Xây dựng mô hình phù hợp để xử lý ô nhiễm nước mặt bằng thủy sinh thực vật tại đầm và (đoạn chảy qua KCN quang minh mê linh hà nội)

1 Xây dựng mô hình phù hợp để xử lý ô nhiễm nước mặt bằng thủy sinh thực vật tại Đầm Và (đoạn chảy qua KCN Quang Minh - Mê Linh - Hà Nội) Hoàng Quốc Trọng Trung tâm nghiên cứu tài nguyên và môi trường Luận văn ThS. ngành: Môi trường trong phát triển bền vững Người hướng dẫn: PGS.TSKH. Phạm Hoàng Hải Năm bảo vệ: 2012 Abstract. Nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm Đầm Và: Hiện trạng ô nhiễm nước Đầm Và được thể hiện thông qua các chỉ số ô nhiễm như thành phần dinh dưỡng (N, P…), vi sinh vật (Coliform, Ecoli…), kim loại (Fe, Mn, Mg, Ca, As, Pb…), thuốc bảo vệ thực vật, vi khuẩn lam… Ngoài ra, ô nhiễm có thể nhận biết bằng cảm quan như mùi khó chịu, xú uế, hiện tượng tảo nở hoa, sinh vật chết… Dự báo mức độ ô nhiễm của Đầm. Nghiên cứu tác động của ô nhiễm nước Đẩm Và tới môi trường và đời sống con người. Nghiên cứu các loại Thủy sinh thực vật (TSTV) được sử dụng cho các nguồn ô nhiễm. Đề xuất mô hình phù hợp để xử lý ô nhiễm ao hồ bằng TSTV. Đề xuất mô hình phù hợp để xử lý ô nhiễm ao hồ bằng TSTV. Keywords. Ô nhiễm nước; Thủy sinh thực vật; Đầm; Bảo vệ môi trường; Phát triển bền vững; Xử lý ô nhiễm Content MỞ ĐẦU Ao, hồ, đầm là khu vực đất ngập nước có nhiều giá trị trong cuộc sống và môi trường. Đầm Và cũng đang trong tình trạng ô nhiễm môi trường nước, gây ảnh hưởng tới cuộc sống của người dân xung quanh và khu vực. Công nghệ sinh thái ngày nay đang được áp dụng nhiều nước trên thế giới trong xử lý ô nhiễm và phòng ngừa tai biến môi trường. Đây là công nghệ có chi phí hợp lý, ổn định, lâu dài. TSTV là các loài thực vật sinh trưởng trong môi trường nước. Nó có nhiều giá trị trong việc xử lý ô nhiễm và phục hồi môi trường của ao hồ nhờ khả năng đồng hoá các chất phú dưỡng trong nước, tiêu diệt các mầm bệnh, biến đổi và chuyển hoá năng lượng mặt trời thành các dạng năng lượng cần thiết cho chu trình xử lý ô nhiễm. Trên cơ sở phân tích, đánh giá ô nhiễm nước mặt khu vực Đầm Và để từ đó xây dựng mô hình phù hợp trong xử lý ô nhiễm các thuỷ vực ao-đầm-hồ là mục tiêu của luận văn. Mực tiêu nghiên cứu: 2 Mục tiêu chung : Nghiên cư ́ u hi ện trạng ô nhiễm nước Đầm Và để từ đó đề xuất mô hình xử lý phù hợp bằng TSTV. Mục tiêu cụ thể: - Nghiên cứu hiện trạng và dự báo ô nhiễm Đầm Và. Dự báo mức độ ô nhiễm và mất khả năng tiếp nhận của Đầm Và. - Nghiên cứu tác động của ô nhiễm nước Đẩm Và tới môi trường và đời sống con người. - Nghiên cứu các loại TSTV được sử dụng cho các nguồn ô nhiễm. - Đề xuất mô hình phù hợp để xử lý ô nhiễm ao hồ bằng TSTV. - Đánh giá khả năng áp dụng mô hình vào thực tiễn. Đối tượng nghiên cư ́ u: Đối tượng nghiên cứu của luận văn là mô hình xử lý phù hợp nước Đầm Và (khu vực nước đứng) bằng TSTV. Phạm vi nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu được giới hạn trong việc lựa chọn đối tượng xử lý ô nhiễm là nước mặt Đầm Và và đối tượng lựa chọn để xử lý là bèo Tây, rau Muống, ngổ Trâu, cải Soong cùng các giải pháp về quản lý tổng hợp và sử dụng hợp lý tài nguyen nước mặt Đầm Và. Ý nghĩa khoa học: - Đánh giá tiềm năng sử dụng TSTV trong xử lý nước mặt ô nhiễm. - Cung cấp thêm 1 mô hình xử lý phù hợp với hiện trạng ô nhiễm nước mặt hiện nay. Ý nghĩa thực tiễn: - Nghiên cứu các nguồn ô nhiễm, tác động ô nhiễm của Đầm Và để từ đó xây dựng mô hình xử lý phù hợp. - Tạo cơ sở để áp dụng TSTV trong xử lý ô nhiễm nước mặt. Kết cấu của luận văn bao gồm: Phần mở đầu/Chương 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu/ Chương 2. Đi ̣ a điê ̉ m , thời gian, phương pháp luận và phương pháp nghiên cư ́ u/Chương 3. Kết quả nghiên cứu/Kết luận và kiến nghị. Sản phẩm chính của luận văn: Luận văn và báo cáo tóm tắt luận văn cùng phụ lục gồm tài liệu, bản vẽ và hình ảnh. CHƯƠNG 1. TÔ ̉ NG QUAN VÂ ́ N ĐÊ ̀ NGHIÊN CƯ ́ U 1.1. Cơ sở lý luận Khái niệm về ô nhiễm Ô nhiễm nước là sự biến đổi nói chung do con người đối với chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước và gây nguy hiểm cho con người, cho công nghiệp, nông nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật nuôi và các loài hoang dã. Phân loại ô nhiễm nguồn nước: - Ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên. - Ô nhiễm nước có nguồn gốc nhân tạo. Khái niệm đầm - hồ, khu vực nước đứng (tĩnh) Theo định nghĩa của các nhà Thủy văn Nga thì Hồ và Đầm là những lòng chảo hoặc vùng trũng của bề mặt đất có chứa nước. Khái niệm về TSTV Thực vật thủy sinh vật là các loài thực vật sinh trưởng trong môi trường nước, nó có thể gây nên một số bất lợi cho con người do việc phát triển nhanh và phân bố rộng của chúng. 1.1.1. Khái niệm công nghệ sinh thái Công nghệ sinh thái “Ecological engineering” là thuật ngữ được Nhà sinh thái học Mỹ, Dr Odum sử dụng đầu tiên năm 1962 và được hiểu như là “Sự thao tác của con người về môi 3 trường bằng cách sử dụng một khối năng lượng bổ sung nhỏ để điều khiển một hệ thống mà trong đó các nguồn năng lượng chính yếu vẫn đang tiếp tục được huy động đến từ nguồn tài nguyên tự nhiên”. 1.2. Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và các yếu tố liên quan đến ô nhiễm Đầm Và 1.2.1. Đặc điểm kinh tế - xã hội Mê Linh là một huyện nằm ở phía Bắc thành phố Hà Nội có tốc độ phát triển nhanh, trong đó KCN Quang Minh là KCN lớn của Hà Nội. 1.2.1.1. Đặc điểm kinh tế Thị trấn Quang Minh đã và đang vươn mình phát triển, thể hiện một vùng kinh tế trọng điểm năng động, trong đó lấy phát triển công nghiệp, dịch vụ, đô thị là trọng tâm gắn với phát triển văn hóa, xã hội. 1.2.1.2. Đặc điểm về xã hội Thị trấn có 889,6 ha diện tích tự nhiên và 23.126 nhân khẩu. 1.2.2. Đặc điểm về địa chất Khu vực nằm trong miền võng dạng rifter của đồng bằng châu thổ Sông Hồng, là đồng bằng tích tụ trầm tích, bề mặt bằng phẳng. Đây là vùng có cấu tạo bởi các trầm tích mềm rời, chứa nhiều khoáng chất và vi lượng nên rất mầu mỡ. 1.2.3. Đặc điểm về địa hình Là khu vực địa hình tương đối bằng phẳng, độ cao giảm dần từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông, xen kẽ là những ô trũng thường xuyên ngập nước. 1.2.4. Đặc điểm về khí hậu, thuỷ văn và môi trường Thị trấn Quang Minh - huyện Mê Linh nằm trong khu vực trung tâm của đồng bằng châu thổ sông Hồng, do đó cũng mang những đặc điểm đặc trưng của khí hậu nhiệt đới gió mùa, đó là có một mùa đông lạnh, khô và một mùa hè nóng ẩm. 1.2.4.6. Đặc điểm thuỷ văn Trên địa phận Mê Linh có hai con sông chảy qua, đó là sông Hồng và sông Cà Lồ. Đầm Và là 1 đầm tự nhiên hình thành từ vùng trũng của khu vực. Đầm Và bắt nguồn từ thôn Ấp Giữa (xã Tiền Phong), chảy qua các thôn Do Hạ, Do Thượng… rồi đổ ra Sông Cà Lồ (huyện Đông Anh). 1.3. Các mô hình xử lý ô nhiễm nước mặt trên thế giới và Việt Nam 1. Hệ thống thực vật thuỷ sinh sống nổi: Đây là công nghệ được áp dụng nhiều nhất, nghiên cứu kỹ nhất. Các loài TSTV được sử dụng là bèo Tây, bèo Tấm, cải Soong, rau Muống… Đặc điểm của công nghệ sinh thái sử dụng TSTV, vai trò của TSTV là làm giá thể cho VSV sinh sống, quần thể VSV đóng vai trò động lực cho quá trình xử lý. 2. “Phương pháp vùng rễ” hoặc xử lý nước thải chảy qua vùng rễ của TSTV. Trong trường hợp là lau sậy, cỏ lác đâm rễ chìm trong nền cát sỏi với độ sâu khoảng 0,5-1m. Nước thải chảy qua hệ thống lỗ hổng trong nền cát sỏ và được xử lý ô nhiễm nhờ hệ thống rễ cây và hệ vi sinh vật bám quanh rễ. 3. Sử dụng mặt thoáng tự do, TSTV trong trường hợp này có rễ, thân và lá nổi trên mặt nước. Độ sâu khoảng 10 – 45cm. Các loại TSTV điển hình để sử dụng là lau sậy, cỏ Lác, cỏ Nến, cải Soong… 1.3.1. Mô hình quản lý/xử lý tài nguyên nước mặt trên thế giới sử dụng TSTV - Nhật Bản: Quản lý, sử dụng hợp lý tài nguyên nước ao hồ; hạn chế thấp nhất nguồn thải; nâng cao ý thức cộng đồng; xây dựng hệ thống thông tin, dữ liệu ao hồ; xây dựng cơ quan quản lý ao hồ. Nhiều hồ lớn như hồ Kasumigaura, hồ lớn thứ 2 Nhật Bản đã có hệ thồng TSTV kiểu đảo nổi để làm sạch nước (Nakazato, 1998; Oshima và cs, 2001). - Canada: Sử dụng công nghệ hiện đại, thân thiện môi trường, kết hợp với sử dụng TSTV. 4 1.3.2. Mô hình tại Việt Nam - Mô hình nghiên cứu: Ở Việt Nam, nhiều nhóm nghiên cứu đã tiến hành nghiên cứu, thực nghiệm xử lý nước ô nhiễm bằng công nghệ sinh thái. Bằng thực nghiệm, 1 số tác giả đã chứng minh khả năng xử lý ô nhiễm của TSTV. - Khả năng hấp thụ kim loại trong nước thải công nghiệp (Fe, Cd, Pb, Cr, Ni, Zn) của cây bèo Tây (Nguyễn Quốc Thông và cs, 2002-2003). - Từ những năm 1980, các nhóm tiên phong sử dụng công nghệ sinh thái trong xử lý nước thải bao gồm các nhóm của Trường ĐHQG Hồ Chí Minh, ĐH Xây dựng Hà Nội, Viện Công nghệ môi trường (Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam) 1.4. Vấn đề sử dụng TSTV xử lý ô nhiễm ta ̣ i Đầm Và Sử dụng TSTV có nhiều ưu điểm được các nước áp dụng. Việc lựa chọn mô hình xử lý nước mặt Đầm Và bằng TSTV là hoàn toàn hợp lý, đáp ứng được các yêu cầu đặt ra về nguồn ô nhiễm, khả năng ứng dụng trong thực tế. Việc sử dụng TSTV có nhiều ưu điểm khi chi phí xử lý thấp, lâu dài, có hiệu quả, dễ triển khai. Vì vậy, xây dựng mô hình thực tế trong xử lý nước mặt ô nhiễm của Đầm Và là cần thiết. 5 CHƯƠNG 2. ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU NGHIÊN CƯ ́ U 2.1. Đi ̣ a điê ̉ m nghiên cư ́ u - Lưu vực Đầm Và đoạn qua khu vực KCN Quang Minh, Mê Linh, Hà Nội. Khu vực này bao gồm các thị trấn Quang Minh và xã Tiền Phong. - Địa điểm nghiên cứu có toạ độ xác định trong khoảng: X: Từ 576.680-577.272 Y: Từ 2,344,622-2.341.734 2.2. Thơ ̀ i gian nghiên cư ́ u: Thơ ̀ i gian nghiên cư ́ u dư ̣ kiến tư ̀ tha ́ ng 4 đến tháng 10 năm 2012 2.3. Phương pha ́ p luâ ̣ n Luận văn sử dụng các phương pháp tiếp cận , xây dựng mô hình phù hợp va ̀ gắn với pha ́ t triê ̉ n bền vư ̃ ng. 2.4. Phương pháp nghiên cứu 2.4.1. Phương pháp để đánh giá tài nguyên nước mặt và diễn biến ô nhiễm - Phương pháp phân tích, tổng hợp hệ thống. - Phương pháp thống kê và xử lý số liệu. - Phương pháp đánh giá nhanh. - Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa - Kế thừa tài liệu. - Mô hình hoá 2.4.2. Phương pháp xử lý số liệu Các yếu tố số liệu sử dụng trong đề tài gồm rất nhiều các số liệu liên quan đến hiện trạng của Đầm Và như yếu tố hoá học, môi trường, sinh thái, cảnh quan…các yếu tố liên quan đến tình hình kinh tế - xã hội của khu vực như quá trình hình thành và phát triển KCN Quang Minh, các ngành nghề trong khu công nghiệp, các nguồn thải liên quan đến các nhà máy hoạt động trong khu công nghiệp, quá trình hoạt động của hệ thống thuỷ lợi, các nguồn ô nhiễm trong hoạt động nông nghiệp tại địa phương. Công cụ sử dụng: Các công cụ sử dụng bao gồm: - Công cụ thông tin địa lý (GIS): - Công cụ bản đồ: - Công cụ thiết kế Autocad: - Công cụ tính toán excel: CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CƯ ́ U 3.1. Hiện trạng ô nhiễm của Đầm Và 3.1.1. Xác định các nguồn ô nhiễm Các nguồn ô nhiễm chính thải vào Đầm Và gồm: 1. Nguồn từ nước Sông Cà Lồ: Khi dâng nước lên, nước Sông Cà Lồ sẽ tràn vào thuỷ vực Đầm Và. Khi cạn thì nước từ Đầm Và chảy ngược ra. 2. Xói mòn, rửa trôi đất nông nghiệp: Thành phần nguồn thải này chủ yếu các các chất cặn lắng lơ lửng, chất hữu cơ (Mùn), các chất K, P, phân bón tổng hợp, thuốc bảo vệ thực vật. 3. Từ hoạt động tưới tiêu. 4. Từ KCN Quang Minh và các cơ sở sản xuất khác (Gồm cả các trại chăn nuôi và các nhà máy không nằm trong KCN): 5. Nước thải sinh hoạt: Khu vực dân cư sinh sống nằm ở phần cuối nguồn khảo sát, dân số khoảng 5.000 người. Lượng nước thải sinh hoạt phân tán, không nhiều và không gây nhiều tác động tới mức độ ô nhiễm của Đầm Và. 6 3.1.2. Hiện trạng và diễn biến các thông số thuỷ lý, thuỷ hoá 1. Thuỷ lý 1.1. Nhiệt độ nước Tại thời điểm ngày 22/4/2012, 22/5/2012 và 15/9/2012 nhiệt độ nước đo được lần lượt là 22,5 0 C, 31,2 0 C và 29,6 0 C (Đo trong điều kiện trời nắng vừa đến nắng to). 1.2. Chế độ dòng chảy Dòng chảy của Đầm Và ít ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng của các loài sinh vật và quá trình trao đổi chất trong Đầm Và. Chế độ dòng chảy chỉ thể hiện vào mùa lũ tuy không rõ ràng. 2. Hoá lý 2.1. pH Bảng 3.2. Biến động pH STT Ngày đo pH 1 22/4/2012 6,9 2 22/5/2012 7,2 3 15/9/2012 7,3 2.2. Tổng cặn lơ lửng (TSS) Nồng độ cặn lơ lửng thể hiện mức độ ô nhiễm. Tuy nhiên, chỉ số này phụ thuộc vào thời gian và vị trí lấy mẫu. Vị trí lấy mẫu gần nguồn thải thì nồng độ này cao và ngược lại. Theo kết quả khảo sát thì nồng độ này qua 3 lần đo lần lượt là 28-35-22 (mg/l). 2.3. Hàm lượng oxy hoà tan (DO) Hàm lượng DO đo được lần lượt qua 3 lần lấy mẫu là 6,3-3,2-4,9 (mgO2/l). Nồng độ trung bình là 4,8. 2.4. Tổng N (T-N) Kết quả khảo sát T-N tại các thời điểm lần lượt là 0,12 - 0,23 và 0,22 mgN/l. Nếu đánh giá mức độ cho phép thì nồng độ các hợp chất N trong Đầm Và là cao, thể hiện mức độ ô nhiễm. 2.5. Tổng P (T-P) Kết quả phân tích tại các thời điểm cho thấy T-P có các giá trị là 0,14 – 0,18 và 0,08mgP/l. Như vậy, có thể thấy P trong Đầm Và đang ở mức cao, nước Đầm Và đang ô nhiễm. 2.6. Nhu cầu oxy hoá học (COD) Kết quả phân tích chất lượng nước Đầm Và qua 3 lần lấy mẫu lần lượt là 45-61 và 65mgO2/l. Kết quả này cho thấy nồng độ COD là tương đối cao, nước đang có nguy cơ ô nhiễm. Kết luận chung: Hiện Đầm Và đang bị ô nhiễm chủ yếu bởi các thành phần dinh dưỡng (N-P) và 1 phần nhỏ thành phần kim loại. Vì vậy, cần phải xử lý các thành phần này. 7 3.1.3. Hiện trạng, biến động, thành phần sinh vật nổi 3.1.3.1. Thành phần loài Thành phần sinh vật nổi ở Đầm Và bao gồm các ngành tảo chính như tảo Silic (Bacillariaphyta)(1), tảo Lục (Chlorophyta)(2), vi khuẩn lam (Cyanophyta)(3), tảo Lông 2 roi (Crytophyta)(4), tảo Mắt (Euglenophyta)(5)… Đông nhất là loài (1) và (2) đại diện là các chi Scennedemus, chi Closterium, chi Flagilaria 3.1.3.2. Số lượng, mật độ Có thể thấy vi khuẩn lam là loài chiếm ưu thế vì chúng sống trong môi trường ưa nhiệt độ và ánh sáng, tại khu thuỷ vực giàu chất dinh dưỡng như Đầm Và. 3.1.3.3. Mối quan hệ giữa quần xã sinh vật nổi và chất lượng nước Mối tác động này thể hiện sự tương tác qua lại giữa chất lượng nước Đầm Và và các loài. Quan hệ này là quan hệ cộng sinh. Tuy nhiên, khi có sự thay đổi các yếu tố khác như nhiệt độ, ánh sáng… thì quan hệ này có thể bị “cản trở” hoặc gián đoạn. Điều này được thể hiện qua biến động các loài theo mùa. Như trên đã đề cập, các loài như vi khuẩn lam và động vật sống nổi có mật độ cao vào mùa hề. Đây là laòi thích nghi với nhiệt độ và ánh sáng mạnh. 3.1.3.4. Mối quan hệ giữa thuỷ sinh thực vật và chất lượng nước Quá trình đồng hoá chất dinh dưỡng trong nước góp phần làm sạch nguồn nước. Khi TSTV phát triển, các loại VSV cũng phát triển tạo cho việc xử lý ô nhiễm nước Đầm Và nhanh hơn. Vì vậy, cần tìm hiểu đặc tính sinh trưởng và phát triển của TSTV trong xử lý ô nhiễm 3.1.4. Hiện tượng phú dưỡng và vi khuẩn lam độc Phú dưỡng là hiện tượng thường gặp trong các hồ đô thị, các sông và kênh dẫn nước thải. Biểu hiện phú dưỡng của các hồ đô thị là nồng độ chất dinh dưỡng N, P cao, tỷ lệ P/N cao do sự tích luỹ tương đối P so với N. Sự phát triển mạnh mẽ của tảo trong quá trình sinh trường và nở hoa tảo, sự kém đa dạng của các sinh vật nước, đặc biệt là cá; đồng thời quá trình này là hoạt động của các loài vi sinh vật đồng hoá các chất hữu cơ gây mùi khai thối do thoát khí H 2 S v.v 3.1.5. Hiện trạng, biến động các thành phần &số lượng thuỷ sinh vật Qua quá trình quan sát thực địa tại Đầm Và, các loài TSTV xuất hiện tại đây có nhiều loài. Chiếm ưu thế là ngổ Trâu, rau muống, sen, súng, bèo Tây, bèo Cái… 3.1.6. Đặc điểm tài nguyên nước thuỷ vực Đầm Và Chiều dài của Đầm Và khoảng 15km chảy qua 2 huyện Mê Linh và Đông Anh của TP Hà Nội. Độ sâu trung bình của Đầm Và khoảng 1-1,5m. Đầm Và bị bồi lắng mạnh và bị khai thác để trồng cây lương thực tại Thị trấn Quanh Minh, xã Tiền Phong và 1 phần của huyện Đông Anh. Nhiệm vụ chính của Đầm Và là: - Cấp nước tưới tiêu cho khu vực huyện Mê Linh và 1 phần huyện Đông Anh. - Tiêu thoát nước cho Sông Cà Lồ vào mùa lũ, phòng lũ cho Sông Cà Lồ. - Nuôi trồng thuỷ sản. - Duy trì hệ sinh thái khu vực thuộc phạm vi Đầm Và và khu vực lân cận. - Tiếp nhận nguồn nước thải sinh hoạt, nông nghiệp và toàn bộ KCN Quang Minh. - Điều tiết chế độ thuỷ văn cho khu vực. 3.1.7. Xác định mức độ ô nhiễm Căn cứ theo hiện trạng các thành phần trong nước Đầm Và có thể nhận thấy nước Đầm Và đã và đang bị ô nhiễm bởi các thành phần hữu cơ, kim loại (không nhiều) và vi sinh vật. Xuất hiện hiện tượng phú dưỡng trong Đầm Và cùng các hiện tượng ô nhiễm nước thải công nghiệp như cây trồng chết, sinh vật chết… Tình trạng này đã dẫn tới xung đột môi trường và cần có biện pháp xử lý. 8 3.1.8. Xác định khả năng chịu tải của Đầm Và - Sức chịu tải của môi trường là giới hạn cho phép mà môi trường có thể tiếp nhận và hấp thụ các chất gây ô nhiễm. Điều đó là khả năng chịu đựng, tự làm sạch của môi trường khi có sự xuất hiện của các chất ô nhiễm, nếu vượt quá khả năng chịu tải, môi trường không còn khả năng tự làm sạch sẽ sinh ra hiện tượng ô nhiễm. 3.2.Tác động của ô nhiễm nước Đầm Và tới môi trường và đời sống con người - Tác động đến hoạt động sản xuất nông nghiệp của người dân. Mức độ tác động của vấn đề ô nhiễm có thể thấy rõ như chết cây, năng suất giảm, giảm giá trị nguồn lợi thuỷ sản. - Làm suy giảm tính đa dạng sinh học trong khu vực: Việc ô nhiễm làm giảm số lượng loại thuỷ sinh gồm cả động thực vật như tôm, cá, vật nuôi, cây trồng… - Làm giảm chất lượng nguồn nước cấp cho sản xuất nông nghiệp và phục vụ mục đích khác. - Gia tăng bệnh dịch liên quan đến ô nhiễm nguồn nước như các bệnh ngoài da, viêm dị ứng… - Ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống của người dân, đến thu nhập của nông dân. - Gia tăng các xung đột về môi trường, làm mất trật tự an toàn xã hội. 9 3.3. Ứng dụng công nghệ sinh thái trong xử lý ô nhiễm nước mặt 1. Làm giá thể cho vi sinh vật sinh sống: Quần thể vi sinh vật là động lực cho quá trình xử lý. 2. Tạo điều kiện cho quá trình nitrat và phản nitrat hoá: Đây là quá trình đồng hoá chất hữu cơ, làm giảm chất phú dưỡng tại thuỷ vực. 3. Chuyển hoá nước và chất ô nhiễm: Các chất ô nhiễm có trong thành phần nước ô nhiễm bị thay đổi do quá trình sử dụng các chất dinh dưỡng của các loài vi sinh vật và TSTV. 4. Sử dụng chất dinh dưỡng thành sinh khối: Quá trình sử dụng chất dinh dưỡng thành sinh khối là quá trình tăng trưởng và phát triển của các loài vi sinh vật, thực vật thuỷ sinh. 5. Nguồn che sáng: Sự có mặt của TSTV giúp điều hoà nhiệt độ của nước và ngăn chặn sự phát triển của các nhóm tảo, qua đó hạn chế sự dao động lớn của pH và lượng ôxy hoà tan (DO) giữa ban ngày và ban đêm. Diễn tiến quá trình làm sạch nước như sau: 1. Vi sinh vật tạo thành lớp màng sinh học (biofilms) trên bề mặt TSTV (1). 2. Sau đó, vi sinh vật phân giải các chất hữu cơ trong nước và làm trong nước (2). 3. TSTV hút các chất dinh dưỡng như N, P (3). Trong tự nhiên, việc sử dụng TSTV cho xử lý nước thải có thể tiến hành trong các kênh rạch có độ sâu từ 20-50 cm hoặc trong các ao, đầm có độ sâu từ 50-200 cm. Ngoài ra cũng cần xem xét đặc điểm của nước thải, yêu cầu chất lượng dòng thải, loại hệ thuỷ sinh, cơ chế loại bỏ ô nhiễm, lựa chọn quy trình, thiết kế quy trình, độ tin cậy của quá trình (Greenway, 2003; Silvana, 1994). 3.4. Các loại thực vật thuỷ sinh được sử dụng cho việc xử lý ô nhiễm nước mặt tại Đầm Và 3.4.1. Các loài thuỷ sinh vật lựa chọn 3.4.1.1. Các loài được lựa chọn: Rau Muống/Ngổ Trâu/Bèo tây, họ Lục Bình/Cải Soong 3.4.1.2. Lý do lựa chọn: - Loài sinh vật bản địa, dễ thích nghi, chống chịu tốt sự thay đổi điều kiện sống. Các loài này bao gồm cải Soong, ngổ Trâu, bèo Tây, rau Muống là các loài thực vật hiện hữu trong khu vực có khả năng thích ứng nhanh trong quá trình sử dụng. - Hiệu quả xử lý tốt, các loài này có thể được áp dụng trong thực tiện với mô hình đơn giản, hoạt động liên tục, lâu dài. - Hiệu suất xử lý tốt, không gây tác động khác tới môi trường. - Sử dụng nhiều lần, lâu dài. 3.4.2. Đánh giá khả năng xử lý của thực vật thuỷ sinh - Vai trò, hiệu suất xử lý loại bỏ yếu tố phú dưỡng Hiệu suất xử lý của hệ thống TSTV với vi khuẩn lam, vi tảo Khả năng loại bỏ (%) Bèo Tây Ngổ Trâu Rau Muống Cải Soong Vi tảo 79,33 49,83 57,66 65,25 Vi khuẩn lam 82,80 57,60 62,80 52,37 3.5. Đề xuất mô hình phù hợp để xử lý ô nhiễm ao hồ bằng TSTV Mô hình xử lý ô nhiễm chất hữu cơ và phương án chống hiện tượng bùng phát của vi tảo - Phương pháp xử lý cụ thể: Bước 1: Nạo vét Đầm Và, khơi thông dòng chảy hiện tại để nước được lưu thông, cần vớt bỏ các loại bùn, đất, sinh vật trong Đầm. Bước 2: Trồng các loài TSTV đã lựa chọn. Diện tích TSTV trồng chiếm 20% diện tích của Đầm. Mô hình bè nổi ven bờ: Xây bè nổi trồng bèo Tây có đặc điểm sau: - Kích thước: 30x8(m) 10 - Vật liệu: Tre, nứa, dây nilon - Vị trí bố trí: Khu vực nước sâu từ 0,5-1,5m - Mật độ trồng: ¾ diện tích mỗi ô Mô hình trồng cây ven bờ ngập nước: Áp dụng cho rau Muống, cải Soong, ngổ Trâu. Kích thước: 30x8(m) Nuôi trồng TSTV trong mô hình: Việc trồng ngổ Trâu, rau Muống, cải Soong thực hiện như bình thường. Còn bèo Tây (Lục bình) thì được trồng từ giống cây có sẵn trong Đầm. Thời gian trồng TSTV STT Loài TSTV Thời gian (Tháng) Mùa 1 Bèo Tây (Họ Lục Bình) Cả năm - 2 Rau muống 4-9 Hè 2 Ngổ Trâu 7-10 Hè-Thu 3 Cải xoong 11-3 Thu-Đông Có thể nhận thấy, việc lựa chọn các loại TSTV cho phép trồng cả 4 mùa để xử lý nước mặt. Bước 3. Quản lý và kiểm soát các nguồn thải, đặc biệt là nguồn thải nước thải của KCN Quang Minh. Việc quản lý hiện nay là bắt buộc tất cả các nhà máy trong KCN đấu nối vào hệ thống xử lý tập chung của KCN. - Hiệu quả mô hình: Việc đồng bộ thực hiện 3 phương án xử lý trên có thể phục hồi hoàn toàn chất lượng nước mặt Đầm Và. Nước mặt Đầm Và sau khi thực hiện các giải pháp trên sẽ có chất lượng tương đương với Loại A2, QCVN 08:2008/2008 về chất lượng nước mặt. Hiệu quả xử lý COD, BOD, TSS 0 20 40 60 80 100 120 BOD5 COD TSS Chỉ tiêu mg Chất lượng nước trước XL (mg/l) Chất lượng nước sau XL (mg/l) QCVN 08:2008 Hiệu quả xử lý với T-P và Amoni 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 T-P NH4+ Chỉ tiêu mg/l Chất lượng nước trước XL (mg/l) Chất lượng nước sau XL (mg/l) QCVN 08:2008 Chi phí xử lý: Như vậy suất đầu tư là 53.650.000đồng/ha. Mức chi phí này rất thấp. So với các nước khác, thì phí này hoàn toàn hợp lý. [...]... Nông nghiệp, Hà Nội 8 Dương Đức Tiến, Nguyễn Minh Giản, Vũ Thanh Lâm, Trần Hải Linh, 2006 Xây dựng mô hình hệ thống đất ngập nước nhân tạo để xử lý nước thải sinh hoạt tại các xã Minh Nông, Bến Gót, TP Việt Trì Hội thảo khoa học về bãi lọc trồng cây xử lý nước thải, ĐH Xây dựng 11/2006: 39-43 9 Dương Đức Tiến, Nguyễn Minh Giản, Trần Hải Linh, 2005 Hấp thụ các chất ô nhiễm môi trường nước bằng thực vật. .. cứu xử lý ô nhiễm kim loại bằng TSTV 2 Nghiên cứu xử lý nước mặt bị ô nhiễm từ các ngành công nghiệp cụ thể (Xi mạ, thực phẩm, dệt nhuộm, cơ khí…) bằng TSTV 3 Nghiên cứu và ứng dụng TSTV trong xử lý nước ở ao - đầm - hồ cụ thể trong từng khu vực KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Từ kết quả khảo sát, nghiên cứu và thực hiện của đề tài liên quan đến Đầm Và có thể rút ra kết luận sau: 1 Đầm Và đoạn chảy qua KCN Quang. .. trong xử lý ô nhiễm bao gồm: 1/ Các biện pháp kỹ thuật 2/ Các giải pháp về quản lý 3/ Các giải pháp về tuyên truyền, giáo dục 4 Đề xuất mô hình quản lý tổng hợp, sử dụng nguồn tài nguyên nước mặt Đầm Và 1 cách hợp lý và bền vững Các mô hình có hiệu quả, hoàn toàn có khả năng áp dụng trong thực tiễn 5 Trong quá trình thực hiện đề tài mở ra tiềm năng sử dụng TSTV trong xử lý nước mặt bằng TSTV tại Việt... nguy cơ gây ô nhiễm của nước Đầm Và) - Khai thông dòng chảy Đầm Và nhằm mục tiêu tạo dòng chảy, tăng khả năng lưu thông - Thu gom chất thải sinh hoạt, xác thực vật, nạo vét hệ thống kênh mương nối với Đầm Và - Sử dụng TSTV xử lý Nhóm các giải pháp cơ chế chính sách và pháp luật: - Thực hiện nghiêm chỉnh pháp luật môi trường như xử phạt đối với cá nhân đơn vị vi phạm, ngừng cấp phép vào khu công nghiệp... nghiệp đầu tư công nghiệp xanh tại KCN Nhóm giải pháp kỹ thuật: - Kiểm soát các nguồn thải vào lưu vực Đầm Và: + Nguồn nước thải công nghiệp: Buộc các nhà máy phải xử lý triệt để đạt QCVN trước khi thải ra Đầm Và + Cấp phép xả thải cho các đơn vị sản xuất + Yêu cầu các doanh nghiệp trong KCN Quang Minh phải đấu nối vào hệ thống xử lý nước thải của khu công nghiệp (Ngăn chặn nguồn nước thải công nghiệp... của công nghệ sinh học trong xử lý nước thải Tuyển tập Báo cáo khoa học, Hội nghị môi trường toàn quốc năm 2005: 1186-1188 10 Đặng Đình Kim, 2002 Báo cáo tổng quan ứng dụng phương pháp sinh học xử lý chất thải hữu cơ sinh ra từ 1 ngành công nghiệp trên thế giới và khả năng ứng dụng tại Việt Nam Cục Môi trường - Bộ Tài nguyên và Môi trường, 47 trang 11 Lê Huy Bá, Lâm Minh Triết, 2005 Sinh thái môi trường... Nguyễn Thị Thanh Hà, 2009 Báo cáo xả nước thải vào nguồn nước KCN Quang Minh 2 Trần Đức Hạ, 2002 Xử lý nước thải sinh hoạt quy mô nhỏ và vừa NXB Khoa học và Kỹ thuật 3 D Xanthoulis, Lều Thọ Bách, Trần Hiếu Nhuệ, Trần Đức Hạ và nnk, 2008 Xử lý nước thải chi phí thấp Tài liệu giảng dạy cho cao học - Chương trình VN/Asia- Link/012 (113128) 2005-2008 NXB Xây dựng 4 Trần Hiếu Nhuệ, Nguyễn Việt Anh và nnk, 2001-2003... Minh đang trong quá trình suy thoát chất lượng nước Môi trường nước của Đầm Và đang ngày càng bị ô nhiễm 2 Đã lựa chọn được 04 loài TSTV cho việc xử lý nước mặt Các loài này có khả năng xử lý các yếu tố gây hiện tượng phú dưỡng có hiệu quả Các loài này bao gồm rau Muống, bèo Tây, ngổ Trâu, cải Soong là các loài bản địa, dễ triển khai trong thực tế, có thể thực hiện vào 4 mùa 3 Đề xuất mô hình phù hợp. .. soát ô nhiễm, việc sử dụng TSTV thường xuyên là giải pháp tối ưu trong điều kiện Việt Nam hiện nay 3.6.2 Định hướng ứng dụng thuỷ sinh thực vật tại Việt Nam Định hướng nghiên cứu tại Việt Nam, trước hết cần có sự trao đổi thông tin, tham vấn và hình thành các nhóm giải quyết từng vấn đề cụ thể như xử lý ô nhiễm với các nguồn thải khác nhau, đề xuất mô hình quản lý phù hợp, đánh giá hiệu quả xử lý 3.7... Chi phí - Khả năng thích nghi của TSTV - Việc kiểm soát các nguồn ô nhiễm - Thời gian thực hiện Tất cả các yếu tố này đều được đáp ứng và thực hiện tại Đầm Và 3.6 Đề xuất các giải pháp quản lý tổng hợp tài nguyên nước Đầm Và& định hướng ứng dụng TSTV tại Việt Nam 3.6.1 Quản lý tổng hợp tài nguyên nước Đầm Và Các giải pháp quản lý tổng hợp bao gồm: Nhóm các giải pháp kinh tế: - Khuyến khích người dân . 1 Xây dựng mô hình phù hợp để xử lý ô nhiễm nước mặt bằng thủy sinh thực vật tại Đầm Và (đoạn chảy qua KCN Quang Minh - Mê Linh - Hà Nội) . nguồn ô nhiễm. Đề xuất mô hình phù hợp để xử lý ô nhiễm ao hồ bằng TSTV. Đề xuất mô hình phù hợp để xử lý ô nhiễm ao hồ bằng TSTV. Keywords. Ô nhiễm nước;