Đồ án Khảo sát khả năng tự xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng đất ngập nước tự nhiên

hực vật thủy sinh ngập nước là chúng tiến hành quang hợp hay các quá trình trao đổi chất hoàn toàn trong lòng nước. b. Nhóm thực vật trôi nổi Thực vật trôi nổi phát triển rất nhiều ở các nước nằm trong vùng nhiệt đới. Các loài thực vật này phát triển trên bề mặt nước. Đây là phần nhận ánh sáng mặt trời trực tiếp. Phần dưới nước là rễ, rễ các loài thực vật này là rễ chùm. Chúng phát triển trong lòng môi trường nước, nhận các chất dinh dưỡng trong nước và chuyển lên lá, thực hiện các quá trình quang hợp. Các loài thực vật nổi trôi phát triển và sinh sản rất mạnh. Ví dụ như: bèo lục bình, bèo tấm, rau diếp. Những loài thực vật này nổi trên mặt nước và chúng chuyển động trên mặt nước theo chiều gió thổi và theo sóng nước hay dòng nước chảy của nước. Ở những khu vực nước không chuyển động, các loài thực vật này sẽ bị dồn về một phía theo chiều gió. Còn ở những khu vực nước chuyển động như dòng sông, chúng sẽ chuyển động theo sóng nước, theo gió và theo dòng chảy. Khi thực vật này chuyển động sẽ kéo theo rễ của chúng quét trong lòng nước, các chất dinh dưỡng sẽ thường xuyên tiếp xúc với rễ và được hấp thụ qua rễ. Mặt khác, rễ của các loài thực vật này như những giá thể rất tuyệt vời để vi sinh vật bám vào đó, phân hủy hay tiến hành quá trình vô cơ hóa các chất hữu cơ có trong nước thải. So với thực vật ngập nước thực vật nổi có khả năng xử lý các chất ô nhiễm rất cao. c. Thực vật nửa ngập nước Đây là loài thực vật có rễ bám vào đất và một phần thân ngập trong nước. Một phần thân và toàn bộ lá của chúng lại nhô hẳn lên mặt nước để tiên hành quá trình quang hợp. Thuộc các nhóm này là các loài cỏ nước và các loài lúa nước. Việc làm sạch môi trường đối với các loài thực vật này chủ yếu là ở phần lắng ở đáy lưu vực nước. Những vật chất lơ lửng thường ít hoặc không được chuyển hóa. Các loài thân cỏ thuộc nhóm này bao gồm: cỏ đuôi mèo, sậy, cỏ lõi bấc. Bảng3.1 : Tóm tắt nhiệm vụ xử lý của các thực vật Phần cơ thể Nhiệm vụ Rễ,thân Là giá bám cho vi khuẩn phát triển Lọc và hấp thu chất rắn Thân và/hoặc lá ở mặt nước hoặc phía trên mặt nước Hấp thu ánh sáng mặt trời do đó ngăn cản sử phát triển của tảo Làm giảm sự trao đổi giữa nước và khí quyển Chuyển oxy từ lá xuống rễ Làm giảm ảnh hưởng của gió lên bề mặt xử lý 3.2.2 Cơ chế xử lý ô nhiễm nước thải của thực vật thủy sinh Quá trình quang hợp, quá trình tổng hợp prôtêin xảy ra trong tế bào thực vật là quá trình tạo sinh khối của thực vật. Tất cả vật chất tạo ra sinh khối thực vật được lấy ra từ các chất hoặc hợp chất vô cơ từ môi trường sống. Dựa vào những cơ chế này chúng ta có thể sử dụng thực vật thủy sinh như tác nhân chuyển hóa vật chất trong nước thải thành sinh khối thực vật và làm giảm ô nhiễm trong nước thải. a. Quá trình hô hấp ở thực vật Tất cả các quá trình trao đổi chất của sinh vật được tập trung trong tế bào. Quá trình hô hấp cũng vậy, quá trình này được xem như quá trình phản ứng enzym rất đặc trưng. Các hợp chất hữu cơ có trong tế bào như pôtêin, polysaccharit, lipit, axit amin sẽ bị oxy hóa tạo ra CO2, H2O, các loại khí khác và năng lượng. Năng lượng được tạo ra sẽ được tích lũy trong phân tử ATP. Năng lượng trong phân tử ATP sẽ được tế bào sử dụng dần trong suốt quá trình sống của thực vật. Phương trình tổng quát của quá trình hô hấp: C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + ATP Đường glucose là vật chất được sử dụng trong quá trình hô hấp thường xuyên nhất. Khi gặp oxy, chúng sẽ được chuyển thành carbondioxid và nước. Năng lượng được giải phóng sẽ được giữ lại trong các cầu nối của phân tử ATP. b. Sự quang hợp của thực vật Quang hợp là một quá trình rất đặc biệt, phổ biến nhất ở tất cả các loài thực vật và ở một số loài vi sinh vật. Quá trình quang hợp xảy ra ở lục lạp. Sắc tố quang hợp nhận năng lượng mặt trời tiên hành oxy hóa nước, giải phóng oxy và khử CO2 để tạo thành chất hữu cơ mà chủ yếu là gluxit. Quá trình quang hợp xảy ra qua 2 giai đoạn: giai đoạn sáng và giai đoạn tối. Giai đoạn sáng: ở giai đoạn này, các phản ứng xảy ra trong màng thylakoid, kết quả của quá trình chuyển hóa này sẽ tạo ra các hợp chất cao năng ATP và NADH. Giai đoạn tối: Ở giai đoạn này, các phản ứng xảy ra trong stroma. Các phản ứng này cần được cung cấp năng lượng từ ATP và NADH để tống hợp ra gluxit. b. Quá trình tổng hợp prôtêin Prôtêin là một trong những thành phần quan trọng của thực vật. Prôtêin là chuỗi polypeptit, chúng được tạo ra từ các axit amin nối với nhau bằng liên kết peptit. Các axit amin được tế bào tổng hợp ra và được cung cấp từ môi trường bên ngoài. Thực vật chỉ đồng hóa các hợp chất hữu cơ ở dạng vô cơ hòa tan. Do đó, các axit amin có trong tế bào thực vật chủ yếu do tế bào sinh tổng hợp nên. Quá trình tổng hợp prôtêin xảy ra liên tục ở trong tế bào. Nhờ đó các phản ứng sinh hóa mới được thực hiện và nhờ đó, tế bào mới tiến hành phân chia và phát triển, trong đó những protein – enzym chiếm số lượng rất lớn và đóng vai trò quyết định trong các phản ứng hóa học chuyển hóa vật chất. 3.2.3 Chức năng xử lý nước thải của thực vật thủy sinh a. Khả năng chuyển hóa chất hữu cơ trong nước thải của thực vật thủy sinh Các loài thực vật thủy sinh thường rất nhạy cảm với pH, chất độc, nồng độ hữu cơ cao. Do đó, trong nước thải chứa nhiều độ tố pH quá trình kiềm hay quá trình axít đều ảnh hưởng xấu đến sự phát triển của chúng. Ngoài ra, sự phát triển của các loài thực vật thủy sinh tuy nhanh hơn các loài thực vật khác nhưng lại chậm hơn các loài vi sinh vật. Do đó, nếu so sánh khả năng chuyển hóa vật chất hóa học có trong nước thải giữa thực vật và vi sinh vật thì thực vật thường chậm hơn rất nhiều. Vì ngoài tốc độ sinh trưởng và sinh sản của vi sinh vật ra, còn có một đặc điểm rất quan trọng khác là tốc độ chuyển hóa vật chất trong một ngày/đêm của vi sinh vật rất cao. Chúng có thể chuyển hóa lượng vật chất gấp hàng ngàn lần khối lượng của chúng. Trong đó, thực vật chuyển hoá lượng vật chất so với khối lượng của chúng thường không cao. Tuy nhiên các loài thực vật thủy sinh có những ưu điểm rất đặc biệt mà ở vi sinh vật không có được, đó là khả năng hấp thụ kim loại nặng, khả năng ổn định sinh khối trong điều kiện tự nhiên, khả năng ổn định sinh khối trong điều kiện tự nhiên, khả năng cộng sinh trong môi trường nước và mức độ dễ dàng trong thu nhận sinh khối thực vật cũng như khả năng sử dụng sinh khối này trong nhiều mục đích khác nhau. b. Khả năng làm giảm kim loại nặng và vi lượng trong nước thải Các loài thực vật thủy sinh có khả năng xử lý kim loại nặng rất tốt. Kim loại nặng được tách khỏi môi trường nước theo những hướng sau: Thực vật nhận kim loại nặng từ môi trường nước, đưa chúng vào sinh khối thực vật. Sinh khối thực vật được thu hoạch và đưa ra khỏi môi trường nước. Do đó, kim loại nặng được chuyển từ môi trường nước và chuyển vào sinh khối của thực vật, kết quả là nước giảm kim loại nặng. Tham gia vào quá trình thay đổi ion, quá trình hấp thụ, lắng đọng xuống bùn đáy và chuyển thành các phức hữu cơ. Kết tủa dạng oxyt hydroxyt, cacbonate, photphate và sulfit. c. Thực vật thủy sinh và hiện tượng phú dưỡng hóa Hiện tượng phú dưỡng hóa là hiện tượng phát triển mạnh các loài rong, tảo và thực vật thủy sinh khi trong môi trường nước chứa nhiều nitơ và photpho. Khi xuất hiện hiện tượng phú dưỡng hóa sẽ làm thay đổi rất lớn hệ sinh thái nước và ảnh hưởng xấu đến môi trường nước. Khi đó nước sẽ nghèo oxy và các dưỡng khí khác, làm đảo lộn hệ sinh thái nước. Hiện tượng phú dưỡng hóa có thể do con người gây ra (phú dưỡng nhân tạo) và cũng có thể tự nhiên tự phát sinh (phú dưỡng tự nhiên) Phú dưỡng tự nhiên có thể xảy ra ngay cả trong môi trường nước được coi là khá sạch. Trong trường hợp này, nước ở trạng thái nghèo dinh dưỡng chuyển sang trạng thái giàu dinh dưỡng, thời gian tồn tại hiện tượng này thường rất lâu. Đây là quá trình tích lũy chất dinh dưỡng trong nước. Phần lớn trầm tích hữu cơ được tạo ra do hiện tượng phú dưỡng hóa này. Phú dưỡng nhân tạo là hiện tượng phát triển mạnh bởi tảo, rong và thực vật thủy sinh do con người gây ra. Trong quá trình sống và hoạt động sống, con người thải vào môi trường nước quá nhiều chất hữu cơ, chất vô cơ. Các chất này làm tăng nhanh sự tích tụ vật chất và ở một thời điểm nào đó làm tăng nhanh các quá trình phát triển tảo, rong và sinh vật thủy sinh. Phú dưỡng nhân tạo thường tạo ra rất nhanh, chỉ trong khoảng một thời gian ngắn sinh khối môi trường nước sẽ đạt tới mức tối đa. Ở mức độ tăng sinh khối này sẽ làm gia tăng hiện tượng giảm oxy hòa tan có trong nước, dẫn đến hiện tượng suy giảm sinh khối và càng tăng nhanh mức độ phân giải sinh khối. Khi môi trường nước thiếu dưỡng khí sẽ làm giảm khả năng tự làm sạch nước trong thiên nhiên. Kết quả là nước tăng mùi khó chịu, pH của nước giảm. Trong các nguyên nhân gây ra suy giảm oxy trong nước có sự phân hủy của tảo. Do đó, khi trong môi trường nước xuất hiện hiện tượng phú dưỡng hóa là điềm báo hiệu nước ô nhiễm nặng. d. Khả năng chuyển hóa một số chỉ tiêu quan trọng của môi trường nước bởi thực vật thủy sinh BOD5 Trong môi trường nước, BOD5 không chỉ chuyển hóa bởi vi sinh vật mà còn chuyển hóa bới thực vật thủy sinh. Sự biến động BOD5 trong môi trường nước khi thực vật thủy sinh phát triển có sự dao động rất lớn. Sự giao động của BOD5 phụ thuộc vào từng loại thực vật thủy sinh và phụ thuộc vào khí hậu trong năm, tức là phụ thuộc vào thời gian mà thực vật này phát triển. Các loài vi sinh vật bám vào rễ và thân, mầm thực vật thủy sinh ngập trong nước đóng vai trò quan trọng nhất trong quá trình làm thay đổi BOD5 trong môi trường nước. Thực vật làm giảm BOD5 trực tiếp rất khó xảy ra. Chất rắn Thực vật thủy sinh có thời gian tồn tại trong nước rất lâu, do đó các chất rắn dạng keo được chuyển hóa nhờ vi sinh vật bám vào đó trong môi trường nước. Ngoài ra, chất rắn dạng keo bị biến đổi do sự va chạm vào thực vật thủy sinh, đáy hồ, sông và các chất rắn lơ lửng khác. Các chất rắn lơ lửng được chuyển hóa bởi sự thối rữa yếm khí. Chuyển hóa nitơ Nitơ được chuyển hóa trong môi trường nước do một số nguyên nhân cơ bản sau: Thực vật nhận từ các chất chứa nitơ có trong môi trường nước để tạo ra sinh khối, sau đó sinh khối được loài người, động vật sử dụng. Bị mất theo dạng amoniac. Vi khuẩn tham gia vào quá trình nitrit hóa và phản ứng nitrit hóa. Hai quá trình này xảy ra do vi sinh vật thực hiện. Trong 3 hướng chuyển hướng nitơ, hướng nitrit hóa và phản ứng nitrit hóa bởi vi sinh vật đóng vai trò lớn nhất. Quá trình phản ứng nitrit hóa xảy ra trong điều kiện thiếu oxi. Khi đó nitơ được giải phóng khỏi các hợp chất hóa học và chuyện thành dạng khí, thoát vào không khí. Phản ứng chuyển hóa thường xảy ra trong môi trường trung tính. Phản ứng này xảy ra như sau: 6NO3 + 5CH3OH à 5CO2 + 3N2 + 7H2O + 6OH- Phản ứng trên xảy ra phụ thuộc vào: Khả năng chuyển hóa của vi khuẩn. Khả năng này không chỉ ở từng loài vi khuẩn mà còn phụ thuộc ở pH, nhiệt độ, nguồn cacbon có trong môi trường. Khả hoạt động bề mặt bùn lắng trong lưu vực. Tiềm năng nitơ được tạo ra thoát vào không khí và hấp thụ của thực vật. Ở những vùng nước thải mới, thực vật dễ nhận nitơ hơn nước thải tồn tại lâu trong thiên nhiên. Điều đó có thể được hiểu là nước thải tồn tại lâu trong điều kiện tự nhiên thường chứa ít nitơ vô cơ và trong loại nước thải này có nhiều NO3, trong khi đó, ở nước thải mới thải ra chứa nhiều NH4. Chuyển hóa Phốtpho Phốtpho trong nước thải có thể được chuyển hóa bởi các nghuyên nhân sau: Chuyển hóa do VSV; Chuyển hóa do thực vật thủy sinh; Chuyển hóa do quá trình hấp thụ hóa học; Chuyển hóa do hiện tượng mưa, tuyết. Trong đó, chuyển hóa phốtpho do vi sinh vật thường rất quan trọng, chuyển hóa do thực vật thủy sinh có một ý nghĩa rất lớn. Cả hai quá trình chuyển hóa trên giống nhau ở chỗ là phốtpho khi được chuyển vào tế bào thực vật đều tham gia vào thành phần của ADN (Axit DeoxyriboNucleic); ARN (Axit RiboNucleic), ATP (Adenosine TriPhotphate); ADP (Adenosine DiPhotphate); AMP (Adesine MonoPhotphate). Các hợp chất khác chứa phốtpho và cả trong thành phần các enzim oxy hóa có trong tế bào. Tất cả hợp chất trên nằm trong tế bào, trong sinh khối của thực vật. Khi ta thu hoạch sinh khối của thực vật tức là ta tách phốtpho ra khỏi môi trường nước. Chuyển hóa nitơ Trong xử lý nước thải bằng vi sinh vật thủy sinh thấy lượng vi rút và vi sinh vật gây bệnh đều có chiều hướng giảm dần theo thời gian, hiện tượng này thấy hầu hết ở các nơi xử lý. Nguyên nhân tạo ra hiện tượng này chưa có 1 nguyên cứu nào đưa ra thật chính xác. Tuy nhiên, nhiều người đưa ra những tác động chính làm giảm lượng virut và vi sinh vật gây bệnh như sau: Tác động do yếu tố vật lý, trong đó khả năng tác động của tia tử ngoại của tia ánh sáng mặt trời, các yếu tố tiềm ẩn trong bùn. Tác động do yếu tố hóa học, trong đó đáng lưu ý là các quá trình oxi hóa, quá trình khử và các chất độc hóa học. Tác động do yếu tố sinh học, trong đó đáng lưu ý là do đấu tranh sinh học giữa các loài VSV với nhau và các độc tố được tách ra từ thực vật trong quá trình phát triển của chúng. 3.2.4 Ứng dụng thực vật thủy sinh trong xử lý nước thải Nước thải có lượng COD, BOD5 cao và chứa nhiều kim loại nặng, các chất độc hại không thể áp dụng thực vật thủy sinh để xử lý các loại nước thải có hàm lượng COD, BOD5 thấp và không chứa các chất độc hại có ảnh hưởng xấu đến sinh lý thực vật. Thực vật thủy sinh đã được sử dụng nhiều trong xử lý nước thải ở nhiều nước. Sau một thời gian sử dụng thực vật thủy sinh vào quá trình xử lý nước thải, các nhà khoa học rút ra được những ưu điểm và nhược điểm sau: Ưu điểm: Việc sử dụng thực vật thủy sinh có 4 ưu điểm rất cơ bản: Dùng thực vật thủy sinh vào xử lý không đòi hỏi kĩ thuật cao. Nhiều trường hợp giống như kĩ thuật canh tác một loại cây nào đó trong sản xuất công nghiệp. Dùng thực vật thủy sinh vào xử lý môi trường ít chi phí đầu tư không đòi hỏi máy móc thiết bị phức tạp và đắt tiền. Dùng thực vật thủy sinh vào xử lý môi trường vừa có hiệu quả xử lý, vừa thu nhận được sinh khối phục vụ cho chăn nuôi, làm phân bón hay sản xuất năng lượng tái sinh. Dùng thực vật thủy sinh vào xử lý môi trường tạo ra một thảm thực vật có ý nghĩa rất lớn đến sự điều hòa môi trường không khí. 3.3 Một số thực vật có khả năng xử lý nước 3.3.1. Thực vật nổi: 1/ Lục bình: a. Tên Tên tiếng Việt: Lục bình, bèo tây hay bèo Nhật Bản. Tên khoa học: Eichhornia crassipes Giới: Plantae Ngành: Magnoliophyta Lớp: Liliopsida Bộ: Liliales Họ: Pontederiaceae Chi: Eichhornia b. Nguồn gốc: Cây lục bình Nam Bộ có nguồn gốc ở Brazil, nhập vào Việt Nam từ năm 1905. c. Tính chất Lục bình là loài cỏ thủy sinh, thân ngắn có chùm lông ở giữa, lá đơn, mọc chùm tạo thành hoa thị, gân hình cung, mịn, đa sắc; cuống lá rất xốp thường phù to tạo thành phao nối hình lọ lục bình ngắn và to ở cây non, hay kéo dài đến 30 cm ở cây già. Hoa lục bình màu xanh nhạt hoặc xanh tím tạo thành chùm đứng, đài và tràng hao cùng đính ở gốc, cánh hoa trên có đốm vàng, 3 tâm bì nhưng chỉ có 1 tâm bì thụ, 6 tiếu nhị với 3 dài và 3 ngắn. Trái lục bình là nang có 3 buồng, bì mỏng, bì mỏng, nhiều hột. Thường mọc bối trên mặt nước hay bám vào đất bùn của các vùng nước ngọt có nhiệt độ từ 10 – 400C, nhưng sinh trưởng mạnh nhất ở nhiệt độ 20 – 300C, nên tại Việt Nam bèo thường phát triển rất mạnh ở các ao hồ, ven sông, sông thành quần thể sát bờ sông hoặc kênh rạch. 2/ Rau muống a. Tên Tên tiếng việt: rau muống,bìm bìm nước Tên khoa học: Ipomoea aquatica Giới: Plantae Ngành: Magnoliophyta Lớp: Magnoliopsida Bộ: Solanales Họ: Convolvulaceae Chi: Ipomoea Loài: I. aquatica b. Tính chất: Cây mọc bò, ở mặt nước hay trên cạn. Thân rỗng, dày, có rễ mắt, không lông. Lá hình ba cạnh,đầu nhọn, đôi khi hẹp và dài.Hoa to,có màu trắn hay hồng,tím,ống hoa tím nhạt, mọc từ 1-2 hoa trên một cuống.Quả nang tròn, đường kính 7-9 mm, chứa 4 hạt có lông màu hung, đường kính mỗi hạt khoảng 4 mm. c. Phân bố: Phân bố tự nhiên chính xác của loài này chưa rõ do được trồng phổ biến ở vùng khí hậu nhiệt đới. 3/ Rau dừa nước a.Tên Tên tiếng việt: Rau dừa nước (thuỷ long) Tên khoa học: Ludwidgia adscendens (L) Hara Họ: Mytaleae b.Tính chất: Cây mọc hoang, bò lan ở bùn hay nổi lên mặt nước ao hổ nhờ các phao xốp màu trắng.Thân mềm, xốp có đâm rễ ở các mâu. Lá nguyên, hình bầu dục ngược.Hoa vàng mọc ở nách lá. Quả nang, hình trụ, khi chín nứt thành năm mảnh chứa nhiều hạt hình chữ nhật. Dùng làm thức ăn cho lợn(cho ăn sống hay nấu chín với các loại thức ăn khác). c. Nguồn gốc: Phân bố ở ôn đới và cận nhiệt đới, nhiệt đới. 4/ Bèo tấm a/ Tên: Tên tiếng việt: bèo tấm Tên khoa học: Lemnaceae b/ Tính chất: Các loài thực vật này rất đơn giản, chúng thiếu thân hoặc lá, nhưng bao gồm cấu trúc nhỏ giống như lưỡi lam trôi trên hoặc chỉ ngay dưới bề mặt nước, có hoặc không có các rễ con đơn giản. Sự sinh sản của chúng diễn ra chủ yếu nhờ nảy chồi, nhưng thỉnh thoảng thì hoa, bao gồm hai nhị hoa và một nhuỵ hoa(đôi khi gọi nó là cụm hoa gồm ba hoa đơn tính) cũng được sinh ra. Bèo tấm có vai trò quan trọng trong khắc phục tình trạng dư thừa các chất dinh dưỡng dạng khoáng chất dư thừa trong các ao hồ bằng biện pháp sinh học do chúng phát triển nhanh và hấp thụ phần lớn các chất nitrat, phốtphát. Nó cũng làm giảm tỉ lệ bay hơi của nước. 3.3.2 Thực vật ngập nước 1/ Sậy (Hình 3.1) a. Tên Tên tiếng Việt: sậy Tên khoa học: Phragmites australis Giới: Plantae Ngành: Magnoliophyta Lớp: Liliopsida Bộ: Poales Họ: Poaceae Chi: Phragmites b. Tính chất Các thân mọc đứng cao từ 2-6 m, với các thân cây thường là cao hơn trong khu vực có mùa hè nóng ấm và đất màu mỡ. Lá của nó là rộng đối với các loài cỏ, dài từ 20-50 cm và bản rộng 2-3 cm. Hoa có dạng chuỳ có màu tía sẫm, mọc dày đặc, dài 20-50 cm. c. Nguồn gốc: Chủ yếu ở những vùng đầm lầy, ở khu vực nhiệt đới và ôn đới. 2/ Cây bồn bồn(cỏ nến) a/Tên: Tên tiếng việt: bồn bồn( cỏ nến, thuỷ hương) Tên khoa học: Typhaangustifolia Họ:Typhaceae b/ Phân bố: Cây bồn mọc hoang nhiều ở thành phố Hồ Chí Minh: Thủ Đức, Bình Thạnh, Nhà Bè, Bình Chánh.. 3.2.3 Một số thực vật có khả năng xử lý nước thải khác 1.Rau trai 2.Thuỷ trúc ( Hình 3.2) 3. Bèo hoa dâu Tên khoa học: Azolla pinntaBr Họ: Azollaceae 4. Cây rau mác ( Hình 3.3) Tên khoa học: Sagittaria trofolia L Họ: Alismataceae 5. Sậy núi Tên khoa học: Phragites karka trin. Ex Steud Họ: Cyperaceae 6. Kèo nèo (Hình 3.4) Tên khoa học: Laminocharis flava Buch Họ: Limnocharitaceae 7. Cỏ ống Tên khoa học: Sscirpus juncodies Roxb Họ: Cyperaceae 8. Cỏ lồng vực Tên khoa học: Echinochioa crú-galli (L) Beauv Họ: Poaceae 11. Môn nước Tên khoa học: Colocasia esauentaschoot ( cây thuốc) Họ: Araceae Ngoài ra còn có một số loại cây khác có khả năng xử lý: cỏ vetiver,súng 3.4 Những ưu điểm và nhược điểm trong việc sử dụng đất ngập nước để xử lý nước thải 1. Ưu điểm - Ngày nay, có nhiều nước sử dụng thực vật thủy sinh để xử lý nước thải và nước ô nhiễm. Hiệu quủa xử lý tuy chậm nhưng rất ổn định đối với những loại nước có BOD và COD thấp, không chứa độc tố. Những kết quả nghiên cứu và ứng dụng ở nhiều nước đã đưa ra những ưu điểm cơ bản sau: Chi phí cho xử lý bằng thực vật thủy sinh thấp Quá trình công nghệ không đòi hỏi kỹ thuật phức tạp Hiệu quả xử lý ổn định đối với nhiều loại nước ô nhiễm thấp Sinh khối tạo ra sau quá trình xử lý được ứng dụng vào nhiều mục đích khác nhau như: Làm nguyên liệu cho thủ công mỹ nghệ như cói, đay, lục bình, cỏ Làm thực phẩm cho người như củ sen, củ súng, rau muống Làm thực phẩm cho gia súc như rau muống, sen, bèo tây, bèo tấm Làm phân xanh, tất cà các loài thực vật thủy sinh sau khi thu nhận từ quá trình xử lý trên đều là nguồn nguyên liệu để sản xuất phân xanh rất có hiệu quả. Sản xuất khí sinh học Bộ rễ thân cây ngập nước, cây trôi nổi được coi như một giá thể rất tốt hay được coi như một chất mang) đối với vi sinh vật. Vi sinh vật bám vào rễ, vào thân cây ngập nước hay các loài thực vật trôi nổi. Nhờ sự vận chuyển (đặc biệt là thực vật trôi nổi) sẽ đưa vi sinh vật theo cùng. Chúng di chuyển từ vị trí này đến vi trí khác trong nước ô nhiễm, làm tăng khả năng chuyển hoá vật chất có trong nước. Như vậy, hiệu quả xử lý của vi sinh vật nước trong trường hợp này sẽ cao hơn khi không có thực vật thủy sinh. Ở đây ta có thể coi mối quan hệ giữa vi sinh vật và thực vật thủy sinh là mối quan hệ cộng sinh. Mối quan hệ cộng sinh này đã đem lại sức sống tốt hơn cho cả hai nhóm sinh vật và tác dụng xử lý sẽ tăng cao. Sử dụng thực vật thủy sinh để xử lý nước ô nhiễm trong nhiều trường hợp không cần cung cấp năng lượng. Do đó, việc ứng dụng thực vật thủy sinh để xử lý nước ô nhiễm ở những vùng không có điện đều có thể thực hiện dễ dàng. 2. Nhược điểm - Việc sử dụng thực vật thủy sinh để xử lý nước cũng có những nhược điểm nhất định, trong đó có hai nhược điểm rất quan trọng: Diện tích cần dùng để xử lý chất thải lớn. Vì thực vật cần tiến hành quá trình quang hợp nên luôn cần thiết phải có ánh sáng. Sự tiếp xúc giữa thực vật và ánh sáng trong điều kiện đủ chất dinh dưỡng càng nhiều thì quá trình chuyển hoá càng tốt. Do đó, diện tích của bề mặt của sự tiếp xúc này sẽ cần nhiều. Điều đó rất khó khăn khi ta tiến hành xử lý nước ô nhiễm ở những khu vực đô thị vốn đã rất khó khăn về đất. Tuy nhiên nó lại thích hợp cho vùng nông thôn, kể cả những vùng không được cung cấp điện. Trong điều kiện các loài thực vật phát triển mạnh ở các nguồn nước thải, bộ rễ của chúng như những chất mang rất hữu ích cho vi sinh vật bám trên đó. Trong trường hợp không có thực vật thủy sinh ( đặc biệt là các loài thực vật trôi nổi), các loài vi sinh vật sẽ không có nơi bám và. Chúng rất dễ trôi theo dòng nước hoặc bị lắng xuống đáy.Ở đây là hai vấn đề cần hiểu rõ: Thứ nhất, rễ các loài thực vật thủy sinh sẽ đóng vai trò tích cực trong việc tăng trưởng của vi sinh vật nếu vi sinh vật không phải là những vi sinh vật gây bệnh. Trong trường hợp này, các loài vi sinh vật gây bệnh sẽ phát triển mạnh ở bộ rễ và những vùng xung quanh của thực vật, chúng sẽ là tác nhân sinh học gây ô nhiễm môi trường rất mạnh. Thứ hai là ngoài bộ rễ ra, các loài thực vật thủy sinh còn chiếm không gian rất lớn, ngăn cản ánh sáng chiếu sâu vào nước. khi đó, vi sinh vật không bị tiêu diệt bởi ánh sáng mặt trời. Thảm thực vật thủy sinh phủ kín mặt nước được coi như vật cản và hấp thụ rất hữu hiệu tia tử ngoại và hồng ngoại của ánh sáng mặt trời. Tác dụng này không chỉ tạo điều kiện để những vi sinh vật có ích phát triển mà cả những vi sinh vật gây bệnh cũng phát triển. Do đó, hiện tượng trên vừa có lợi, vừa có hại, có lợi là các vi sinh vật có ích (những vi sinh vật phân giải các chất hữu cơ, vô cơ) phát triển, làm sạch môi trường nước, có hại là các vi sinh vật gây bệnh phát triển mạnh sẽ làm nước bị ô nhiễm sinh học nặng hơn. Hiểu biết được bản chất tự nhiên này giúp ta tìm biện pháp tích cực trong công nghệ xử lý này. CHƯƠNG IV KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 4.1. Mô tả đặc điểm tự nhiên, KTXH & MT vùng nghiên cứu 4.1.1. Vị trí nghiên cứu 4.1.2. Đặc điểm tự nhiên 1/ Vị trí Địa giới xã Phước Hiệp ở phía bắc giáp Phước Thạnh và xã Trung Lập Hạ, phía nam giáp xã Mỹ Hạnh của huyện Đức Hoà, tỉnh Long An và Nông trường Tam Tân, phía Đông giáp xã Tân An Hội, phía tây giáp xã Thái Mỹ. 2/ Nguồn nước mặt Có hệ thống kênh Đông là công trình thủy lợi lớn nhất của các tỉnh phía Nam dẫn nước từ hồ Dầu Tiếng về, phục vụ tưới tiêu cho nông nghiệp. Có hệ thống kênh Thầy Cai. 3/ Khí hậu Nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa của đồng bằng Nam Bộ nên khí hậu chia theo hai mùa tương phản rõ rệt: mùa mưa từ tháng V – tháng XI, mùa khô từ tháng XII - tháng IV. 4.1.3. Đặc điểm KTXH & MT - Dân cư ở vùng nghiên cứu thưa thớt. - Chủ yếu là hoạt động sản xuất nông nghiệp: chăn nuôi, trồng trọt hoa màu ( chủ yếu trồng dưa hấu, lúa, hoa màu ngắn ngày) - Đặc biệt tại vùng này, có rất nhiều trang trại chăn nuôi: heo, cá, thỏ, dê. - Có nhiều khu vườn trồng tràm. - Trong tương lai xã Phước Hiệp có định hướng xây dựng trở thành Phước Hiệp chuyên ngành hoá dược. - Môi trường tại vùng nghiên cứu. Tại vùng nghiên cứu, ở chủ yếu là hoạt động sản xuất nông nghiệp. Có những tác động xấu đến môi trường đất, nước, do sản xuất nông nghiệp dùng thuốc trừ sâu rất nhiều. Đặc biệt là nhiều những trang trại chăn nuôi nhưng tất cả đều thải ra những hệ thống kênh mương. Gần vùng nghiên cứu có bãi rác Tam Tân đang hoạt động để thay thế cho bãi rác Đông Thạnh. Tuy mới đi vào hoạt động nhưng bãi rác đã gây ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt hằng ngày của người dân sống xung quanh. Vì lượng rác tiếp nhận hằng ngày quá lớn gây mùi hôi thối, lượng nước rỉ rác không được xử lý triệt để đổ ra gây ô nhiễm nguồn nước mặt kênh Thầy Cai, gây thiệt hại đến hoa màu của người dân. 4.2. Kết quả khảo sát và đo đạc thực địa. 4.2.1. Một số thực vật có khả năng xử lý nước tại điểm nghiên cứu: 4.2.1.1 Bèo Nhật Bản (Lục bình) (Hình 4.2) a. Tên Tên tiếng Việt: Lục bình, bèo tây hay bèo Nhật Bản. Tên khoa học: Eichhornia crassipes Giới: Plantae Ngành: Magnoliophyta Lớp: Liliopsida Bộ: Liliales Họ: Pontederiaceae Chi: Eichhornia b. Nguồn gốc Cây lục bình Nam Bộ có nguồn gốc ở Brazil, nhập vào Việt Nam từ năm 1905. c. Tính chất Lục bình là loài cỏ thủy sinh, thân ngắn có chùm lông ở giữa, lá đơn, mọc chùm tạo thành hoa thị, gân hình cung, mịn, đa sắc; cuống lá rất xốp thường phù to tạo thành phao nối hình lọ lục bình ngắn và to ở cây non, hay kéo dài đến 30 cm ở cây già. Hoa lục bình màu xanh nhạt hoặc xanh tím tạo thành chùm đứng, đài và tràng hao cùng đính ở gốc, cánh hoa trên có đốm vàng, 3 tâm bì nhưng chỉ có 1 tâm bì thụ, 6 tiếu nhị với 3 dài và 3 ngắn. Trái lục bình là nang có 3 buồng, bì mỏng, bì mỏng, nhiều hột. Thường mọc bối trên mặt nước hay bám vào đất bùn của các vùng nước ngọt có nhiệt độ từ 10 – 400C, nhưng sinh trưởng mạnh nhất ở nhiệt độ 20 – 300C, nên tại Việt Nam bèo thường phát triển rất mạnh ở các ao hồ, ven sông, sông thành quần thể sát bờ sông hoặc kênh rạch. 4.2.1.2 Rau muống( Hình 4.1) a. Tên Tên tiếng việt: rau muống,bìm bìm nước Tên khoa học: Ipomoea aquatica Giới: Plantae Ngành: Magnoliophyta Lớp: Magnoliopsida Bộ: Solanales Họ: Convolvulaceae Chi: Ipomoea Loài: I. aquatica b. Tính chất: Cây mọc bò, ở mặt nước hay trên cạn. Thân rỗng, dày, có rễ mắt, không lông.Lá hình ba cạnh,đầu nhọn,đôi khi hẹp và dài. Hoa to, có màu trắn hay hồng, tím, ống hoa tím nhạt, mọc từ 1-2 hoa trên một cuống. Quả nang tròn, đường kính 7-9 mm, chứa 4 hạt có lông màu hung, đường kính mỗi hạt khoảng 4 mm. c. Phân bố: Phân bố tự nhiên chính xác của loài này chưa rõ, nhưng được trồng phổ biến ở vùng khí hậu nhiệt đới. 4.2.1.3 Rau dừa nước a.Tên Tên tiếng việt: Rau dừa nước (thuỷ long) Tên khoa học: Ludwidgia adscendens (L) Hara Họ: Mytaleae b.Tính chất: Cây mọc hoang,bò lan ở bùn hay nổi lên mặt nước ao hổ nhờ các phao xốp màu trắng.Thân mềm, xốp có đâm rễ ở các mâu. Lá nguyên, hình bầu dục ngược. Hoa vàng mọc ở nách lá. Quả nang, hình trụ, khi chín nứt thành năm mảnh chứa nhiều hạt hình chữ nhật. Dùng làm thức ăn cho lợn(cho ăn sống hay nấu chín với các loại thức ăn khác). c. Nguồn gốc: Phân bố ở ôn đới và cận nhiệt đới,nhiệt đới. 4.2.1.4 Sậy a. Tên Tên tiếng Việt: Sậy Tên khoa học: Phragmites australis Giới: Plantae Ngành: Magnoliophyta Lớp: Liliopsida Bộ: Poales Họ: Poaceae Chi: Phragmites b. Tính chất Các thân mọc đứng cao từ 2-6 m,với các thân cây thường là cao hơn trong khu vực có mùa hè nóng ấm và đất màu mỡ. Lá của nó là rộng đối với các loài cỏ,dài từ 20-50 cm và bản rộng 2-3 cm.Hoa có dạng chuỳ có màu tía sẫm, mọc dày đặc, dài 20-50 cm. c. Nguồn gốc: Chủ yếu ở những vùng đầm lầy, ở khu vực nhiệt đới và ôn đới. 4.2.1.5 Một số thực vật có khả năng xử lý nước thải khác 1. Ba khía Tên khoa học: Lophopetalum Wightianum Arn Họ: Celatraceae 2. Bèo hoa dâu Tên khoa học: Azolla pinntaBr Họ: Azollaceae 3. Môn nước (Hình 4.3) Tên khoa học: Colocasia esauentaschoot ( cây thuốc) Họ: Araceae 4.2.2. Chế độ dòng chảy và tính chất của nước. Nước trong khu vực nghiên cứu chịu ảnh hưởng của triều, nhưng dòng chảy hầu như một chiều, từ điểm 4 đến điểm 1. Độ sâu mực nước trong thời gian khảo sát chỉ dao động từ 0.8 đến 0.3 mét tùy nơi. Diện tích mặt nước thường bị che phủ bởi nhiều lọai thực vật: rau muống, lục bình, rong, rau dừa nước, môn nước, bèo hoa dâu 4.2.3 Tính toán mương khảo sát 4.2.3.1 Diện tích mặt cắt ướt (diện tích mặt cắt ngang lòng mương) Mặt cắt ướt tại điểm 1: w1 = 8025 (cm2) Mặt cắt ướt tại điểm 2B: w2 = 7047.5 (cm2) Mặt cắt ướt tại điểm 3: w3 = 7276.5 (cm2) Mặt cắt ướt tại điểm 4: w4 = 1902.5 (cm2) 4.2.3.2 Đo lưu tốc và tính lưu lượng(ngày 2-12) a/ Lưu tốc Điềm 1: L1 = 9.23 (cm/s) Điềm 2A: L2 = 8.46 (cm/s) Điềm 3: L3 =10.6 (cm/s) Điềm 4: L4 =3.02 (cm/s) b/ Lưu lượng Điềm 1: Q1 = w1 * L1 = 8025 * 9.23 = 74070.75 (cm3/s) = 0.07 (m3/s) Điềm 2A: Q2 = w2 * L2 = 7047.5 * 8.46 = 59617.62 (cm3/s)= 0.06 (m3/s) Điềm 3: Q3 = w3 * L3 = 7276.5 * 10.6 = 77131.96 (cm3/s)= 0.78 (m3/s) Điềm 4: Q4 = w4 * L4 = 1902.5 * 3.02 = 5745.55 (cm3/s)= 0.006 (m3/s) 4.2.4 Mô tả thực vật ở mương khảo sát 4.2.4.1 Tính dung trọng của lục bình Lấy đại diện năm cây lục bình tại khu vực nghiên cứu sau đó cắt bộ rễ chúng. Chuẩn bị năm ống đong với dung tích 1000ml tương đương với năm bộ rễ của lục bình. Cho nước cất vào bình tới vạch 1000ml . Sau đó cho nước cất từ năm ống đong chứa nước cất vào năm ống đóng chứa rễ lục bình sao cho đúng vạch 1000ml sao cho rễ của lục bình nằm hoàn toàn trong ống đong dưới mực nước chỉ 1000ml. Thể tích mỗi bộ rễ lục bình chiếm chỗ là lượng nước còn lại của mỗi ống đong chứa nước cất. Cuối cùng lấy trung bình thể tích chiếm chỗ của năm bộ rễ làm thể tích trung bình. Vtrung bình = = 550 ml 4.2.4.2 Định tính thực vật trên mương khảo sát Trong quá trình khảo sát lựa chọn bốn vị trí để lấy mẫu phân tích, chiều dài từ điểm đầu đến điểm cuối tổng chiều dài là 1200 m(trong đó điểm số 4 đến số 3 là 400m,số ba đến số 2A 600m, 2A đến số 1 là 200m). Các loại thực vật từng điểm lấy mẫu phân tích. Trong vùng khảo sát còn nhiều loại thực vật khác nhưng chỉ lấy một vài loại thực vật trôi nổi trên mương và thực vật thân nhỏ về định danh tên chúng. Điểm 1: Diện tích bề mặt dòng chảy chiếm 40%, trong đó thực vật chiếm như sau: bèo hoa dâu chiếm 5%, lục bình chiếm 5%, ba khía chiếm 5%, còn lại các thực vật như sau: cây nổ, rau dừa nước, ráng song quần thô, nguyệt xỉ suốt, trai thường(thài lài tràng). Điểm 2A đến điểm 1: Diện tích bề mặt dòng chảy chiếm 25%, trong đó thực vật chiếm như sau: lục bình chiếm 15%, rong chiếm10%, rau dừa nước chiếm 5%, còn lại(bấc tai, ráng tiên toạ có cuống, trai thường(thài lài tràng), ba khía). Điểm 2A đến điểm 3: Diện tích bề mặt dòng chảy chiếm 20%, trong đó thực vật chiếm như sau: rau dừa nước chiếm 3%, lục bình chiếm 25%, rau muống chiếm15%, môn nước 4%, còn lại các loại sau (cây nổ, bình bát, ráng tiền toạ có cuống, ráng tiền toạ khổng lồ, rau choại, túc hình pételđ, mua tím, cỏ lật). Điểm 3 đến điểm 4: Diện tích bề mặt dòng chảy chiếm15%, trong đó thực vật chiếm như sau: rau muống chiếm 10%, lục bình chiếm 10%, môn nước 7%, rau choại chiếm 15%, còn lại(bình bát, tràm, mua tím dại). 4.2.4.3 Tiến trình thực nghiệm STT Thời gian Công việc 1 Ngày 25-10-2007 Khảo sát và lựa chọn vị trí lấy mẫu ,đo các chỉ tiêu pH,EC.Lấy mẫu về phân tích COD, N-NH3, N-NO3-, N-NO2-,P-PO-34 2 Ngày 4-11-2007 Đo các chỉ tiêu pH,EC sau lấy mẫu về phân tích các chỉ tiêu COD, N-NH3, N-NO3-, N-NO2-,P-PO-34 3 Ngày 11-11-2007 Đo các chỉ tiêu pH,EC sau lấy mẫu về phân tích các chỉ tiêu COD, N-NH3, N-NO3-, N-NO2-,P-PO-34 4 Ngày 18-11-2007 Đo các chỉ tiêu pH,EC sau lấy mẫu về phân tích các chỉ tiêu COD, N-NH3, N-NO3-, N-NO2-,P-PO-34 5 Ngày 25-11-2007 Đo các chỉ tiêu pH,EC sau lấy mẫu về phân tích các chỉ tiêu COD, N-NH3, N-NO3-, N-NO2-,P-PO-34 6 Ngày 2 –12-2007 Đo các chỉ tiêu pH,EC sau lấy mẫu về phân tích các chỉ tiêu COD, N-NH3, N-NO3-, N-NO2-,P-PO-34 ,sau đó lấy các mẩu thực vật tại mương về định dạng các loại thực vật. Đo lưu tốc và mặt cắt ướt, mô tả thực vật có tại mương. 4.2.4.4 Nước thải đầu vào Mục đích của đề tài, là sử dụng đất ngập nước tự nhiên để khảo sát khả năng xử lý nước thải chăn nuôi heo ở trang trại ông Ki. Nhưng nguồn nước thải này được tận dụng, bằng cách sau khi nước thải rửa chuồng trại được đổ trực tiếp ra những ao nuôi cá, sau đó mới thải ra mương. Xung quanh trang trại này còn có những hoạt động khác ảnh hưởng đến mương khảo sát như: hoạt động nông nghiệp, nước thải sinh hoạt của người dân sống xung quanh mương. Qua khảo, sát thăm dò ý kiến của người dân sống xung quanh đó nguồn nước thải chăn nuôi heo trang trại ô nhiễm. 4.3 Đo và phân tích mẫu nước 4.3.1 Đo theo dõi trong quá trình thí nghiệm Phương tiện theo dõi: Sử dụng máy đo pH, EC. Thời gian theo dõi là suốt quá trình thí nghiệm. Chu kỳ theo dõi là cách hai ngày đo 1 lần vào buổi sáng. Các chỉ tiêu theo dõi pH, độ dẫn điện (EC). 4.3.2 Phân tích mẫu nước Lấy mẫu và phân tích mẫu Thời gian lấy mẫu suốt quá trình thí nghiệm. Chu kỳ lấy mẫu cách một tuần lấy mẫu. Các chỉ tiêu phân tích: COD, N-NH3, N-NO3-, N-NO2-,P-PO-34 CHƯƠNG V ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU NGOÀI THỰC ĐỊA 5.1 Kết quả đầu vào của hệ thống Bảng 5.1: Kết quả đầu vào của hệ thống so với TCVN loại B 5945-1995 Chỉ tiêu pH COD (mg/l) N-NH4+ (mg/l) P- PO-34 (mg/l) Đầu vào 5.85 914 1.492 10 TCVN 5945-1995 5.5 - 9 100 0.3 6 Nhận xét: Sau khi phân tích nguồn đầu vào ta có kết quả được thể hiện trên bảng 5.1. Chất lượng nước đầu vào bị ô nhiễm hữu cơ, hàm lượng chất dinh dưỡng khá cao. Biểu hiện đó là: COD là nhu cầu ôxi hoá học của nguồn đầu vào cao gấp 9.1 lần so với tiêu chuẩn nước thải loại B TCVN 5945 – 1995. N – NH4 là hàm lượng nitơ ở dạng amoni trong nước thải đầu vào, hàm lượng này có trong nước thải đầu vào cao gấp 4.97 lần so với tiêu chuẩn nước thải loại B TCVN 5945-1995. P-PO4 của nước thải đầu vào cao gấp 1.6 lần so với tiêu chuẩn thải ra. Đánh giá mức độ xử lý và mối quan hệ các chất ô nhiễm Mối quan hệ các chất ô nhiễm trong vùng đất ngập nước Bảng 5.2: Mối quan hệ các chất ô nhiễm trong đất ngập nước DO pH EC COD N-NH3 N-NO3 N-NO2 P-PO4 DO Pearson Correlation 1 -.657 -.593 -.866(*) -.755 -.155 -.866(*) -.755 Sig. (2-tailed) . .157 .215 .026 .083 .769 .026 .083 N 6 6 6 6 6 6 6 6 pH Pearson Correlation -.657 1 -.210 .090 -.113 .231 .364 .253 Sig. (2-tailed) .157 . .313 .643 .561 .229 .052 .185 N 6 29 25 29 29 29 29 29 EC Pearson Correlation -.593 -.210 1 .673(**) .308 -.220 -.104 .046 Sig. (2-tailed) .215 .313 . .000 .134 .290 .622 .827 N 6 25 25 25 25 25 25 25 COD Pearson Correlation -.866(*) .090 .673(**) 1 .046 -.051 .259 .311 Sig. (2-tailed) .026 .643 .000 . .813 .793 .174 .100 N 6 29 25 29 29 29 29 29 N-NH3 Pearson Correlation -.755 -.113 .308 .046 1 -.108 -.036 .055 Sig. (2-tailed) .083 .561 .134 .813 . .576 .852 .776 N 6 29 25 29 29 29 29 29 N-NO3 Pearson Correlation -.155 .231 -.220 -.051 -.108 1 .240 .088 Sig. (2-tailed) .769 .229 .290 .793 .576 . .210 .650 N 6 29 25 29 29 29 29 29 N-NO2 Pearson Correlation -.866(*) .364 -.104 .259 -.036 .240 1 .954(**) Sig. (2-tailed) .026 .052 .622 .174 .852 .210 . .000 N 6 29 25 29 29 29 29 29 P-PO4 Pearson Correlation -.755 .253 .046 .311 .055 .088 .954(**) 1 Sig. (2-tailed) .083 .185 .827 .100 .776 .650 .000 . N 6 29 25 29 29 29 29 29 ** Quan hệ có ý nghĩa ở mức tin cậy là 0.01 * Quan hệ có ý nghĩa ở mức tin cậy là 0.05 Nhận xét: Trong đất ngập nước tự nhiên, quá trình làm giảm chất ô nhiễm chủ yếu dựa vào quá trình: lắng, kết tủa, hấp thụ hoá học, trao đổi chất của vi sinh vật và sự hấp thu của thực vật, khả năng tự làm sạch của vùng đất ngập nước tự nhiên. Qua quá trình lấy mẫu phân tích, đo đạc các chỉ tiêu: pH, DO, EC, COD, N-NH3, N-NO3-, N-NO2-,P-PO-34. Nhận thấy các chỉ tiêu có mối quan hệ như sau trong quá trình làm giảm chất ô nhiễm. EC là độ dẫn điện (tổng các muối hoà tan trong nước) nhìn vào bảng 5.2 ta có thể thấy mối quan hệ giữa đại lượng này với đại lượng khác: EC và COD có mối quan hệ thuận chặt chẽ với nhau với mức tương quan 0.673 và có ý nghĩa tin cậy là 0.05. COD là nhu cầu oxi hoá học dùng để oxy hoá hợp chất hữu cơ thành CO2 và H2O, có mối quan hệ thuận với EC ở mức tin cậy là 0.05. Trong khi đó, DO và COD lại có mối quan hệ nghịch ở độ tin cậy là 0.01. DO là oxy hoà tan xuất hiện từ hai nguyên nhân là:quá trình khuyết tán từ không khí, từ quá trình hô hấp của thực vật. DO và N-NO2 có mối quan hệ tương quan nghịch ở độ tin cậy 0.01. N-NO2 và N-NO3 có mối quan hệ với nhau mức tương quan là 0.568 ở độ tin cậy là 0.01. N-NO3 và P-PO4 có mối quan hệ với nhau mức tương quan là 0.888. N-NO2 và P-PO4 có mối quan hệ thuận với nhau mức tương quan là 0.954 ở độ tin cậy 0.05. Sự biến đổi các chất ô nhiễm từ các ngày 5.2.2.1: Sự biến đổi chất EC và COD theo ngày theo dõi Ngày 25-10: Biểu đồ 5.1 : Sự biến đổi các chất EC,COD 0 10 20 30 40 50 60 70 Điểm1 Điểàm 2A Điểm 3 Điểm 4 EC COD Ngày 4-11: Biểu đồ 5.2 : Sự biến đổi các chất EC,COD Ngày 11-11: Biểu đồ 5.3 : Sự biến đổi các chất EC,COD Ngày 18-11: Biểu đồ 5.4 : Sự biến đổi các chất EC,COD Ngày 25-11: Biểu đồ 5.5 : Sự biến đổi các chất EC,COD Ngày 2-12: Biểu đồ 5.6 : Sự biến đổi các chất EC,COD Nhận xét: Qua biểu đồ cho thấy nồng độ các chất ô nhiễm từ điểm số bốn đến điểm số một có xu hướng giảm dần. Do quá trình tự làm sạch của vùng đất tự nhiên, và quá trình xử lý của các thực vật đất ngập nước như: bèo lục bình, rau muống, môn nước, ba khía, rong, bèo hoa dâu. Qua phân tích, theo dõi diễn biến, qua các ngày thấy xu hướng các chất ô nhiễm giảm dần từ cao đến thấp rồi lại tăng lên do nhiều nguyên nhân khác nhau: hoạt động sản xuất nông nghiệp, hoạt động người dân, nhưng trong đó nguồn thải chính vẫn nước thải chăn nuôi heo. EC (là nồng độ các chất muối có khả năng hoà tan trong môi nước) từ điểm 4 chảy xuống tới điểm 3 có xu hướng giảm dần, nhưng đến điểm 2B lại tăng lên vì nguồn nước thải chăn nuôi heo thải ra ra từ điểm 2B và xung quanh những bờ mương đó có thể bị ảnh hưởng bởi các hoạt động sản xuất và sinh hoạt của những người. Đến điểm 2A và điểm 1 có xu hướng giảm dần xuống điều đó càng chứng tỏ khả năng xử lý của vùng đất ngập nước thự nhiên. COD có xu hướng giảm dần và tăng dần giống với EC. 5.2.2.2: Sự biến đổi chất N-NH3,N-NO3-, N-NO2-,P-PO-34 theo ngày theo dõi Ngày 25-10: Biểu đồ 5.7: Sự biến đổi các chất N-NH3,N-NO3-, N-NO2-,P-PO-34 Ngày 4-11: Biểu đồ 5.8: Sự biến đổi các chất N-NH3,N-NO3-, N-NO2-,P-PO-34 Ngày 11-11: Biểu đồ 5.9: Sự biến đổi các chất N-NH3,N-NO3-, N-NO2-,P-PO-34 0 2 4 6 8 10 Điềm 1 Điềm 2A Điềm 2B Điềm 3 Điềm 4 N-NH3 N-NO3 N-NO2 P-PO4 Ngày 18-11: Biểu đồ 5.10: Sự biến đổi các chất N-NH3,N-NO3-, N-NO2-,P-PO-34 Ngày 25-11: Biểu đồ 5.11: Sự biến đổi các chất N-NH3,N-NO3-, N-NO2-,P-PO-34 Ngày 2-12: Biểu đồ 5.12: Sự biến đổi các chất N-NH3,N-NO3-, N-NO2-,P-PO-34 Nhận xét: Trong nước thải chăn nuôi heo thường ô nhiễm chủ yếu là ô nhiễm về hữu cơ, chất dinh dưỡng là nitơ và photpho. Qua biểu đồ nhận thấy hàm lượng các chất ô nhiễm về dinh dưỡng từ các điểm nồng độ chúng giảm dần. P-PO4 từ điểm 4 đến 3 có xu hướng giảm dần nhưng đến điểm 2B tăng lên rồi đến điểm 1 lại giảm đi. N-NO3 từ điểm 4 đến 3 có xu hướng giảm dần nhưng đến điểm 2B tăng lên rồi đến điểm 1 lại giảm đi. N-NO2 từ điểm 4 đến 3 có xu hướng giảm dần nhưng đến điểm 2B và điểm 1 thì nồng độ của chúng giảm rất ít. N-NH3 thì các ngày có xu hướng từ điểm 4 đến điểm 3 giảm dần đến điểm 2B tăng lên rồi đến điểm 1 lại giảm đi. Nhưng ngày 2-12 thì xu hướng lại ngược lại có thể bị ảnh hưởng do nhiều nguyên nhân khác nhau. 5.2.3: Tính tải lượng của chất ô nhiễm là: T = Q * C Trong đó: T là tải lượng (mg/s) Q là lưu lượng ( m3/s) C là nồng độ các chất (g/m3) Bảng 5.3 Tải lượng các chất ô nhiễm Ngày Điểm COD P-PO4 2-Dec 1 340 7.1 2A 770 7.2 3 7500 121 4 130 1.4 Nhận xét: Vì ứng dụng hệ thống đất ngập nước tự nhiên để xử lý nên không thể kiểm soát hết những ảnh hưởng do các nguồn thải khác: hoạt động sản xuất nông nghiệp, sinh hoạt của người dân. Nên hàm lượng các chất ô nhiễm biến động lúc tăng lúc giảm đi. Tóm lại, chúng đều theo quy luật là dựa vào khả năng tự làm sạch của đất ngập nước và giảm một phần do thực vật đất ngập nước trên mương. Đối COD: tải lượng từ điểm 3 đến 2A giảm 89% khả năng giảm rất cao. Vì từ điểm 3 đến 2A chiều dài 600 m và lưu lượng dòng nước chảy rất nhanh. Nhưng từ điểm 2A đến điểm 1 thì giảm 55% vì chiều dài từ 2A đến điểm 1 chiều dài 200 m và lưu lượng chất ô nhiễm chảy ít hơn so với điểm 3. Riêng điểm 4 vì lưu lượng chất ô nhiễm chảy qua rất ít. Nên khi chảy từ 4 đến 3 tải lượng đã giảm đi rất nhiều, chiều dài 400 m. Đối P-PO4 thì tải lượng chúng giảm dần, có những biến động giống với COD. CHƯƠNG VI KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1: Kết luận: Quá trình tìm hiểu về nước thải chăn nuôi heo và khả năng xử lý của đất ngập nước tự nhiên, thực vật đất ngập nước em có một số kết luận như sau: Nước thải chăn nuôi heo có tác động xấu đến môi trường, đặc biệt ô nhiễm về mùi. Nước thải chăn nuôi heo có hàm lượng nitơ và photpho cao, là những chất gây ra hiện tượng phú dưỡng hoá đối vơí những khu vực khi mà lượng các chất gây ô nhiễm (ví dụ như: P&N) vượt quá ngưỡng cho phép. Các vùng đất ngập nước tự nhiên cũng có thể được sử dụng để làm sạch nước thải, nhưng chúng có một số hạn chế trong quá trình vận hành do khó kiểm soát được chế độ thuỷ lực và có khả năng gây ảnh hưởng xấu bởi thành phần nước thải tới môi trường sống hệ sinh thái đó. Khi mà lưu lượng chất ô nhiễm càng nhiều và dòng chảy càng dài thì tải lượng các chất ô nhiễm càng giảm đi rất nhiều. Trong những đoạn có nhiều thực vật thì khả năng làm giảm chất ô nhiễm rất đáng kể. 6.2: Kiến nghị: Vì kinh phí ít, thời gian có hạn nên em chỉ tìm hiểu về khả năng xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng đất ngập nước tự nhiên, nếu có thời gian ngoài việc dựa vào thực vật có sẵn ta có thể trồng thêm những thực vật có khả năng xử lý nước thải như:cỏ vetiver, hoặc bố trí thêm lục bình, rau muống, bèo hoa dâu, thì hiệu suất xử lý đạt hiệu quả cao hơn so với việc dựa vào thực vật có sẵn trong vùng đất ngập nước tự nhiên. Phương pháp sử dụng đất ngập nước tự nhiên để xử lý nước thải là một phương pháp có nhiều ưu điểm, đặc biệt là nó rất phù hợp với điều kiện ở Việt Nam hiện nay, do chi phí xây dựng và vận hành thấp. Do vậy, cần sử dụng rộng rãi trong các cơ sở sản xuất gây ô nhiễm. Đồng thời có thể áp dụng để nghiên cứu sâu hơn, mở rộng hơn về đất ngập nước tự nhiên hoặc ta có thể dùng đất ngập nước nhân tạo xử lý nước thải, đặc biệt là các nước thải có hàm lượng hữu cơ cao như: nước thải chế biến càphê, nhà máy giấy, nhà máy chế biến thực phẩm, các cơ sở giết mổ gia súc. Vùng đất ngập nước có nhiều giá trị nên chúng ta cần phải có những chiến lược để bảo vệ và phát triển bền vững vùng đất ngập nước. Tăng cường nghiên cứu, tìm hiểu về các vùng đất ngập nước. Vì trong quá trình nghiên cứu việc đo lưu tốc gặp nhiều khó khăn, nên không thể đo từng đợt tương ứng với số lần lấy mẫu về phân tích. Trong những trường hợp áp dụng những nước thải khác, dựa vào vùng đất ngập nước tự nhiên để xử lý, cần thiết đo lưu tốc tương ứng với thời điểm lấy mẫu phân tích, chúng ta có thể tính ra được lưu lượng các chất sẽ chảy qua dòng nước bao nhiêu.