñieàu kieän kî khí vaø töï phuïc hoài duø cho coù söï ngaäp luït ñònh kyø vaø söï baõo hoøa. Ngaäp luït coù 3 baát lôïi cô baûn taùc ñoäng leân caây: 1) Söï khuyeách taùn oxy ñeán vuøng reã bò haïn cheá; 2) saûn phaåm phuï gaây ñoäc cuaû quaù trình hoâ haáp tích luõy trong vuøng reã; 3) chaát dinh döôõng coù lôïi trong ñaát bò bieán ñoåi. Thöïc vaät ÑNN coù söï thích nghi veà toå chöùc cô theå, hình thaùi, chöùc naêng cô theå cho pheùp chuùng tieáp tuïc toàn taïi nhöïng ñieàu kieän caêng thaúng baét buoäc bôûi ngaäp luït. Söï thích nghi naøy ñoøi hoûi: - Thaûi oxy vaän chuyeån ñeán reã - Cô cheá chöùc naêng cô theå chòu ñöïng ñöôïc hoâ haáp kî khí Ví duï: Heä thoáng reã cuûa haàu heát caùc caây goã maø ñaõ phaùt trieån ôû döôùi ñieàu kieän baõo hoøa, reã moïng nöôùc vaø phaân nhaùnh ngheøo naøn, ít (Hook vaø Scholtent 1978). Bôûi vì keát quaû cuûa ñieàu kieän oxy thaáp, caùc reã vaø caùc cuoáng, coïng cuûa caùc loaïi caây ÑNN khaùc nhau phaùt trieån caùc moâ khí (nhöõng vuøng khí) ñoàng thôøi xuyeân qua phaù vôõ vaø phaân caùch caùc teá baøo. Moät caáu truùc töông töï toå ong laø keát quaû bôûi nhöõng teá baøo moûng manh phaân phaân chia ôû giöõa tuùi ñöïng cuûa moâ khí. Ñoä daøy cuûa söï phaân chia naøy khoâng laøm giôùi haïn söï khuyeát taùn khí, vaø oxy coù theå khuyeách taùn töø khuùc phía treân maët nöôùc cuûa caây ñeán reã. Söï hoâ haáp hieáu khí trong reã tieáp tuïc dieãn ra moät caùch nhòp nhaøng, vaø thöïc vaät ngaên caûn söï cung caáp naêng löôïng thaáp vaø nhöõng saûn phaåm cuoái gaây ñoäc cuûa hoâ haáp kî khí. Theo ñoù töø caùc reã ñaõ naïp khí, oxy khuyeách taùn töø reã vaøo beân trong moâi tröôøng khí cuûa ñaát. Nhöõng lôïi ích naøy maø nhöõng thöïc vaät oxy hoùa laøm giaûm caùc hôïp chaát nhö laø ion Fe vaø Mn, laø caùc ion nhieàu quaù möùc trong nhöõng vuøng ñaát luõ vaø gaây ñoäc cho reã. Caùc thöïc vaät phaûi coù khaû naêng phuïc hoài trong heä sinh thaùi chöùc naêng. Trong nhieàu heä sinh thaùi ÑNN, thöïc vaät ÑNN taùi sinh baèng haït trong suoát nhöõng thôøi kyø phôi daøi ñuû ñeå naûy maàm vaø thieát laäp haït gioáng. Maët khaùc, söï phôi vaø laøm aåm laïi cuûa haït seõ quyeát ñònh giaûi phoùng haït khoûi tình traïng nguû, giai ñoaïn aåm - laïnh cuõng laøm taêng phaàn naøo cuûa tình traïng naøy. Söï soáng tieáp tuïc vaø söï phaùt trieån cuûa haït phuï thuoäc vaø khaû naêng chòu chìm trong nöôùc hoaøn toaøn hoaëc ñoái vôùi caây moïc cao ñuû ñeå caùc laù caây duoãi thaúng ñeán khu vöïc phía treân maët nöôùc (Weisner et al 1993). Naêm 1952, oâng Putnam ñaõ chöùng minh raèng nhöõng haït gioáng caây trong tình traïng nguû thöôøng chòu ñöôïc ngaäp hôn nhöõng haït phaùt trieån moät caùch tích cöïc. 2.2.2. Phaân loaïi caùc nhoùm thöïc vaät thuyû sinh - Caùc loaïi thöïc vaät thuyû sinh tuy khoâng ña daïng baèng caùc loaøi phaùt trieån treân caïn, nhöng thöïc vaät thuyû sinh cuõng phaùt trieån phong phuù ôû nhieàu nôi treân traùi ñaát ñaëc bieät laø ôû nhöõng vuøng coù khí haäu noùng aåm nhöng vuøng xích ñaïo, caän xích ñaïo. - Thöïc vaät thuyû sinh laø nhöõng loaøi coù khaû naêng thích nghi cao vôùi moâi tröôøng soáng ngaäp trong nöôùc vaø moät soá trong caùc loaøi ñoù coù khaû naêng xöû lyù caùc chaát oâ nhieãm trong nguoàn nöôùc vôùi hieäu quaû raát cao. Thöïc vaät thuyû sinh ñöôïc söû duïng ñeå xöû lyù nöôùc oâ nhieãm coù theå chia laøm 3 loaïi : nhoùm thöïc vaät ngaäp nöôùc, nhoùm thöïc vaät troâi noåi, nhoùm thöïc vaät nöõa ngaäp nöôùc. 2.2.2.1. Nhoùm thöïc vaät thuyû sinh ngaäp nöôùc Laø nhöõng thöïc vaät soáng trong loøng nöôùc (phaùt trieån döôùi maët nöôùc). Ñaëc ñieåm quan troïng cuûa caùc loaøi thöïc vaät ngaäp nöôùc laø chuùng tieán haønh quang hôïp hay caùc quaù trình trao ñoåi chaát hoaøn toaøn trong nöôùc. Khi thöïc vaät thuyû sinh soáng trong loøng nöôùc, coù raát nhieàu quaù trình xaûy ra khoâng gioáng nhö thöïc vaät soáng treân caïn. Nhöõng quaù trình ñoù bao goàm: Thöù nhaát AÙnh saùng maët trôøi khoâng tröïc tieáp taùc ñoäng vaøo dieäp luïc coù ôû laù maø aùnh saùng maët trôøi ñi qua moät lôùp nöôùc. Moät phaàn naêng löôïng cuûa aùnh saùng maát ñi do söï haáp thuï cuûa caùc chaát höõu cô trong nöôùc. Chính vì theá, phaàn lôùn caùc loaøi thöïc vaät thuyû sinh soáng ngaäp trong nöôùc baét buoäc phaûi thích nghi vôùi kieåu aùnh saùng naøy. Maët khaùc aùnh saùng maët trôøi chæ coù theå ñaâm xuyeân vaøo nöôùc vôùi möùc chieàu saâu nhaát ñònh. Qua möùc ñoä ñoù, aùnh saùng seõ yeáu daàn ñeán luùc bò trieät tieâu. Ñieàu ñoù cho thaáy moät thöïc teá caùc loaøi thöïc vaät ngaäp nöôùc chæ coù theå soáng ôû moät chieàu saâu n._. moâ hình thöïc nghieäm ñeå xöû lyù oâ nhieãm nhö laø thöïc vaät Ñaát ngaäp nöôùc. Coû Vetiver ñöôïc mua ôû tröôøng Ñaïi hoïc Noâng laâm Thaønh phoá Hoà Chí Minh. b. Thôøi gian thích nghi Khi taùch caây ra khoûi moâi tröôøng ñaát sang soáng trong moâi tröôøng ngaäp nöôùc cuûa hoà thöïc nghieäm, coû Vetiver caàn theâm thôøi gian ñeåû thích nghi vôùi nöôùc trong hoà. Do khaû naêng thích nghi cuûa coû Vetiver khaù toát neân thôøi gian thích nghi trong moâi tröôøng nöôùc cuûa hoà thöïc nghieäm laø 15 ngaøy. Ñaây laø thôøi gian ñeå thöïc vaät thích nghi ñöôïc vôùi moâi tröôøng nöôùc, phaùt trieån boä reã vaø taêng cöôøng khaû naêng xöû lyù oâ nhieãm. Caùch boá trí coû Vetiver trong hoà troàng thöïc vaät nhö sau: - Coû Vetiver sau khi mua veà taùch thaønh töøng buïi nhoû sao cho soá löôïng teùp coû cuûa moãi buïi laø 7 teùp. - Ñeå coû Vetiver ñöùng vöõng treân maët nöôùc trong hoà ñaûm baûo chæ coù reã cuûa caây chìm hoaøn toaøn trong nöôùc. Ta söû duïng 1 taám xoáp vôùi chieàu daøi vaø chieàu roäng töông öùng 2000mm, 400mm vöøa loït vaøo mieäng hoà; beà daøy taám xoáp laø 3 phaân. Hình 4.6: Caùch ñuïc loã taám xoáp - Tieán haønh ñuïc loã sao cho ñöôøng kính moãi loã laø 5cm. Caùc loã beân ngoaøi cuøng caùch bìa taám xoáp 5cm, khoaûng caùch moãi loã caùch nhau hôn 7,5 cm. - Boá trí coû Vetiver vaøo loã sao cho phaàn thaân reã caây ngaäp hoaøn toaøn trong nöôùc. Moãi loã laø moãi buïi coû nhoû ñaõ ñöôïc taùch ra sau ñoù ñaët taám xoáp vaøo hoà troàng coû Vetiver. Toång coäng coù 36 buïi trong moät hoà. Ñoàng thôøi ñuïc moät vaøi loã nhoû treân taám xoáp ñeû taïo ñoä thoaùng khí nhaèm giuùp cho coû phaùt trieån vaø thích nghi toát. Hình 4.7: Caùch boá trí coû Vetiver vaøo taám xoáp c. Ñoä xoáp cuûa heä thoáng Ñoä xoáp cuûa heä coû Vetiver laø theå tích phaàn chieám choã cuûa boä reã trong hoà troàng coû. Tính töø sau 15 ngaøy thích nghi caây chòu ngaäp toát vaø thích öùng vôùi thôøi tieát, reã coû Vetiver daøi theâm ra, daøy ñaëc hôn vaø coù nhieàu loâng tô, moïc theâm nhieàu nhaùnh hôn. Ñoä xoáp naøy cuõng tính gioáng nhö vôùi Luïc bình, trình töï nhö sau: Hình 4.8: Choïn ra 3 caây coû Vetiver ñaïi dieän vaø caùch ño ñoä xoáp - Choïn ra 3 buïi coù boä reã ñaïi dieän, laáy ra khoûi hoà, ñeå raùo nöôùc, caét boä reã cuûa 3 caây ñaõ choïn sao cho vaãn coøn ñoaïn thaân raát ngaén, ñaùnh soá thöù töï. Sau ñoù cho vaøo 3 oáng ñong vôùi theå tích cuûa moãi oáng ñong laø 1000ml. - Chuaån bò 3 oáng ñong coù dung tích 1000 ml töông öùng vôùi 3 oáng ñong chöùa boä reã coû Vetiver. Cho nöôùc caát vaøo 3 oáng ñong ñoù ñuùng vaïch 1000. - Sau ñoù cho nöôùc caát töø 3 oáng ñong chöùa nöôùc caát vaøo 3 oáng ñong chöùa reã coû Vetiver sao cho ñuùng vaïch 1000ml sao cho reã cuûa Vetiver naèm hoaøn toaøn trong oáng ñong döôùi möïc nöôùc chæ 1000ml. - Theå tích moãi boä reã coû Vetiver chieám choã laø löôïng nöôùc coøn laïi cuûa moãi oáng ñong chöùa nöôùc caát. Baûng 4.2: Keát quaû ño ñoä xoáp reã coû Vetiver Coû Vetiver 1 Coû Vetiver 2 Coû Vetiver 3 Ñoä xoáp (ml) 30 35 28 Laáy trung bình theå tích chieám choã cuûa boä reã laøm theå tích trung bình cuûa moãi boä reã trong heä thoáng Vtrung bình = = 31 (ml) Trong hoà troàng coû Vetiver coù dieän tích 0,8 m2 boá trí 36 buïi caây neân ñoä xoáp cuûa heä thoáng reã coû Vetiver laø: Vcoû Vetiver = Vtrung bình × n Vôùi n laø soá coû Vetiver coù trong hoà n = 36 (caây) VcoûVetiver = 31 ×36 = 1116 (ml). Vaäy ñoä xoáp cuûa hoà coû Vetiver laø: = = 0.31 Hình 4.9: Heä thoáng thöïc nghieäm luùc ñaàu 4.1.3. Tieán trình thöïc nghieäm STT Thôøi gian Coâng vieäc 1 Töø ngaøy 1/4 ñeán ngaøy 7/4/2009 Vieát ñeà cöông, chuaån bò vaät lieäu xaây moâ hình thöïc nghieäm 2 Töø ngaøy 8/4 ñeán ngaøy 15/4/2009 Tieàn haønh xaây moâ hình thöïc nghieäm, khaéc phuïc gia coá hoaøn taát moâ hình thöïc nghieäm 2 Töø ngaøy 16/4 ñeán ngaøy 30/4/2009 Ñöa coû Vetiver vaø Luïc Bình vaøo heä thoáng thöïc nghieäm ñeå chuùng thích nghi 3 Ngaøy 4/5/2009 Tieán haønh chaïy moâ hình vaø theo doõi phaân tích caùc chæ tieâu pH, Eh, EC, TDS, DO, COD, BOD5, SS ñaàu vaøo cuûa heä thoáng 4 Töø ngaøy 5/5 ñeán 10/5/2009 Ño caùc chæ tieâu pH, Eh, EC, TDS, DO ñaàu vaøo vaø ñaàu ra cuûa hoà coû Vetiver vaø hoà Luïc bình 5 Ngaøy 11/5/2009 Ño caùc chæ tieâu pH, Eh, EC, TDS, DO ñaàu vaøo vaø ñaàu ra cuûa hoà coû Vetiver vaø hoà Luïc bình. Phaân tích caùc chæ tieâu COD, BOD5, SS nöôùc thaûi ñaàu vaøo vaø ñaàu ra 6 Töø ngaøy 12/5 ñeán 17/5/2009 Ño caùc chæ tieâu pH, Eh, EC, TDS, DO ñaàu vaøo vaø ñaàu ra cuûa hoà coû Vetiver vaø hoà Luïc bình 7 Ngaøy 18/5/2009 Ño caùc chæ tieâu pH, Eh, EC, TDS, DO ñaàu vaøo vaø ñaàu ra cuûa hoà coû Vetiver vaø hoà Luïc bình. Phaân tích caùc chæ tieâu COD, BOD5, SS nöôùc thaûi ñaàu vaøo vaø ñaàu ra 8 Ngaøy 25/5/2009 Ño caùc chæ tieâu pH, Eh, EC, TDS, DO ñaàu vaøo vaø ñaàu ra cuûa hoà coû Vetiver vaø hoà Luïc bình. Phaân tích caùc chæ tieâu COD, BOD5, SS nöôùc thaûi ñaàu vaøo vaø ñaàu ra 9 Ngaøy 2/6/2009 Ño caùc chæ tieâu pH, Eh, EC, TDS, DO ñaàu vaøo vaø ñaàu ra cuûa hoà coû Vetiver vaø hoà Luïc bình. Phaân tích caùc chæ tieâu COD, BOD5, SS nöôùc thaûi ñaàu vaøo vaø ñaàu ra 10 Ngaøy 9/6/2009 Ño caùc chæ tieâu pH, Eh, EC, TDS, DO ñaàu vaøo vaø ñaàu ra cuûa hoà coû Vetiver vaø hoà Luïc bình. Phaân tích caùc chæ tieâu COD, BOD5, SS nöôùc thaûi ñaàu vaøo vaø ñaàu ra 11 Ngaøy 16/6/2009 Ño caùc chæ tieâu pH, Eh, EC, TDS, DO ñaàu vaøo vaø ñaàu ra cuûa hoà coû Vetiver vaø hoà Luïc bình. Phaân tích caùc chæ tieâu COD, BOD5, SS nöôùc thaûi ñaàu vaøo vaø ñaàu ra 4.1.4. Nguoàn nöôùc thaûi ñaàu vaøo Nöôùc thaûi sinh hoaït Quaän 12, ngoaïi thaønh TP. Hoà Chí Minh. Xuaát phaùt töø khaûo saùt moät soá con keânh gaàn khu vöïc ñòa phöông nôi em ñang soáng, cho thaáy möùc ñoä oâ nhieãm cuûa nguoàn nöôùc nôi ñaây töông ñoái cao. Tröôùc thöïc teá ñoù, em ñaõ laáy nöôùc thaûi ôû con keânh naøy laøm nöôùc thaûi ñaàu vaøo ñeå chaïy moâ hình thöïc nghieäm. 4.1.5. Vaän haønh moâ hình thöïc nghieäm Ñöa nöôùc thaûi vaøo ñaày hoà 1. Hoà 1 vöøa coù taùc duïng chöùa nöôùc thaûi ñeå xöû lyù laïi vöøa coù taùc duïng nhö moät beå laéng. Hoà coù dung tích 0.22m3. Sau ñoù vaën van 4 vaø van 5 cho nöôùc thaûi vaøo hoà thöïc vaät. Van 4 laø van ñieàu chænh nöôùc vaøo hoà 3 laø hoà luïc bình, van 5 laø van ñieàu chænh nöôùc vaøo hoà 2 laø hoà coû Vetiver. Ñieàu chænh löu löôïng nöôùc vaøo hoà thöïc vaät sao cho löu löôïng nöôùc thaûi vaøo hoà laø 40 lít/ngaøy ñeâm, ñieàu chænh baèng caùch ño löôïng nöôùc vaøo trong thôøi gian 1 giôø laø 1.67 lít. Töông töï, vaën ñoàng thôøi van 6 vaø van 7 cho nöôùc ñi ra khoûi heä thoáng. Van 6 laø van ñieàu chænh nöôùc ra khoûi hoà 3, van 7 laø van ñieàu chænh nöôùc ñi ra khoûi hoà 2. Löôïng nöôùc ra khoûi heä thoáng baèng löôïng nöôùc ñi vaøo heä thoáng laø 40 lít/ngaøy ñeâm, do ñoù cuõng ñieàu chænh caùc van naøy sao cho löôïng nöôùc ra trong 1 giôø laø 1.67 lít. 1 2 5 7 4 6 3 Hình 4.10: Moâ hình heä thoáng xöû lyù 4.2. Ño vaø phaân tích maãu nöôùc 4.2.1. Ño theo doõi trong quaù trình thí nghieäm Söû duïng maùy ño caùc chæ tieâu pH, EC, Eh, DO, TDS cuûa phoøng taøi nguyeân ñaát, phaân vieän ñòa lyù. Thôøi gian theo doõi do caùc chæ tieâu treân trong 2 tuaàn ñaàu cuûa quaù trình thöïc nghieäm. Chu kyø theo doõi laø moãi ngaøy 1 laàn vaøo buoåi saùng. Caùc chæ tieâu theo doõi pH, theá oxy hoùa-khöû (Eh), ñoä daãn ñieän (EC), toång raén hoøa tan (TDS), noàng ñoä oxy hoøa tan trong nöôùc (DO). Hình 4.11: Maùy ño caùc chæ tieâu pH, EC, Eh, DO, TDS 4.2.2. Laáy maãu vaø phaân tích maãu nöôùc Duøng can nhöïa 2 lít ñeå laáy maãu, ghi ngaøy giôø laáy maãu, sau khi laáy maãu xong ñaäy kín vaø daùn keo ôû naép can. Söû dung thuøng ñaù baèng xoáp ñaäy kín ñeå vaän chuyeån maãu veà phoøng phaân tích, Cho vaøo tuû laïnh ñeå baûo quaûn maãu. Thôøi gian laáy maãu trong suoát quaù trình thöïc nghieäm. Ñoái vôùi caùc chæ tieâu pH, Eh, EC, TDS, DO moãi ngaøy ño 1 laàn vaøo buoåi saùng, theo doõi trong 2 tuaàn ñaàu. Ñoái vôùi caùc chi tieâu: BOD, COD, SS moãi tuaàn phaân tích 1 laàn, phaân tích lieân tieáp 6 tuaàn. CHÖÔNG 5 KEÁT QUAÛ THÖÏC NGHIEÄM – ÑAÙNH GIAÙ KEÁT QUAÛ 5.1. Keát quaû ñaàu vaøo cuûa heä thoáng Baûng 5.1: Keát quaû ñaàu vaøo cuûa heä thoáng so vôùi TCVN 5945 – 1995 Chæ tieâu pH COD (mg/l) BOD5 (mg/l) SS (mg/l) Ñaàu vaøo 6.65 325 74 250 TCVN 5945 – 1995, loaïi A 5 – 9 50 30 50 Sau khi phaân tích nguoàn ñaàu vaøo ta coù keát quaû ñöôïc theå hieän treân baûng 5.1. Chaát löôïng nöôùc ñaàu vaøo keùm, oâ nhieãm höõu cô töông ñoái cao. Cuï theå laø: COD laø nhu caàu oxi hoùa hoïc cuûa nguoàn ñaàu vaøo cao gaáp 6.4 laàn so vôùi tieâu chuaån nöôùc thaûi loaïi A TCVN 5945 – 1995. BOD5 laø nhu caàu oxi sinh hoùa cuûa nguoàn ñaàu vaøo, oâ nhieãm töông ñoái thaáp, chæ cao gaáp 2.46 laàn so vôùi tieâu chuaån nöôùc thaûi loaïi A TCVN 5945 – 1995. SS laø toång raén lô löûng coù trong nöôùc thaûi ñaàu vaøo cao gaáp 5 laàn so vôùi tieâu chuaån nöôùc thaûi loaïi A TCVN 5945 – 1995. 5.2. Moái quan heä giöõa caùc chæ tieâu chaát löôïng nöôùc trong heä thoáng thöïc nghieäm 5.2.1. Hoà Luïc bình Baûng 5.2: Moái quan heä giöõa caùc chæ tieâu chaát löôïng nöôùc trong hoà Luïc bình pH EC TDS Eh DO COD BOD5 SS pH Pearson Correlation 1 .338 .434 .729(**) .532(*) -.461 -.460 -.317 Sig. (2-tailed) . .157 .063 .000 .019 .298 .299 .488 N 19 19 19 19 19 7 7 7 EC Pearson Correlation .338 1 .980(**) .246 .179 -.143 -.066 -.041 Sig. (2-tailed) .157 . .000 .310 .465 .760 .889 .931 N 19 19 19 19 19 7 7 7 TDS Pearson Correlation .434 .980(**) 1 .254 .248 -.052 .019 .061 Sig. (2-tailed) .063 .000 . .295 .306 .912 .969 .897 N 19 19 19 19 19 7 7 7 Eh Pearson Correlation .729(**) .246 .254 1 .467(*) -.716 -.725 -.610 Sig. (2-tailed) .000 .310 .295 . .044 .070 .065 .146 N 19 19 19 19 19 7 7 7 DO Pearson Correlation .532(*) .179 .248 .467(*) 1 -.819(*) -.854(*) -.793(*) Sig. (2-tailed) .019 .465 .306 .044 . .024 .014 .033 N 19 19 19 19 19 7 7 7 COD Pearson Correlation -.461 -.143 -.052 -.716 -.819(*) 1 .993(**) .976(**) Sig. (2-tailed) .298 .760 .912 .070 .024 . .000 .000 N 7 7 7 7 7 7 7 7 BOD5 Pearson Correlation -.460 -.066 .019 -.725 -.854(*) .993(**) 1 .979(**) Sig. (2-tailed) .299 .889 .969 .065 .014 .000 . .000 N 7 7 7 7 7 7 7 7 SS Pearson Correlation -.317 -.041 .061 -.610 -.793(*) .976(**) .979(**) 1 Sig. (2-tailed) .488 .931 .897 .146 .033 .000 .000 . N 7 7 7 7 7 7 7 7 ** Quan heä coù yù nghóa ôû möùc 0.01. * Quan heä coù yù nghóa ô û möùc 0.05. Nhaän xeùt: Nhöõng cô cheá cô baûn loaïi boû chaát oâ nhieãm trong nöôùc trong hoà Luïc bình bao goàm: cô cheá laéng, keát tuûa, haáp phuï hoùa hoïc, trao ñoåi chaát cuûa vi sinh vaät vaø söï haáp phuï cuûa Luïc bình. Tuy nhieân, ôû ñaây chỉ quan trắc khảo saùt khả năng loại bỏ caùc chaát ô nhiễm của Lục bình thoâng qua caùc chæ tieâu sau: pH, Eh, EC, TDS, DO, COD, BOD5, SS. Döïa vaøo baûng 5.2 cho thaáy moái quan heä giöõa caùc chæ tieâu chaát löôïng nöôùc trong heä thoáng Luïc bình nhö sau: EC laø ñoä daãn ñieän trong heä thoáng, EC vaø TDS coù quan heä vôùi nhau raát chaët cheõ, vôùi möùc 0.98 coù yù nghóa ôû möùc tin caäy laø 0.01. Moái quan heä naøy laø quan heä thuaän töùc laø EC taêng thì TDS cuõng taêng vaø ngöôïc laïi. pH coù moái quan heä raát chaët cheõ vôùi: Eh ôû möùc 0.729 coù yù nghóa ôû möùc tin caäy laø 0.01; DO ôû möùc 0.532 coù yù nghóa ôû möùc tin caäy laø 0.05. Caùc moái quan heä naøy ñeàu theo chieàu thuaän. Eh laø theá oxy hoùa khöû trong heä thoáng, ngoaøi moái quan heä vôùi pH, Eh coøn coù quan heä theo chieàu thuaän chaët cheõ vôùi DO ôû möùc 0.467 coù yù nghóa ôû möùc tin caäy laø 0.05. DO laø löôïng oxy hoøa tan trong nöôùc, ngoaøi moái quan heä vôùi pH, Eh keå treân; DO coøn coù quan heä chaët cheõ theo chieàu nghòch vôùi COD, BOD5, SS laàn löôït ôû möùc -0.819, -0.854, -0.793 vaø coù yù nghóa ôû möùc tin caäy laø 0.05. Quan heä nghòch töùc laø löôïng oxy hoøa tan caøng lôùn thì haøm löôïng caùc chaát oâ nhieãm höõu cô caøng nhoû vaø ngöôïc laïi. COD laø nhu caàu oxy hoùa hoïc, ngoaøi moái quan heä nghòch vôùi DO, COD coøn coù moái quan heä thuaän raát chaët vôùi BOD5, SS laàn löôït ôû möùc 0.993, 0.976 coù yù nghóa ôû möùc tin caäy laø 0.01. BOD5 laø nhu caàu oxy sinh hoùa, ngoaøi moái quan heä vôùi COD, DO; ñaïi löôïng naøy coøn coù quan heä thuaän chaët cheõ vôùi SS vôùi möùc 0.979 coù nghóa ôû möùc tin caäy laø 0.01. Toùm laïi, moái quan heä giöõa caùc ñaïi löôïng theå hieän oâ nhieãm höõu cô trong heä thoáng hoà Luïc bình laø raát chaët cheõ, vaø ñeàu laø moái quan heä tuyeán tính theo chieàu thuaän, ngoaøi tröø DO coù quan heä nghòch vôùi COD, BOD5, SS. 5.2.2. Hoà coû Vetiver Baûng 5.3: Moái quan heä giöõa caùc chæ tieâu chaát löôïng nöôùc trong hoà coû Vetiver pH EC TDS Eh DO COD BOD5 SS pH Pearson Correlation 1 .611(**) .644(**) .898(**) .557(*) -.562 -.581 -.528 Sig. (2-tailed) . .005 .003 .000 .013 .189 .172 .223 N 19 19 19 19 19 7 7 7 EC Pearson Correlation .611(**) 1 .954(**) .637(**) .340 -.704 -.622 -.697 Sig. (2-tailed) .005 . .000 .003 .155 .077 .136 .082 N 19 19 19 19 19 7 7 7 TDS Pearson Correlation .644(**) .954(**) 1 .578(**) .426 -.679 -.620 -.663 Sig. (2-tailed) .003 .000 . .010 .069 .093 .138 .104 N 19 19 19 19 19 7 7 7 Eh Pearson Correlation .898(**) .637(**) .578(**) 1 .539(*) -.599 -.610 -.574 Sig. (2-tailed) .000 .003 .010 . .017 .155 .146 .178 N 19 19 19 19 19 7 7 7 DO Pearson Correlation .557(*) .340 .426 .539(*) 1 -.896(**) -.889(**) -.869(*) Sig. (2-tailed) .013 .155 .069 .017 . .006 .007 .011 N 19 19 19 19 19 7 7 7 COD Pearson Correlation -.562 -.704 -.679 -.599 -.896(**) 1 .988(**) .993(**) Sig. (2-tailed) .189 .077 .093 .155 .006 . .000 .000 N 7 7 7 7 7 7 7 7 BOD5 Pearson Correlation -.581 -.622 -.620 -.610 -.889(**) .988(**) 1 .974(**) Sig. (2-tailed) .172 .136 .138 .146 .007 .000 . .000 N 7 7 7 7 7 7 7 7 SS Pearson Correlation -.528 -.697 -.663 -.574 -.869(*) .993(**) .974(**) 1 Sig. (2-tailed) .223 .082 .104 .178 .011 .000 .000 . N 7 7 7 7 7 7 7 7 ** Quan heä coù yù nghóa ôû möùc 0.01. * Quan heä coù yù nghóa ô û möùc 0.05. Nhaän xeùt: Nhöõng cô cheá cô baûn loaïi boû chaát oâ nhieãm trong nöôùc trong moâ hình xöû lyù baèng coû Vetiver cuõng töông töï nhö Luïc bình. Döïa vaøo baûng 5.3 cho thaáy moái quan heä giöõa caùc chæ tieâu chaát löôïng nöôùc nhö sau: pH coù moái quan heä raát chaët cheõ vôùi: EC, TDS, Eh coù yù nghóa ôû möùc tin caäy laø 0.01; DO ôû möùc 0.557 coù yù nghóa ôû möùc tin caäy laø 0.05. Caùc moái quan heä naøy ñeàu theo chieàu thuaän. EC – ngoaøi moái quan heä vôùi pH, EC coù quan heä theo chieàu thuaän raát chaët cheõ vôùi TDS vaø Eh, coù yù nghóa ôû möùc tin caäy laø 0.01. Eh – ngoaøi moái quan heä vôùi pH vaø EC, Eh coøn coù quan heä theo chieàu thuaän chaët cheõ vôùi: DO ôû möùc 0.593 coù yù nghóa ôû möùc tin caäy laø 0.05; vôùi TDS ôû möùc 0.578 coù yù nghóa ôû möùc tin caäy laø 0.01. DO – ngoaøi moái quan heä vôùi pH, Eh keå treân; DO coøn coù quan heä chaët cheõ theo chieàu nghòch vôùi COD, BOD5, SS laàn löôït ôû möùc -0.896, -0.889, -0.869 vaø coù yù nghóa ôû möùc tin caäy laø 0.05. Quan heä nghòch töùc laø löôïng oxy hoøa tan caøng lôùn thì haøm löôïng caùc chaát oâ nhieãm höõu cô caøng nhoû vaø ngöôïc laïi. COD – ngoaøi moái quan heä nghòch vôùi DO, COD coøn coù moái quan heä thuaän raát chaët vôùi BOD5, SS laàn löôït ôû möùc 0.998, 0.993 coù yù nghóa ôû möùc tin caäy laø 0.01. BOD5 – ngoaøi moái quan heä vôùi COD, DO; ñaïi löôïng naøy coøn coù quan heä thuaän chaët cheõ vôùi SS vôùi möùc 0.974 coù nghóa ôû möùc tin caäy laø 0.01. Toùm laïi, moái quan heä giöõa caùc ñaïi löôïng theå hieän oâ nhieãm höõu cô trong heä thoáng hoà coû Vetiver laø raát chaët cheõ, vaø ñeàu laø moái quan heä tuyeán tính theo chieàu thuaän, ngoaøi tröø DO coù quan heä nghòch vôùi COD, BOD5, SS. 5.3. Quaù trình haáp thuï chaát dinh döôõng cuûa thöïc vaät 5.3.1. Luïc bình Baûng 5.4: Keát quaû ño vaø phaân tích maãu nöôùc ñaàu vaøo vaø ñaàu ra cuûa hoà Luïc bình Thôøi gian pH EC (ms/s) TDS (mg/l) Eh (mv/cm) DO (mg/l) COD (mg/l) BOD5 (mg/l) SS (mg/l) Ñaàu vaøo 6.65 0.896 597 -183 1.25 320 74 250 Ngaøy 1 6.86 0.885 567 81 1.2 Ngaøy 2 7.61 0.932 622 87 1.2 Ngaøy 3 7.67 0.919 613 93 2.3 Ngaøy 4 7.55 0.845 572 80 2.4 Ngaøy 5 7.60 0.946 631 97 3.1 Ngaøy 6 7.68 0.963 658 101 3.8 Tuaàn thöù 1 7.68 0.952 647 85 3.7 256 56 212.5 Ngaøy 8 7.52 0.923 617 110 4.1 Ngaøy 9 7.61 0.925 623 95 4.4 Ngaøy 10 7.67 0.952 645 81 3.7 Ngaøy 11 7.55 0.937 633 89 4.1 Ngaøy 12 7.59 0.940 628 87 3.2 Ngaøy 13 7.48 1.093 737 112 2.8 Tuaàn thöù 2 7.78 0.967 651 93 3.2 160 38 175 Tuaàn thöù 3 7.50 0.942 628 91 3.6 112 30 107.5 Tuaàn thöù 4 7.63 1.075 713 85 3.5 88 26 82 Tuaàn thöù 5 7.30 0.897 596 97 4.3 38 8 25 Tuaàn thöù 6 7.53 0.910 601 81 4.3 36 8 18 TCVN 5945 – 1995, loaïi A 5 - 9 50 30 50 Bieåu ñoà 5.1: Söï bieán ñoåi haøm löôïng caùc chæ tieâu oâ nhieãm höõu cô cuûa hoà Luïc bình Nhaän xeùt: Nhìn vaøo bieåu ñoà 5.1 ta thaáy haøm löôïng caùc chaát oâ nhieãm höõu cô giaûm maïnh ôû tuaàn thöù 2 vaø giaûm daàn ôû caùc tuaàn sau ñoù. Ñeán tuaàn thöù tö haàu nhö chaát löôïng nöôùc ñaàu ra trong hoà ñaõ ñaït tieâu chuaån cho pheùp. Qua ñoù cho thaáy möùc ñoä haáp thuï cuûa reã Luïc bình nhìn chung khaù oån ñònh vaø daàn veà thôøi gian sau möùc sinh tröôûng cuûa reã cao hôn vaø thöïc hieän toát quaù trình loaïi boû caùc chaát gaây oâ nhieãm. 5.3.1.1. Hieäu suaát xöû lyù COD trong hoà Luïc bình Baûng 5.5: Hieäu quaû xöû lyù COD trong hoà Luïc bình Thôøi gian COD (mg/l) Hieäu suaát xöû lyù (%) Ñaàu vaøo 320 Tuaàn thöù 1 256 20 Tuaàn thöù 2 160 50 Tuaàn thöù 3 112 65 Tuaàn thöù 4 88 72.5 Tuaàn thöù 5 38 88.13 Tuaàn thöù 6 36 88.75 Bieåu ñoà 5.2: Bieåu ñoà theo doõi hieäu suaát COD trong hoà Luïc bình Nhaän xeùt: Nhìn vaøo baûng 5.5 vaø bieåu ñoà 5.2 ta thaáy hieäu quaû xöû lyù COD cuûa hoà Luïc bình khaù cao ñaït 88.75% vaøo tuaàn thöù 6; cuõng thaáy raèng ôû tuaàn thöù 4 haøm löôïng COD laø 88mg/l ñaõ ñaït tieâu chuaån nöôùc thaûi loaïi B TCVN 5945 – 1995, vaø möùc ñoä oån ñònh ôû tuaàn thöù 5, tuaàn thöù 6 vaø ñaït tieâu chuaån nöôùc thaûi loaïi A TCVN 5945 – 1995. Qua ñoù cho thaáy vai troø chuyeån hoùa caùc chaát baån höõu cô cuûa heä vi sinh vaät treân boä reã vaø thaân caây, söï vaän chuyeån döôõng khí qua heä thöïc vaät vaø moät loaït caùc yeáu toá lieân quan khaùc laø nguyeân nhaân daãn ñeán hieäu quaû xöû lyù cao cuûa hoà Luïc bình. 5.3.1.2. Hieäu suaát xöû lyù BOD5 trong hoà Luïc bình Baûng 5.6: Hieäu quaû xöû lyù BOD5 trong hoà Luïc bình Thôøi gian BOD5 (mg/l) Hieäu suaát xöû lyù (%) Ñaàu vaøo 74 Tuaàn thöù 1 56 24.32 Tuaàn thöù 2 38 48.64 Tuaàn thöù 3 30 59.46 Tuaàn thöù 4 26 64.86 Tuaàn thöù 5 8 89.18 Tuaàn thöù 6 8 89.18 Bieåu ñoà 5.3: Bieåu ñoà theo doõi hieäu suaát xöû lyù BOD5 trong hoà Luïc bình Nhaän xeùt: Nhìn vaøo baûng 5.6 vaø bieåu ñoà 5.3 ta thaáy hieäu quaû xöû lyù BOD5 cuûa hoà Luïc bình khaù cao ñaït 89.18% vaøo tuaàn thöù 6. ôû tuaàn thöù 2 haøm löôïng BOD5 laø 38mg/l ñaõ ñaït tieâu chuaån nöôùc thaûi loaïi B TCVN 5945 – 1995, möùc ñoä oån ñònh ôû caùc tuaàn sau vaø ñeàu ñaït tieâu chuaån nöôùc thaûi loaïi A TCVN 5945 – 1995 theo BOD5. Keát quaû chaát löôïng nöôùc ñaàu ra sau 6 tuaàn trong heä thoáng hoà Luïc bình khoâng coøn oâ nhieãm höõu cô do BOD5 gaây ra. 5.3.1.3. Hieäu suaát xöû lyù SS trong hoà Luïc bình Baûng 5.7: Hieäu quaû xöû lyù SS trong hoà Luïc bình Thôøi gian SS (mg/l) Hieäu suaát xöû lyù (%) Ñaàu vaøo 250 Tuaàn thöù 1 212.5 15 Tuaàn thöù 2 172.5 31 Tuaàn thöù 3 107.5 57 Tuaàn thöù 4 82 67.2 Tuaàn thöù 5 25 90 Tuaàn thöù 6 18 92.8 Bieåu ñoà 5.4: Bieåu ñoà theo doõi hieäu suaát xöû lyù SS trong hoà Luïc bình Nhaän xeùt: Nhìn vaøo baûng 5.7 vaø bieåu ñoà 5.4 ta thaáy hieäu quaû xöû lyù SS cuûa hoà Luïc bình khaù cao ñaït 92.8% vaøo tuaàn thöù 6; cuõng thaáy raèng ôû tuaàn thöù 4 haøm löôïng SS laø 82mg/l ñaõ ñaït tieâu chuaån nöôùc thaûi loaïi B TCVN 5945 – 1995, vaø möùc ñoä giaûm nheï daàn vaø oån ñònh ôû tuaàn thöù 5 (25mg/l), tuaàn thöù 6 (18mg/l) vaø ñaït tieâu chuaån nöôùc thaûi loaïi A TCVN 5945 – 1995. Keát quaû nöôùc thaûi ñaàu ra ôû hoà Luïc bình khoâng bò oâ nhieãm do haøm löôïng SS gaây ra. 5.3.2. Coû Vetiver Baûng 5.8: Keát quaû ño vaø phaân tích maãu nöôùc ñaàu vaøo vaø ñaàu ra cuûa hoà Vetiver Thôøi gian pH EC (ms/s) TDS (mg/l) Eh (mv/cm) DO (mg/l) COD (mg/l) BOD5 (mg/l) SS (mg/l) Ñaàu vaøo 6.65 0.896 597 -183 1.25 320 74 250 Ngaøy 1 6.84 0.853 569 -202 1.3 Ngaøy 2 7.67 0.936 625 89 1.25 Ngaøy 3 7.28 0.984 635 107 1.8 Ngaøy 4 7.50 0.940 627 85 2.1 Ngaøy 5 7.78 1.027 695 97 2.1 Ngaøy 6 7.60 0.943 638 80 2.7 Tuaàn thöù 1 7.65 0.912 602 81 2.7 288 66 225 Ngaøy 8 7.48 0.930 612 84 3.1 Ngaøy 9 7.61 0.895 593 77 3.0 Ngaøy 10 7.80 0.997 672 121 3.4 Ngaøy 11 7.40 0.910 602 91 3.4 Ngaøy 12 7.69 0.963 661 85 3.2 Ngaøy 13 7.55 0.952 648 81 3.5 Tuaàn thöù 2 7.60 0.954 655 85 3.4 232 54 187.5 Tuaàn thöù 3 7.77 0.967 663 101 4.1 104 23 112.5 Tuaàn thöù 4 7.56 0.930 618 79 4.4 72 18 70 Tuaàn thöù 5 7.60 1.015 688 87 4.4 27 18 22.5 Tuaàn thöù 6 7.61 0.945 645 83 4.0 26 5 22 TCVN 5945 – 1995, loaïi A 5 – 9 50 30 50 Bieåu ñoà 5.5: Söï bieán ñoåi haøm löôïng caùc chæ tieâu oâ nhieãm höõu cô cuûa hoà coû Vetiver Nhaäm xeùt: Nhìn vaøo bieåu ñoà 5.5 ta thaáy ôû 2 tuaàn ñaàu haøm löôïng caùc chaát oâ nhieãm höõu cô giaûm töông ñoái thaáp do luùc naøy caây coøn nhoû vaø boä reã phaùt trieån chöa toát, tuy nhieân qua ñeán tuaàn thöù 3 ta thaáy haøm löôïng caùc chaát oâ nhieãm höõu cô giaûm maïnh, cuï theå COD giaûm coøn 104mg/l gaàn 1/3 so vôùi nöôùc thaûi ñaàu vaøo, BOD5 giaûm coøn 23mg/l, SS giaûm coøn 112.5mg/l. Vaø tieáp tuïc giaûm daàn ôû caùc tuaàn sau ñoù, ñeán tuaàn thöù 4 trôû veà sau nöôùc thaûi ñaàu ra trong hoà ñaõ ñaït tieâu chuaån cho pheùp. Qua ñoù cho thaáy möùc ñoä haáp thuï cuûa reã Vetiver khaù cao vaø oån ñònh. 5.3.2.1. Hieäu suaát xöû lyù COD trong hoà coû Vetiver Baûng 5.9: Hieäu quaû xöû lyù COD trong hoà Vetiver Thôøi gian COD (mg/l) Hieäu suaát xöû lyù (%) Ñaàu vaøo 320 Tuaàn thöù 1 288 10 Tuaàn thöù 2 232 27.5 Tuaàn thöù 3 104 67.5 Tuaàn thöù 4 72 77.5 Tuaàn thöù 5 27 91.56 Tuaàn thöù 6 26 91.875 Bieåu ñoà 5.6: Bieåu ñoà theo doõi hieäu suaát xöû lyù COD trong hoà coû Vetiver Nhaän xeùt: Nhìn vaøo baûng 5.9 vaø bieåu ñoà 5.6 ta thaáy hieäu quaû xöû lyù COD cuûa hoà coû Vetiver khaù cao ñaït 91.875%% vaøo tuaàn thöù 6; cuõng thaáy raèng ôû tuaàn thöù 4 haøm löôïng COD laø 72mg/l ñaõ ñaït tieâu chuaån nöôùc thaûi loaïi B TCVN 5945 – 1995, vaø möùc ñoä oån ñònh ôû tuaàn thöù 5 (27mg/), tuaàn thöù 6 (26mg/l) vaø ñaït tieâu chuaån nöôùc thaûi loaïi A TCVN 5945 – 1995. 5.3.2.2. Hieäu suaát xöû lyù BOD5 trong hoà coû Vetiver Baûng 5.10: Hieäu quaû xöû lyù BOD5 trong hoà Vetiver Thôøi gian BOD5 (mg/l) Hieäu suaát xöû lyù (%) Ñaàu vaøo 74 Tuaàn thöù 1 66 10.81 Tuaàn thöù 2 54 27.03 Tuaàn thöù 3 23 69.91 Tuaàn thöù 4 18 75.67 Tuaàn thöù 5 18 75.67 Tuaàn thöù 6 5 93.24 Bieåu ñoà 5.7: Bieåu ñoà theo doõi hieäu suaát xöû lyù BOD5 trong hoà coû Vetiver Nhaän xeùt: Nhìn vaøo baûng 5.10 vaø bieåu ñoà 5.7 ta thaáy hieäu quaû xöû lyù BOD5 cuûa hoà Vetiver khaù cao ñaït 93.24% vaøo tuaàn thöù 6. ôû tuaàn thöù 2 haøm löôïng BOD5 laø 23mg/l ñaõ ñaït tieâu chuaån nöôùc thaûi loaïi A TCVN 5945 – 1995, möùc ñoä oån ñònh ôû caùc tuaàn sau vaø ñeán tuaàn thöù 6 haøm löôïng BOD5 laø 5mg/l < 10 ñaït tieâu chuaån nöôùc thaûi loaïi A TCVN 5942 – 1995. Keát quaû chaát löôïng nöôùc ñaàu ra sau 6 tuaàn trong heä thoáng hoà coû Vetiver khoâng coøn oâ nhieãm höõu cô do BOD5 gaây ra. 5.3.2.2. Hieäu suaát xöû lyù SS trong hoà coû Vetiver Baûng 5.11: Hieäu quaû xöû lyù SS trong hoà Vetiver Thôøi gian SS (mg/l) Hieäu suaát xöû lyù (%) Ñaàu vaøo 250 Tuaàn thöù 1 225 10 Tuaàn thöù 2 187.5 25 Tuaàn thöù 3 112.5 55 Tuaàn thöù 4 70 72 Tuaàn thöù 5 22.5 91 Tuaàn thöù 6 22 91.2 Bieåu ñoà 5.8: Bieåu ñoà theo doõi hieäu suaát xöû lyù SS trong hoà coû Vetiver Nhaän xeùt: Nhìn vaøo baûng 5.11 vaø bieåu ñoà 5.8 ta thaáy hieäu quaû xöû lyù SS cuûa hoà coû Vetiver khaù cao ñaït 91.2% vaøo tuaàn thöù 6; cuõng thaáy raèng ôû tuaàn thöù 4 haøm löôïng SS laø 70mg/l ñaõ ñaït tieâu chuaån nöôùc thaûi loaïi B TCVN 5945 – 1995, vaø möùc ñoä tieáp tuïc giaûm ôû caùc tuaàn sau ñoù, oån ñònh ôû tuaàn thöù 5 (25mg/l), tuaàn thöù 6 (18mg/l) vaø ñaït tieâu chuaån nöôùc thaûi loaïi A TCVN 5945 – 1995. Keát quaû nöôùc thaûi ñaàu ra ôû hoà coû Vetiver khoâng bò oâ nhieãm do haøm löôïng SS gaây ra. 5.4. So saùnh khaû naêng xöû lyù oâ nhieãm höõu cô Khaû naêng xöû lyù cuûa hai heä thoáng hoà Luïc bình vaø coû Vetiver ñöôïc theå hieän qua baûng hieäu suaát xöû lyù sau: Baûng 5.12: Hieäu quaû xöû lyù oâ nhieãm höõu cô trong heä thoáng Loaïi thöïc vaät COD (%) BOD5 (%) SS (%) Luïc bình 88.75 89.18 92.8 Coû Vetiver 91.875 93.24 91.2 Hình 5.1: Reã coû Vetiver vaø Luïc bình sau thôøi gian thöïc nghieäm Bieåu ñoà 5.9: Bieåu ñoà so saùnh khaû naêng xöû lyù höõu cô giöõa hoà Luïc bình vaø Vetiver Nhaän xeùt: Döïa vaøo baûng 5.12 vaø bieåu ñoà 5.9 hieäu quaû xöû lyù oâ nhieãm höõu cô cuûa hoà coû Vetiver cao hôn hoà Luïc bình ôû caùc chæ tieâu COD, BOD5, rieâng ôû chæ tieâu SS thì hieäu quaû xöû lyù cuûa hoà Luïc bình cao hôn hoà coû Vetiver. Nhìn chung khaû naêng xöû lyù cuûa hai heä thoáng ôû möùc töông ñöông nhau. Bieåu ñoà 5.10: Bieåu ñoà so saùnh hieäu suaát xöû lyù COD cuûa hoà Luïc bình vaø Vetiver Bieåu ñoà 5.11: Bieåu ñoà so saùnh hieäu suaát xöû lyù BOD5 cuûa hoà Luïc bình vaø Vetiver Bieåu ñoà 5.12: Bieåu ñoà so saùnh hieäu suaát xöû lyù SS cuûa hoà Luïc bình vaø Vetiver Nhaän xeùt: Toaøn heä thoáng xöû lyù baèng thöïc vaät ngaäp nöôùc ñaõ theå hieän ñöôïc khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït, khaû naêng loaïi boû chaát gaây oâ nhieãm nhìn chung töông ñoái ôû caû hai hoà Luïc bình vaø hoà coû Vetiver. Caùc chæ tieâu COD, BOD5, SS ñeàu giaûm ñaùng keå. Döïa vaøo bieåu ñoà: 5.10; 5.11; 5.12 ta thaáy hieäu suaát xöû lyù trong 2 tuaàn ñaàu cuûa hoà Luïc bình cao hôn hoà coû Vetiver ôû chæ tieâu COD, BOD5, coøn chæ tieâu SS thì töông ñöông nhau, nguyeân nhaân luùc naøy möùc ñoä haáp thuï chaát oâ nhieãm ôû hoà coû Vetiver coøn thaáp, ñoä xoáp cuûa heä thoáng reã coøn raát thaáp. Tuy nhieân, ôû caùc tuaàn sau ñoù hieäu suaát xöû lyù cuûa hoà coû Vetiver taêng cao hôn hoà Luïc bình, theå hieän roõ: veà chæ tieâu COD ôû hoà Vetiver ( 67.5% tuaàn thöù 3, vaø ñeán tuaàn thöù 6: 91.875%), töông töï BOD5 cuõng vaäy ( 93.24% ôû tuaàn thöù 6); coøn ñoái vôùi chæ rieâu SS tuy ôû caùc tuaàn keá tieáp hieäu suaát xöû lyù cuûa hoà coû Vetiver cao hôn hoà Luïc bình nhöng cho tôùi tuaàn thöù 6 thì hieäu suaát xöû lyù cuûa hoà Luïc bình vaãn cao hôn hoà coû Vetiver. Toùm laïi, khaû naêng xöû lyù oâ nhieãm höõu cô cuûa heä thoáng laø raát cao. CHÖÔNG 6 KEÁT LUAÄN VAØ KIEÁN NGHÒ 6.1. Keát luaän Sau thôøi gian tìm hieåu veà nöôùc thaûi sinh hoaït, Ñaát ngaäp nöôùc vaø thöïc vaät Ñaát ngaäp nöôùc; tieán haønh xaây döïng vaø chaïy moâ hình thöïc nghieäm xöû lyù nöôùc thaûi, ñeà taøi ñöa ra moät soá keát luaän: Keát quaû thöïc nghieäm cho thaáy vieäc xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït cuûa coû Vetiver vaø Luïc bình baèng moâ hình Ñaát ngaäp nöôùc ñaït hieäu suaát cao. Khaû naêng xöû lyù caùc chaát nhieãm höõu cô: COD, BOD5, SS cuûa hoà luïc bình cao, ñaït hieâu suaát laàn löôït laø 88.75%, 89.18%, 92.8%. Khaû naêng xöû lyù caùc chæ tieâu oâ nhieãm höõu cô: COD, BOD5, SS cuûa hoà coû Vetiver cao, ñaït hieâu suaát laàn löôït laø 91.875%, 93.24%, 91.2%. Khaû naêng xöû lyù oâ nhieãm höõu cô cuûa hai loaøi thöïc vaät Luïc bình vaø coû Vetiver trong heä thoáng thöïc nghieäm laø töông ñöông nhau, tuy nhieân coû Vetiver coù khaû naêng xöû lyù COD, BOD5 cao hôn, coøn Luïc bình laïi coù khaû naêng xöû lyù SS cao hôn. 6.2. Kieán nghò Qua moät thôøi gian chöa ñuû daøi ñeå tìm hieåu ñaày ñuû nhöõng khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït baèng moâ hình Ñaát ngaäp nöôùc. Nhöng vôùi caùc keát quaû nghieân cöùu cuûa caùc coâng trình ñaõ coâng boá vaø keát quaû khaûo saùt cuûa heä thoáng maø chuùng toâi thöïc hieän ñaõ khaúng ñònh theâm khaû naêng xöû lyù oâ nhieãm höõu cô cuûa moät soá loaïi thöïc vaät ñaát ngaäp nöôùc. Vì theá, ñeå vöøa baûo veä taøi nguyeân ñaát ngaäp nöôùc vaø öùng duïng nhöõng khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi noùi chung vaø nöôùc thaûi sinh hoaït noùi rieâng, ñeà taøi ñöa ra moät soá kieán nghò sau: Taêng cöôøng tìm hieåu, nghieân cöùu vaø baûo veä caùc vuøng ñaát ngaäp nöôùc töï nhieân. Söû duïng nhöõng vuøng ñaát ngaäp nöôùc thích hôïp ñeå xöû lyù caùc nguoàn nöôùc bò oâ nhieãm. Caùc loaøi thöïc vaät thuyû sinh phaùt trieån tuyø thuoäc vaøo ñieàu kieän töï nhieân neân caàn coù keá hoaïch nghieân cöùu vaø khuyeán khích aùp duïng moâ hình naøy vôùi nhöõng loaïi thöïc vaät cho moãi ñòa phöông. Nghieân cöùu keát hôïp nhieàu loaïi thöïc vaät: Vetiver, Luïc bình… trong caùc quy trình xöû lyù caùc loaïi chaát thaûi khaùc, ñoàng thôøi coù theå aùp duïng Luïc bình ñeå thieát keá vaø xöû lyù cho moät con keânh moät caùch hieäu quaû vì Luïc bình laø loaøi thöïc vaät baûn ñòa phaân boá khaép nôi. Hieäu suaát cuûa moâ hình seõ cao hôn neáu ñöôïc thöïc hieän trong thôøi gian daøi neân khi xaây döïng moâ hình caàn ñuû thôøi gian cho caây phaùt trieån. ._.