nh ngh a
Trong những thập kỷ qua, các chuyên gia về môi trường và tài nguyên nước trên thế giới đã tìm cách định nghĩa, mô tả và phân loại "tầng ngập nước" (wetland) Theo thời gian và khái niệm, thuật ngữ "tầng ngập nước" được sử dụng để chỉ các vùng đất ngập nước, rừng ngập mặn, vùng trũng chứa nước, bãi lầy, vùng ngập, vùng chứa than bùn, bãi ngập ven sông, và vùng ven biển chịu ảnh hưởng thủy triều Tính chất ngập nước, bất kể nguồn nước nào, làm cho tầng này trở nên bão hòa hoặc gần bão hòa theo thống kê học, là đặc điểm chính của tầng ngập nước.
Theo i u 1.1 c a Công c Ramsar v t ng p n c (the Ramsar Convention on
Wetlands), công b n m 1971 t i thành ph Ramsar (Iran), ã nh ngh a t “ t ng p n c” nh sau:
Tầng ngập nước là vùng tiếp giáp giữa đất và nước, thường chứa các yếu tố như mùn, bùn và than bùn Đây là khu vực có sự đa dạng sinh học cao, đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái Tầng ngập nước có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố tự nhiên và nhân tạo, bao gồm biến đổi khí hậu và hoạt động của con người Độ sâu của tầng ngập nước thường không quá 6 mét, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của các loài thực vật và động vật thủy sinh.
• “ t ng p n c có th k t h p các vùng t ven sông và vùng ven bi n li n k , và các vùng o ho c vùng bi n có ! sâu d i 6 m so v i m c n c tri u th p”
Theo Mitsch và Gosselink (1986), vùng ngập nước được coi là môi trường kết nối giữa các hệ sinh thái trên cạn và dưới nước, với hai hệ sinh thái này thực sự có sự khác biệt rõ rệt.
Theo Liên đoàn các k$ s công binh M$ (1987), "tầng ngập nước" được hiểu là những vùng đất ngập nước bão hòa bởi nước mặn và nước ngọt, tùy thuộc vào các yếu tố tự nhiên và thời tiết Những khu vực này thường hình thành dựa trên các điều kiện môi trường cụ thể, và là nơi sinh sống của nhiều loài thực vật và động vật đặc trưng thích nghi với điều kiện ngập nước.
Theo nghiên cứu của Kadlec và Knight (1996), vùng ngập nước được định nghĩa là khu vực nằm giữa vùng đất cao và vùng nước Vùng đất cao là khu vực có độ cao lớn hơn mức nước thoát ra ngoài trong mùa lũ, trong khi vùng nước là khu vực có độ cao thấp hơn mức nước thoát ra ngoài trong mùa khô Hình 1.1 và Hình 1.2 minh họa cho khái niệm này.
Theo Richardson và Vepraskas (2001), ch# “ t ng p n c (wetland)” có th c&t ngh a ơn gi n g m 2 t là “s 'm t” (wetness) liên quan n các y u t th y v n và “ t” (land) liên quan n l p t th% nh (ng và a hình phong c nh
Hình 1.1 T%ng quan chung cho t ng p n c (Kadlec và Knight, 1996)
Hình 1.2 Minh h a c nh quan các ki u hình t ng p n c (Tinner, 1999)
Dòng ch y theo các ng m i tên.
c i m t ng p n c
Ngu n n c
t ng p n c ph i có s hi n di n c a n c, b t k ngu n n c có t âu nh n c
(c) Vùng dòng ch y trên s n d c (d) Vùng ng p l ven sông
(b) Vùng tr ng ch a n c ng m
Sông m a, n c do tuy t tan, n c trong ao h , m l y, sông su i, kênh m ơng, c)a bi n, vùng bi n c n, ho c n c ng m, n c ng trong t, n c trong các l p th% nh (ng
Sự biến đổi của nước có thể xảy ra thường xuyên, theo mùa hoặc thay đổi bất thường do tác động của thiên nhiên hoặc con người Nước có thể chứa nhiều loại chất lượng khác nhau như nước mặn, nước kiềm, nước chua, nước ngọt, nước thải sinh hoạt, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, thủy sản, khai khoáng, với các thành phần vô cơ hoặc hữu cơ, nước bùn, và nhiều yếu tố khác.
Mô t c i m th y v n ngu n n c có l* là m!t tiêu chí quan tr ng nh t cho vi c hình thành và qu n lý các lo i t ng p n c và ti n trình trong t ng p n c (Mitsch và Gosselink, 2000)
Ngu n n c hi n di n trong vùng t ng p n c có th : (a) Vùng tr ng ch a n c m t (Hình 1.3a); (b) Vùng tr ng ch a n c ng m % vào (Hình 1.3b); (c) Vùng dòng ch y trên s n d c (Hình 1.3c); và (d) Vùng t ng p l (Hình 1.3d)
Hình 1.3 Các vùng hình thành t ng p n c (Ngu n: http://www.epa.gov/region1/students/pdfs/wetch1.pdf )
Th c v t
Do s hi n di n c a t và n c, th c v t có th phát tri n trên vùng t ng p n c
Thực vật trên vùng tùng pên c là nền tảng quan trọng của chuỗi thức ăn và là yếu tố chính của dòng năng lượng trong toàn hệ thống tùng pên c (Cronk và Siobhan, 2001) Sự hiện diện của các loài thực vật khác nhau trong vùng tùng pên c rất phong phú, với nhiều tác giả đã liệt kê và mô tả các loài này như Sarah (1997), Cronk và Siobhan.
Cây thủy sinh (Hydrophytes) là những loài thực vật sống trong môi trường nước, thích nghi với điều kiện ẩm ướt và khí hậu ẩm Chúng đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái vùng ngập nước, nơi mà các yếu tố như độ ẩm và nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến sự phát triển của chúng Thông tin chi tiết có thể được tìm thấy tại trang web: http://botit.botany.wisc.edu/images/veg/Wetlands_I_Plants/.
• Nhi u loài có nh#ng túi khí c bi t g i là mô khí (aerenchyma) trong r, và thân cho phép oxygen khu ch tán t nh#ng mô hô h p c a cây vào r, c a chúng
• M!t s cây thân g+ bơm oxygen t lá (m!t s n ph'm c a quang h p) t i b! r, n"m trong t bão hòa n c Ti n trình này cho phép t o các ph n ng trao %i dinh d (ng c n thi t v i t chung quanh
• M!t s cây phát h th ng r, c n, thân phình ho c b! r, m c ra t thân xõa ra trên m t t
Các loại cây ăn quả trong môi trường nước mặn phát triển nhờ những thanh cản ngăn chặn hoặc kiểm soát mặn tại rễ, và những cơ quan có khả năng bài tiết muối qua các gân lá.
Th c v t t ng p n c còn có th phân lo i d a vào s quan sát hình d ng c a chúng:
• Th c v t có thân lá, cành, hoa, trái v t trên m t n c (Emergent plants) i n hình là các cây c- uôi mèo (Cattails), cây cói (Rushes), cây th y trúc (Umbrella plant - Cyperus alternifolius)
• Th c v t có lá tr i r!ng n%i trên m t n c, thân và r, d i m t n c Hoa và trái v t trên m t n c (Floating plants) i n hình nh cây hoa súng (water lily), bèo t m (duckweed)
• Th c v t ng p chìm hoàn toàn d i m t n c (Submergent plants) i n hình nh các loài rong, t o
• Cây b.i (Shrubs) u th p, cho thân g+ m m v i nhi u cành nh-
Cây thân gỗ cao hơn 5 mét, có thể là cây đơn thân hoặc cây đa thân với nhiều nhánh Chúng thường có hình dáng giống như các loại tràm, cây bần, mắm, và nhiều loại khác Nhóm cây này thường tạo thành một quần thể thảm thực vật phong phú, góp phần làm dày đặc rừng cây.
t
Đất ngập nước là một loại tài nguyên thiên nhiên quan trọng, bao gồm các khu vực có nước ngập trên mặt đất và cây trồng phát triển trong môi trường này Đất ngập nước thường được gọi là "đất có chứa nước" (hydric soil) và đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái Những vùng đất này thường ở những nơi có trạng thái bão hòa hoặc gần bão hòa do ngập nước Các khu vực này có thể là những nơi trũng, tụ tập hoặc có dòng chảy đi qua, nơi mà nước ngầm có thể dâng trào, phun xối làm cho đất trở nên bão hòa Do đất bị ngâm trong nước trong thời gian dài, trong điều kiện khí hậu nhất định, các loại thực vật đặc trưng có thể phát triển và sinh sống trong môi trường đất ngập nước.
Có b n i u ki n t tr nên y m khí khu t ng p n c là:
• t ph i b bão hòa n i m không th ti p nh p oxygen trong không khí;
• t ph i ch a các ngu n h#u cơ có th b oxy hóa ho c phân h y c;
• t ph i có ch a m!t s qu n th vi khu'n hô h p có th oxy hóa ch t h#u cơ;
• N c trong t ph i b ng ho c di chuy n ch m
Khi đánh giá tầm quan trọng của một cấu trúc hình ảnh, cần lưu ý đến các yếu tố như âm thanh, màu sắc và tính chất hình thái Các chỉ số và hình thái tác động đến sự nhận diện và cảm nhận của người xem Dưới đây là một số chỉ số tổng quát liên quan đến đánh giá hình ảnh.
• S hi n di n các m, ng v"n trong t;
• S phân bi t ion s&t ho c mangan;
• M c gi m sulphur và carbon (ch/ng h n trong t phèn)
Hình 1.4 Mô t s thay %i tính ch t t t vùng tiêu n c t t n vùng khó tiêu n c
(Ngu n: http://www.epa.gov/region1/students/pdfs/wetch1.pdf)
Vùng m v n t tiêu n c t t t tiêu n c trung bình t tiêu n c h n ch t tiêu n c khó t tiêu n c r t khó
Nâu en Nâu en Nâu en m en H u cơ m v n m v n m v n m v n
Nâu hơi vàng Nâu hơi xám en
Phân lo i t ng p n c
Các h th ng phân lo i t ng p n c
Hệ thống phân loại tĩnh lặng đã được giới thiệu trên toàn cầu, thường được xây dựng dựa trên các tiêu chí như nguồn nước, loại cây trồng và thảm thực vật Bảng 1.1 liệt kê hệ thống phân loại tĩnh lặng (Nguồn: http://www.epa.qld.gov.au/wetlandinfo/site/WetlandDefinitionstart/WetlandDefinitions/WetlandClassification.html).
B ng 1.1 Các h th ng phân lo i t ng p n c
42 nhóm ph nh n d ng theo 3 nhóm chính ( t ng p n c vùng ven bi n và vùng bi n, t ng p n c n!i a, và t ng p n c do con ng i t o nên)
Danh b các vùng t ng p n c quan tr ng
42 nhóm ph nh n d ng theo 3 nhóm chính ( t ng p n c vùng ven bi n và vùng bi n, t ng p n c n!i a, và t ng p n c do con ng i t o nên)
1979) (B&c M$) 5 ki u t ng p n c (bi n, c)a sông, ven sông, h , m l y)
1 ki u t ng p n c: m l y B% sung: a m o, ngu n n c và v n chuy n, th y !ng h c
9 ki u t ng p n c: bi n, c)a sông, ven sông, h , m l y, t m n n!i a, á plutonic (nh á vôi), a nhi t và nival (nh vùng núi Alphine)
B% sung: ch ! n c, c u trúc th c v t, th c v t, l p t n n Blackman (1992)
5 ki u t ng p n c (bi n, c)a sông, ven sông, h , m l y) B% sung: ch ! n c, l p t n n, th c v t t ng p n c qu c t - Châu i d ơng
3 ki u t ng p n c (ven sông, h , m l y) 20 ki u ph B% sung: ! m n (n c ng t và n c m n), th c v t u th
B% sung: a m o, th y v n, ch t l ng n c, cây s ng trong n c, !ng v t không x ơng s ng, các loài chim
(Paroo Rivers, Qld) 7 lo i t ng p n c
5 ki u t ng p n c (bi n, c)a sông, ven sông, h , m l y) B% sung: d a vào cây th y sinh (bi n %i theo: ! m n, ! .c, ch ! n c)
(Duguid, 2002) 71 ki u t ng p n c theo các m.c: l u v c (17 ki u), mi n t ph/ng (4 ki u), kênh d0n (21 ki u), su i (18 ki u), ch y ng m (1 ki u) và nhân t o (10 ki u)
NSW (Green, 1997) 14 ki u t ng p n c theo các m.c: vùng ven bi n, vùng cao nguyên, vùng n!i a
WA (Hill et al., 1996) 13 ki u t ng p n c
2 ki u t ng p n c: ven sông, m l y 39 ki u ph
Phân lo i theo Công c t ng p n c Ramsar
Theo thông tin từ Công ước Ramsar (The Information Sheet for Ramsar Wetlands - RIS), phiên bản 2006 - 2008, việc phân loại các loại tảng băng được thực hiện theo ba nhóm: nhóm tảng băng ven biển/vùng biển, nhóm tảng băng nội địa và nhóm tảng băng do con người tạo nên Trong mỗi nhóm, các loại tảng băng được liệt kê với tên gọi và ký hiệu (trong ngoặc đơn) như sau.
1.3.2.1 Nhóm t ng p n c vùng ven bi n/ vùng bi n
• Vùng bi n n c nông ng p th ng xuyên (ký hi u là A, Permanent shallow marine waters): bao g m các vùng n c sâu d i 6 m lúc tri u th p, vùng này k c các v nh bi n và eo bi n
• Vùng n c áy d i tri u bi n (ký hi u là B, Marine subtidal aquatic beds): bao g m các vùng áy có t o b1, vùng áy c- bi n, bãi c- bi n vùng nhi t i
• Vùng r ng san hô (ký hi u là C, Coral reefs)
• Vùng bi n á r ng (ký hi u là D, Rocky marine shores): bao g m các r ng á các vùng o ngoài khơi, vùng vách á nhô ra bi n
Vùng biển có bãi cát, bãi á cu i và bãi á s i (ký hiệu là E) bao gồm các loại cát, các bãi cát ngầm, các hải đảo cát ven biển và các dải cát chứa đựng Những khu vực này không chỉ tạo nên vẻ đẹp tự nhiên mà còn đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái ven biển.
• Vùng c a bi n (ký hi u F, Estuarine waters): bao g m các vùng c)a bi n ng p th ng xuyên và h c)a sông % ra bi n c a các vùng châu th%
• Các v a bùn vùng nh h ng tri u, v a cát ho c v a mu i (ký hi u là G,
Intertidal mud, sand or salt flats)
• Vùng m l y ch u nh h ng tri u (ký hi u là H, Intertidal marshes): bao g m các vùng m l y n c m n, vùng m mu i, m nhi,m m n, t c c vùng m l y n c l và n c ng t
• Vùng t ng p n c có r ng ch u nh h ng tri u (ký hi u là I, Intertidal forested wetlands): bao g m vùng m l y r ng sát, r ng c, r ng d a n c (Nipah) và các vùng r ng n c l và n c m n vùng tri u
• Vùng m phá n c m n/ l ven bi n (ký hi u là J, Coastal brackish/saline lagoons): bao g m các vùng m phá t m n sang l , có ít nh t m!t dòng ch y h1p n i thông v i bi n
• Vùng m phá n c ng t ven bi n (ký hi u là K, Coastal freshwater lagoons): bao g m các vùng m phá vùng châu th% n c ng t.
• Vùng á vôi và vùng có h sinh thái th y v n ng m khác (ký hi u Zk(a),
Karst and other subterranean hydrological systems) c a vùng bi n, ven bi n.
• Vùng châu th n i a th ng xuyên ng p (ký hi u là K, Permanent inland deltas)
• Vùng sông, r ch, dòng ch y th ng xuyên (ký hi u là M, Permanent rivers/streams/creeks): bao g m c các thác n c
• Vùng sông, r ch, dòng ch y theo mùa/ gián o n/ b t th ng (ký hi u là N -
Seasonal/intermittent/irregular rivers/streams/creeks)
• Vùng h! n c ng t th ng xuyên (Ký hi u là O, Permanent freshwater lakes): vùng này ph i r!ng trên 8 ha, bao g m các h hình “ách bò” (h hình cung)
• Vùng h! n c m n/ n c l / n c ch"a mu i alkaline th ng xuyên (Ký hi u là Q, Permanent saline/brackish/alkaline lakes)
• Vùng h! và tr ng n c m n/ n c l / n c ch"a mu i alkaline theo mùa/gián o n (Ký hi u là R, Seasonal/intermittent saline/brackish/alkaline lakes and flats)
• Vùng h!/ m n c m n/ n c l / n c ch"a mu i alkaline th ng xuyên
(Ký hi u là Sp, Permanent saline/brackish/alkaline marshes/pools)
• Vùng h!/ m n c m n/ n c l / n c ch"a mu i alkaline theo mùa/ gián o n (Ký hi u là Ss, Seasonal/intermittent saline/ brackish/ alkaline marshes/ pools)
Vùng nước ngọt thường xuyên (ký hiệu là Tp, Permanent freshwater marshes/pools) là những khu vực có diện tích từ 8 ha trở lên, nằm trong các vùng đất vô cơ Tại đây, các cây trồng phát triển mạnh mẽ trong suốt mùa sinh trưởng, đặc biệt là trong các vùng nước ngọt ít nhất.
• Vùng h!/ m n c ng t theo mùa/ gián o n trên vùng t vô cơ (Ký hi u là Ts, Seasonal/intermittent freshwater marshes/pools on inorganic soils): g m các v ng l y, h c n c, ng c- ng p l theo mùa, m cây lách
• Vùng t than bùn không có r ng (Ký hi u là U, Non-forested peatlands): bao g m bãi l y, m l y có cây b.i ho c tr ng
• Vùng t ng p n c vùng núi Alpine (Ký hi u là Va, Alpine wetlands): bao g m các vùng n c l y núi Alpine, các vùng n c t m th i hình thành t tuy t tan
Vùng đất ngập nước vùng Tundra, ký hiệu là Va, Tundra wetlands, bao gồm các hồ vùng Tundra, đặc biệt là các vùng Bắc Cực có bóng băng vĩnh cửu, trải dài trên phần lớn lãnh thổ châu Âu, Á và Bắc Mỹ, nơi các vùng nước tù đọng hình thành từ sự tan chảy của băng tuyết.
• Vùng t ng p n c có u th v cây b#i (Ký hi u là W, Shrub-dominated wetlands): bao g m các vùng m l y cây b.i, các m n c ng t u th v cây b.i, cây b.i shurb-carr, cây s i (alder) m c dày trên t vô cơ
• Vùng t ng p n c ng t, có u th v cây b#i (Ký hi u là Xf, Shrub- dominated wetlands): bao g m các vùng m l y n c ng t, các khu r ng ng p n c trong mùa l , các m l y có r ng trên t vô cơ
• Vùng t than bùn có r ng (Ký hi u là Xp, Forested peatlands): bao g m các khu r ng vùng m l y than bùn
• Vùng su i n c ng t, c o (Ký hi u là Y, Freshwater springs, oases)
• Vùng t ng p n c a nhi t (Ký hi u là Zg, Geothermal wetlands)
• Vùng á vôi và vùng có h sinh thái th y v n ng m khác (ký hi u Zk(b),
Karst and other subterranean hydrological systems) c a vùng n!i a.
Các vùng ngập bờ sông, thường xuyên hoặc theo mùa, được coi là vùng tích tụ nước mặn, được gọi là vùng ngập nước Tuy nhiên, những vùng ngập nước này không nằm trong danh sách của Công ước Ramsar về các vùng ngập nước quan trọng.
Các vùng t ng p n c nhân t o (Human-made wetlands) không có ký hi u riêng Các lo i t ng p n c này bao g m:
• Ao h nuôi tr ng th y s n
• Ao h trong các nông tr i, h tr# n c, b ch a,… (th ng d i 8 ha)
• t tr ng có t i, bao g m c các kênh th y l i và các cánh ng lúa
• t nông nghi p có t i theo mùa, nh t tr ng màu, t tr ng c-, …
• Các ru!ng mu i, cánh ng làm mu i, …
• Các vùng tr# n c, nh h ch a, ê p, b bao (th ng r!ng trên 8 ha)
• Các vùng ào x i ( l y t làm g ch ngói, khai khoáng, …)
• Các vùng t dùng làm x) lý n c th i nh vùng th i n c nông tr i, h l&ng, h oxy hóa, bãi th i n c th i khu dân c , …
• Các d ng kênh tiêu, m ơng, rãnh thoát n c, …
• Các h th ng ng m có ch a n c do con ng i t o ra.
Ch c n ng và giá tr c a t ng p n c
Chu trình th y v n và các bi n %i cơ b n
Trong chu trình thay đổi văn hóa, dòng chảy mạch, dòng chảy ngầm và quá trình trao đổi dinh dưỡng vào và ra vùng tiếp nhận có tác động tích cực đến môi trường Kết hợp với hiện tượng quang hợp, các yếu tố như nitrogen, phosphorus, carbon, sulfur, sắt và manganese được tích tụ, tạo nguồn và chuyển đổi nhiều hoạt chất vô cơ và hữu cơ quan trọng Vùng tiếp nhận là nơi diễn ra quá trình chôn vùi các chất trầm tích, khử nitơ, giúp giảm carbon dioxide trong không khí và bay hơi ammonia, methane, sulfur Quá trình này là một phần thiết yếu trong tái khoáng hóa, di chuyển trong thực vật, và thay đổi trong quá trình oxy hóa và khử hóa các thành phần sinh học.
i u ti t dòng ch y l và b% sung n c ng m
Tình trạng ô nhiễm không khí có tác động làm suy giảm chất lượng không khí và làm chậm quá trình hô hấp Nguồn ô nhiễm chủ yếu đến từ các hoạt động công nghiệp, dòng chảy tràn, và khí thải từ các phương tiện giao thông Khi nồng độ ô nhiễm tăng cao, môi trường sống bị ảnh hưởng nghiêm trọng, dẫn đến sự suy giảm chất lượng cuộc sống của con người.
Các phần tử trong tảng phù sa và tảng nguyên liệu thô tích tụ được xem là vùng bồi và lưu giữ các hợp chất phù sa, các chất dinh dưỡng và các chất hữu cơ qua quá trình vật lý Do đó, dòng chảy qua tảng phù sa bị suy giảm, dẫn đến sự giảm sút của các hợp chất phù sa, một trong những chất chính trong tảng tích tụ Thực vật và động vật trong tảng phù sa hấp thu các chất tích tụ này để trở thành nguồn nguyên liệu thô Con người có thể khai thác một phần nguyên liệu thô này, ví dụ như rừng ngập mặn cung cấp cây cối làm nhà, làm than, và làm củi Rừng tràm trên vùng lung phèn cung cấp gỗ cho xây dựng, và tràm được sử dụng trong ngành sản xuất bột giấy, tinh dầu, và hoa cho ong mật Sen súng, lúa hoang mạc cùng với các động vật hoang dã như chim, cá, rắn, rùa sống trong tảng phù sa có thể làm thực phẩm cho con người Tuy nhiên, việc khai thác thiếu bền vững nguyên liệu thô có thể dẫn đến sự suy giảm chất lượng và giá trị của tảng phù sa.
1.4.4 Môi tr %ng s ng cho th y th c v t và &ng v t hoang dã
Các vùng tùng pên cựu là môi trường sống quan trọng, góp phần duy trì và làm phong phú nguồn gen thực vật cũng như các loài động vật hoang dã khác Những khu vực này bảo tồn nhiều nguồn gen quý giá, trong đó có nhiều loài động vật hoang dã như cá, chim, rùa, và nhiều loài khác đang bị đe dọa Việc bảo vệ các vùng tùng pên cựu và các khu vực lân cận là rất cần thiết để bảo tồn đa dạng sinh học.
1.4.5 Giá tr' giáo d(c và khoa h)c
Nhi u nhà khoa học và các tổ chức liên quan đến sinh thái và môi trường đang nghiên cứu giá trị giáo dục và khoa học của tài nguyên thiên nhiên Các tài liệu giáo dục về tài nguyên thiên nhiên bao gồm giá trị nhận thức, giới thiệu luật lệ và các quy định bảo vệ tài nguyên, đồng thời trao đổi khoa học về bảo tồn tính đa dạng sinh học và quản lý tài nguyên thiên nhiên Tài nguyên thiên nhiên là nơi các nhà khoa học tập trung nghiên cứu cơ sở sinh học, sinh học quần thể, chuỗi thức ăn và cấu trúc cộng đồng.
Giá tr giáo d.c và khoa h c
Nghiên cứu về sinh thái và môi trường đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao giá trị giáo dục và khoa học của tài nguyên thiên nhiên Các tài liệu giáo dục liên quan đến tài nguyên thiên nhiên bao gồm giá trị nhận thức, giới thiệu luật lệ và các quy định bảo vệ tài nguyên, cũng như việc trao đổi khoa học về bảo tồn tính đa dạng sinh học và quản lý tài nguyên thiên nhiên Tài nguyên thiên nhiên là nơi các nhà khoa học tập trung nghiên cứu cơ sở sinh học, sinh học quản lý, chuỗi thực phẩm, và cấu trúc cộng đồng.
t ng p n c c b o t n h l u sông Mekong và Vi t Nam
Sông Mekong chảy qua 6 quốc gia (Trung Quốc, Myanmar, Thái Lan, Lào, Campuchia và Việt Nam) và đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành nhiều khu vực ngập nước Các khu vực phía hạ lưu của sông Mekong có hệ sinh thái đa dạng, với nhiều vùng trũng khác nhau trước khi ra biển Theo Công ước Ramsar, Việt Nam tham gia từ năm 1989 và hiện đã thống kê hơn 60 vùng ngập nước có tầm quan trọng quốc tế và quốc gia, trong đó Vườn Quốc gia Xuân Thủy (Nam Định) là khu Ramsar đầu tiên của Việt Nam Tổng diện tích ngập nước của Việt Nam đạt khoảng 5.810.000 hecta, chiếm khoảng 8% diện tích toàn bộ các vùng ngập nước châu Á.
Hình 1.5 Các vùng t ng p n c c n b o t n và nghiên c u h l u sông Mekong
Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là vùng hạ lưu cuối cùng của sông Mekong trước khi đổ ra biển Đông và vịnh Thái Lan Diện tích vùng đồng bằng này lên tới 4 triệu hecta, trong đó hơn 2,1 triệu hecta được sử dụng cho canh tác, chủ yếu là trồng lúa và nuôi trồng thủy sản Dân số khu vực này vào năm 2008 ước tính hơn 18 triệu người, tập trung chủ yếu ở các nguồn nước ven sông, vùng trũng Long Xuyên – Hà Tiên, vùng Đồng Tháp Mười và khu vực ven biển Gần như toàn bộ ĐBSCL là một vùng tập trung nông nghiệp lớn nhất Việt Nam, với nhiều hình thức canh tác đa dạng.
BSCL có tổng diện tích 280.000 ha rừng, được chia thành hai nhóm theo sinh thái rừng ngập mặn: rừng tràm và rừng sát ven biển (FAO, 1994) Hình 1.6 minh họa bản đồ các khu vực ngập mặn tại BSCL, trong đó ghi rõ tên 11 vùng rừng ngập mặn cần bảo tồn.
Hình 1.6 B n t ng p n c r ng BSCL (Nhan, 1997)
1.6 CÁC NGUY CƠ 0I V I H SINH THÁI T NG P N C
Các hệ sinh thái tươi tốt trên thế giới đang bị suy giảm nghiêm trọng do nhiều yếu tố như khai thác tài nguyên, san lấp các khu vực tự nhiên, và thay đổi điều kiện môi trường Sự thoái hóa diễn ra do ô nhiễm, thiếu nguồn nước, và sự xâm chiếm của các sinh vật ngoại lai Hiện nay, quần thể thực vật trong các hệ sinh thái này đang bị đe dọa bởi các hiện tượng như biến đổi khí hậu, đặc biệt là sự dâng lên của mực nước biển Sự suy giảm đa dạng sinh học trong các khu vực này là hệ quả của những nguyên nhân nêu trên.
Các nguy cơ i v i h sinh thái t ng p n c
S thay %i c a các i u ki n thu v n
Các hoạt động của con người trong sản xuất nông nghiệp và kiểm soát lũ đã làm thay đổi các điều kiện sinh thái của các khu vực tần cận, dẫn đến sự giảm diện tích của những khu vực này (Mathias và Moyle, 1992) Các hoạt động như xây dựng, khai thác nước ngầm và các dự án thủy lợi đã làm thay đổi môi trường sống của các khu vực tần cận, ảnh hưởng đến thành phần thực vật trong khu vực tần cận Ở những khu vực khô hạn, các hoạt động của con người trực tiếp cạnh tranh nguồn nước với các thực vật tần cận Việc khai thác nước ngầm quá mức đã làm giảm sự phong phú của các loài thực vật thân thảo một cách nhanh chóng (Stromberg và Patten, 1992) Các dự án đào kênh tưới tiêu cũng làm thay đổi chế độ thủy văn của khu vực, làm thay đổi quần thể và giảm sự phong phú của thực vật khu tần cận (Carpenter et al., 1992) Sự phát triển quá mức của ngành công nghiệp ô tô hóa, phát triển giao thông, và việc san lấp các vùng đất trũng, ao hồ tự nhiên đã làm giảm diện tích tần cận.
4 BSCL nh#ng ho t !ng phá r ng ng p m n, khai thác n c ng m nuôi tôm ang và s* gây nh h ng nghiêm tr ng n các khu t ng p n c ven bi n.
S xâm chi m c a các sinh v t ngo i lai
Các sinh vật ngoại lai có khả năng phát triển nhanh chóng và gây ra nhiều tác động tiêu cực đến các hệ sinh thái, đặc biệt là hệ sinh thái tĩnh lặng Những tác động này bao gồm việc thay đổi chu trình dinh dưỡng, gia tăng các hình thức cạnh tranh, làm suy giảm đa dạng sinh học và ảnh hưởng nghiêm trọng đến tính bền vững của khu vực sinh thái (D’Antonio và Vitousek, 1992; Gordon, 1998; Wilcove et al., 1998) Một số loài ngoại lai như bèo tây (Eichhornia crassipes), mai dương (Mimosa pigra L.), cá lau kính (Loricaridae) và ốc bươu vàng (Pomacea caniculata) đã được con người vô tình hoặc cố ý mang vào môi trường tự nhiên, dẫn đến những hệ quả tiêu cực cho hệ sinh thái bản địa.
Bèo L.c bình, một loài thực vật có nguồn gốc từ Trung và Nam Mỹ, đã được du nhập vào Việt Nam từ năm 1902 Sự phát triển mạnh mẽ của bèo L.c bình tại các kênh rạch trong khu vực rừng quốc gia U Minh đã gia tăng khả năng thoát nước và cải thiện hệ thống thủy lợi của các kênh rạch này, góp phần quan trọng trong việc ngăn ngừa cháy rừng trong mùa khô.
Cây Mai dương, một loài thực vật quý hiếm, đang được bảo tồn tại khu vực Tràm Chim Xuất xứ từ Nam Mỹ, cây Mai dương có chiều cao trung bình từ 30 đến 40 cm, nhưng ở vùng Đồng bằng sông Cửu Long, cây có thể phát triển cao từ 3 đến 4 m và sống lâu năm Với gai trên thân, cây Mai dương trở nên khó di chuyển Sự hiện diện của cây Mai dương đã được ghi nhận tại 13 tỉnh thành ở Đồng bằng sông Cửu Long, cho thấy tầm quan trọng của loài này trong các vùng ngập nước.
Cá lau kính là loài cá thường được nuôi trong các hồ kính nuôi cá cảnh, chúng bám sát vào mặt kính và rong rêu, từ đó có tên gọi như vậy Khi được thả ra môi trường tự nhiên trong quá trình nhân giống và buôn bán, cá lau kính được xem là loài xâm hại ở một số quốc gia Loài cá này có khả năng sống và phát triển trong điều kiện thiếu oxy, nước tù đọng, và nhiệt độ cao Chúng có thể cạnh tranh trực tiếp với các loài cá bản địa và làm giảm thiểu đa dạng sinh học.
5c Bơu vàng, một loài sinh vật xâm hại ở Việt Nam, đã xuất hiện và phát triển mạnh mẽ từ sau năm 1989, lan rộng ra các vùng canh tác lúa, ao hồ, sông rạch và các khu vực ngập nước khác Loài này sinh sản nhanh chóng, gây hại cho cây trồng như lúa và rau xanh, làm thiệt hại nặng nề cho nông nghiệp và phá vỡ cấu trúc của hệ sinh thái tự nhiên Sự phát triển của 5c Bơu vàng không chỉ làm giảm năng suất cây trồng mà còn tiềm ẩn nguy cơ lai tạp với các loài bản địa, gây ô nhiễm môi trường nước Chúng chủ yếu phát tán theo dòng chảy của nước trong hệ thống kênh rạch và vùng ngập nước.
S thay %i khí h u toàn c u
Hoạt động của con người đã làm gia tăng phát thải các khí gây hiệu ứng nhà kính như CO2, CH4, N2O, dẫn đến sự thay đổi khí hậu toàn cầu, bao gồm nhiệt độ và mực nước biển dâng lên Nhiều nghiên cứu của các nhà khoa học và tổ chức quốc tế đã chứng minh hiện tượng này (IPCC 2007; Kelly và Adger, 2000).
Nếu không có biện pháp kiểm soát và quản lý hiệu quả, biến đổi khí hậu sẽ dẫn đến tình trạng mực nước biển dâng cao, ảnh hưởng nghiêm trọng đến các khu vực trồng lúa và các vùng ven biển Theo nghiên cứu của Ủy ban Liên Chính phủ về Biến đổi Khí hậu, nếu mực nước biển dâng thêm 1 mét, diện tích đất bị ngập có thể lên tới 15.000 - 20.000 km², ảnh hưởng đến khoảng 3,5 đến 5 triệu người sống tại các vùng đồng bằng.
Khái ni m
L ch s) nghiên c u t ng p n c ki n t o
Các nghiên cứu về môi trường học và quản lý tài nguyên thiên nhiên đã chỉ ra rằng phương trình chuyển vận chất ô nhiễm hòa tan trong nước ngầm (Schnoor, 1996) và mô hình mô phỏng kín có thể giúp hiểu rõ hơn về sự tương tác của các chất ô nhiễm trong thiết kế tấm lọc nước (Wynn và Liehr, 2000) Nghiên cứu cũng nhấn mạnh ảnh hưởng của các điều kiện môi trường đến sự phân bố thời gian tồn lưu và hành vi của các chất ô nhiễm bề mặt (Kadlec et al., 2000) Hơn nữa, nghiên cứu tại vùng Predo Riverside County, California, đã so sánh các đường cong xuyên tuyến (breakthrough curve - BTC) của hai hóa chất Rhodamine WT® và Bromide, nhằm xác định tính chất lưu động của tấm lọc nước (Lin et al., 2003).
Phân lo i t ng p n c ki n t o
t ng p n c ki n t o ch y m t
Tăng cường khả năng thích ứng của các loài cây phát triển trong môi trường sống tự nhiên là rất quan trọng Nghiên cứu cho thấy, vùng nước mặn có thể tích hợp thiết kế tối ưu hóa điều kiện môi trường sống cho các loài động vật hoang dã Việc xây dựng các khu vực ngập nước cần chú ý đến chiều sâu từ 0.6 đến 1.0 m, nhằm giảm thiểu dòng chảy tràn trên bề mặt Khi thiết kế các khu vực này, cần xem xét cách mô phỏng các yếu tố trong môi trường, với quy mô phù hợp cho các loại cây trồng và hệ sinh thái cân bằng Lượng nước chảy và thoát hơi từ bề mặt và bên trong khu vực ngập nước cần được quản lý chặt chẽ để duy trì sự ổn định của hệ sinh thái.
Mặc dù rừng ngập mặn không phải là loại thực vật thuần túy phù hợp cho một khu vực địa lý nhất định (Kadlec et al., 2000), nhưng chúng ta có thể tìm thấy những loại thực vật thân lẫn phổ biến như Sậy (Phragmites australis) và Lác hân (Scripus spp.).
N ng (Eleochris spp.) và c- uôi mèo (Typha spp.) là những loại thực vật nổi bật trong hệ sinh thái nước Các loài thực vật khác như bèo L.c bình (Eichhornia crassipes), bèo T m (Lemma spp.) và các loại thực vật lá nổi trên mặt nước như cây Súng trắng (Nymphaea spp.), Sen (Nelumbo spp.) và Súng vàng (Nuphar spp.) cũng đóng vai trò quan trọng Thực vật mộc nước thường tạo thành những vạt thảm xanh trên mặt nước, góp phần làm phong phú thêm cảnh quan tự nhiên.
S y (Phragmites australis), c- N n (Scripus spp.) và các loài thực vật sống ngập chìm trong nước như Thủy thảo (Elodea spp.), rong Kim ng (Myriophyllum spp.) và rong Thủy kiều (Najas spp.) đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái.
t ng p n c ki n t o ch y ng m
Tăng cường khả năng sinh trưởng của cây trồng bằng cách sử dụng các kênh d0n v i áy không th m như lót t m tr i nylon hoặc lót t sét Những phương pháp này giúp tạo ra môi trường thuận lợi với độ ẩm và chiều sâu phù hợp, giúp cây trồng phát triển mạnh mẽ và bền vững.
Có hai hệ thống chảy trong kiến tạo chung, bao gồm hệ thống chảy ngang và hệ thống chảy dọc, tùy thuộc vào hình dạng và loại hình địa hình Nguyên tắc vận hành chung của chúng là nước chảy từ các khu vực cao hơn qua lòng dẫn và các cây trồng thụ sinh Nước được xử lý qua quá trình hóa lý và hóa sinh phức tạp, bao gồm hấp thụ, bốc hơi và thoái biến do vi sinh Cuối cùng, nước được xử lý và thoát ra ngoài qua các lớp sỏi, sạn và đá Hệ thống kiến tạo chung còn được gọi bằng nhiều tên khác nhau, tùy theo tác giả, như bãi lắng có cây trồng, phương pháp vùng rừng, và hệ thống kết hợp giữa cây trồng và cát.
5ng d0n n c vào t th m nh- (a) t ng p n c ki n t o ch y m t v i th c v t thân l n
(c) t ng p n c ki n t o ch y m t v i th c v t lá n%i, r, trong t
(d) t ng p n c ki n t o ch y m t v i th c v t thân l n m c k t th m trên m t n c
(e) t ng p n c ki n t o ch y m t v i th c v t thân l n m c chìm d i n c
5ng d0n n c vào 5ng / p tràn d0n n c ra
5ng d0n n c vào 5ng / p tràn d0n n c ra
5ng d0n n c vào 5ng / p tràn d0n n c ra
5ng d0n n c vào 5ng / p tràn d0n n c ra áy tr i lót t th m nh - t th m nh-
Hình 2.3 Các ki u t ng p n c ki n t o ch y m t
Hình 2.4 Sơ t ng p n c ki n t o ch y ng m theo chi u ngang
Hình 2.5 Sơ t ng p n c ki n t o ch y ng m theo chi u ng
2.2.3 So sánh t ng p n c ki n t o ch y m5t và ch y ng"m
Bảng 2.1 liệt kê các ưu điểm và nhược điểm của hai kiểu tấn công kiến tạo chảy mực và chảy ngầm Với bảng so sánh này, có thể nói tấn công kiến tạo kiểu chảy ngầm có nhiều ưu thế hơn tấn công kiến tạo kiểu chảy mực Nó có thể chảy qua các lớp nền, giúp tránh được sự bốc mùi hôi, phơi bày màu sắc, phát triển của tổ và ảnh hưởng của các mầm bệnh do nước tù Diện tích của khu tấn công kiến tạo kiểu chảy ngầm nhỉnh hơn tấn công kiến tạo kiểu chảy mực so sánh với cùng một điều kiện lượng tài nguyên cần thiết Nhiều nơi trên thế giới sử dụng tấn công kiến tạo kiểu chảy ngầm với chất nền là cát sỏi nhằm biện pháp xử lý các nguồn nước bị ô nhiễm Tuy vậy, cũng có nơi chọn phương án bố trí tấn công kiến tạo kiểu chảy mực để xử lý nước thải nhờ biện pháp lọc qua tầng cuối cùng trước khi thải ra môi trường.
Hệ thống M$ thường chọn kiểu tổ chức mạng theo phương ngang, trong khi châu Âu lại chuộng kiểu tổ chức mạng theo phương dọc (Davis, 1995) Lý do cho sự khác biệt này là do châu Âu có mật độ dân số lớn hơn, trong khi M$ lại có mật độ dân số thấp hơn Tại vùng đồng bằng sông Cửu Long, hệ thống tổ chức mạng theo phương ngang được cho là phù hợp hơn với kiểu tổ chức theo phương dọc, do địa hình có độ cao tương đối lớn, tạo ra sự khác biệt trong cách thức kết nối tự nhiên giữa các điểm.
B ng 2.1 So sánh u i m và nh c i m c a hai ki u hình t ng p n c ki n t o
•Chi phí xây d ng, v n hành và qu n lý th p
•T i thi u hóa thi t b cơ khí, n ng l ng và k n ng qu n lý
•2n nh nhi t ! và 'm ! cho khu v c
• Kém lo i b- nitrogen, phosphorous và vi khu'n
• Gây mùi hôi do s phân h y các ch t h#u cơ
• Khó ki m soát mu+i, côn trùng và các m m b nh khác
• R i ro cho tr6 em và gia súc
•Lo i b- hi u qu nhu c u oxy sinh hóa (BOD), nhu c u oxy hóa h c (COD), t%ng các ch t r&n lơ l)ng (TSS), kim lo i n ng
•Gi m thi u mùi hôi, vi khu'n
•T i thi u hóa thi t b cơ khí, n ng l ng và k n ng qu n lý
•V n hành quanh n m trong i u ki n nhi t i
• T n thêm chi phí cho v t li u cát, s-i
• N c th i ch a TSS cao có th gây tình tr ng úng ng p
(Davis, 1995) Trong m!t báo cáo c a m!t s nhà khoa h c, hi u qu x) lý ch t ô nhi,m t i nhi u h th ng t ng p n c ki n t o khác nhau M$ ã c t%ng k t nh b ng 2.2
B ng 2.2 Hi u qu lo i b- BOD5 và TSS t i m!t s khu t ng p n c ki n t o a i m Ki u h th ng t ng p n óc ki n t o
Việc xây dựng hệ thống tĩnh và động trong xử lý nước thải có tác dụng gia tăng hiệu quả khử chất ô nhiễm, như đã chỉ ra bởi Donald (2000) Hệ thống tĩnh có khả năng hỗ trợ quá trình nitrit hóa, tiếp theo là quá trình khử nitrat hóa Hình 2.7 minh họa rằng một hệ thống xử lý tĩnh cần phải phù hợp với hai hệ thống khác nhau, cho phép thu thập các thông số ô nhiễm như BOD5, COD, TSS từ dòng chảy ngang, đồng thời cung cấp điều kiện cần thiết cho quá trình nitrat hóa (Vymazal, 2005).
T t nhiên, khu xây d ng t ng p n c ki n t o ki u lai s* làm gia t ng chi phí t ai, xây d ng, qu n lý v n hành và m!t s phi n toái v mùi hôi, m m b nh có th có
Hình 2.6 H th ng t ng p n c ki n t o k t h p gi#a ch y m t và ch y ng m
Hình 2.7 H th ng k t h p t ng p n c ki n t o ch y ng m theo ph ơng ngang
(tr c) và ph ơng ng (sau)
Hình 2.8 H th ng k t h p t ng p n c ki n t o ch y ng m theo ph ơng ng
(tr c) và ph ơng ngang (sau)
Xử lý nước thải từ cây trồng cần áp dụng nhiều hệ thống khác nhau để phù hợp với các loại cây trồng thân lớn và có thể xử lý qua nhiều cấp độ khác nhau (Brix, 1993; Conway và Murtha, 1989; Lienard et al., 1990) Các hệ thống xử lý được phân chia thành ba cấp: i) Làm sạch nước thải bằng các phương pháp xử lý cơ học; ii) Xử lý nước thải bằng các phương pháp sinh học; iii) Xử lý nước thải bằng các phương pháp hóa lý.
X) lý b c hai và b c ba s* ph thu!c vào nhi u y u t nh tính ch t n c th i, yêu c u x) lý, khí h u, di n tích t M!t h th ng t ơng t nh v y ã th) nghi m g i là H th ng Bãi c Ao- m l y (Marsh-Pond-Meadow System) H th ng này k t h p dùng các m l y, th c v t th y sinh và ng c- tr ng trên t cát ã làm gi m 77% ammonia nitrogen và 82% t%ng phosphorus theo trung bình n m (Conway và Murtha 1989)
M!t h th ng x) lý n c th i qua t là một hệ thống cây trồng được phát triển tại Pháp, bao gồm Ti n trình Vi n Max-Planck, c Lienard (1990) và Brix (1993) Hệ thống này có 5 cấp, với cấp đầu tiên là các loài cây như S y (Phragmites australis), Lác (Scirpus lacustris), và Hu n c (Iris pseudacorus) Dòng chảy của hệ thống diễn ra theo phương thẳng đứng và hai cấp sau theo phương ngang Cấp đầu tiên tập trung vào việc xử lý cơ học, trong khi các cấp tiếp theo kết hợp với cây trồng để xử lý hiệu quả các chất rắn lơ lửng và BOD.
Hình 2.9 H th ng x) lý qua t - cây tr ng a c p, thi t k t i u gi nh (Brix, 1993)
2.4 ÁNH GIÁ TÍNH KINH T1 KHI S7 D8NG T NG P N C KI1N T O
X7 LÝ N C TH+I SO V I CÁC K9 THU T KHÁC
Việc đánh giá theo chỉ tiêu kinh tế chính là giải pháp quan trọng cho việc xử lý nước thải Phương pháp này có thể khác nhau tùy thuộc vào đặc điểm môi trường, tính chất nước thải và yêu cầu xử lý cụ thể.
Vào năm 2003, nghiên cứu cho thấy việc áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt với mức nước từ 70 đến 150 mm/ngày là hoàn toàn khả thi và phù hợp cho các thôn làng, cộng đồng nông thôn Công nghệ này không chỉ giúp tiết kiệm nước mà còn nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp, đặc biệt đối với cây trồng như sầu riêng và cà chua.
Theo Cueto (1993), khi so sánh giá trị hiện tại của chi phí cho một nhà máy xử lý nước thải phục vụ cho cộng đồng 50.000 người trong khu vực, với thời gian xây dựng 20 năm và tỷ lệ chiết khấu 10%, cho thấy rằng nếu công suất nhà máy đạt 7 triệu gallons mỗi ngày (MGD), thì hệ thống xử lý nước thải sẽ có giá trị kinh tế tốt hơn.
L & ng l c ch t r & n L o i S S , B O D N v à P h # u c ơ N it ra t h óa B O D K h ) n it ra t P v ô c ơ N p ox y K h ) N v à P v ô c ơ
Hình 2.10 So sánh giá tr hi n t i th c gi#a u t xây d ng m!t khu t ng p n c ki n t o và m!t nhà máy x) lý n c th i thông th ng (Hai tr.c chia theo logarit)
Trong bài báo của Fujie (1987), tác giả đã trình bày mối tương quan giữa hiệu quả năng lượng và khả năng xử lý BOD khi so sánh các phương án công nghệ xử lý nước thải Cụ thể, năng lượng trên mỗi kWh cần thiết để xử lý 1-2 kg BOD cho thấy rằng tổng lượng BOD có thể xử lý đạt từ 5-10 kg cho mỗi mét vuông mỗi ngày.
Hình 2.11 Các ph ơng án ch n l a k$ thu t x) lý n c th i d a vào hi u qu n ng l ng và m c lo i b- BOD mong mu n (Yamagiwa, 2007)
Ngu n: Yamagiwa s)a %i t hình g c c a Fujie (1987), Chemistry và Chemical
Industry: 40(1), trang 168, (ti ng Nh t)
Ch ng 3 M:T S0 TH;C V T PHÁT TRI N - T
NG P N C VÙNG , NG B < NG SÔNG C7U LONG
Các thực vật sống trong các khu vực ngập nước được phân bố rộng rãi khắp thế giới, bao gồm các mạch lạch, khu vực than bùn, ven ao, hồ, sông, và cửa sông Những thực vật này thường được định nghĩa là “các thực vật phát triển trong nước hoặc trên các khu vực ngập nước thiếu oxy” (Cowardin et al., 1979) Chúng bao gồm nhiều loài thân thảo và thân gỗ Nhiều tác giả đã nghiên cứu và định nghĩa về thực vật khu vực ngập nước (Bảng 3.1).
B ng 3.1 Các nh ngh a v th c v t t ng p n c nh ngh&a Ngu!n
“Các th c v t phát tri n trên các khu v c n n t thi u oxy nh k ho c th ng xuyên do ch a m!t l ng l n n c”
“Các th c v t phát tri n trong n c hay trên các khu v c n n t thi u oxy nh k ho c th ng xuyên do ch a m!t l ng l n n c”
“Các th c v t có kích th c l n phát tri n trong n c hay trên các khu v c n n t thi u oxy nh k ho c th ng xuyên do ch a m!t l ng l n n c; các th c v t th ng g p các khu 'm t”
Các thực vật có kích thước lớn phát triển chủ yếu trong môi trường nước, đặc biệt ở những khu vực nghèo oxy hoặc thường xuyên bị ngập Điều này bao gồm các hệ sinh thái thực vật và thực vật thủy sinh.
Các cá thể sống trong môi trường nước, đặc biệt là ở những khu vực có nồng độ muối cao hoặc bão hòa, đã phát triển nhiều cơ chế thích nghi đặc biệt Những thích nghi này cho phép chúng di chuyển và sinh sống hiệu quả trong các điều kiện khắc nghiệt, đảm bảo sự tồn tại và phát triển của từng loài hoặc các nhóm cá.
t ng p n c ki n t o ki u lai
Việc xây dựng các kiểu tĩnh điện trong hệ thống xử lý nước thải nhằm gia tăng hiệu quả khử chất ô nhiễm, đặc biệt là nitrat hóa và nitrit hóa Hệ thống tĩnh điện có thể kết hợp giữa các dòng chảy ngang và dọc, cho phép xử lý hiệu quả các chỉ tiêu ô nhiễm như BOD5, COD, và TSS Điều này giúp tối ưu hóa quá trình nitrat hóa, tạo điều kiện cho việc cải thiện chất lượng nước sau xử lý.
T t nhiên, khu xây d ng t ng p n c ki n t o ki u lai s* làm gia t ng chi phí t ai, xây d ng, qu n lý v n hành và m!t s phi n toái v mùi hôi, m m b nh có th có
Hình 2.6 H th ng t ng p n c ki n t o k t h p gi#a ch y m t và ch y ng m
Hình 2.7 H th ng k t h p t ng p n c ki n t o ch y ng m theo ph ơng ngang
(tr c) và ph ơng ng (sau)
Hình 2.8 H th ng k t h p t ng p n c ki n t o ch y ng m theo ph ơng ng
(tr c) và ph ơng ngang (sau)
Hệ thống xử lý nước thải cây trồng có thể áp dụng nhiều phương pháp khác nhau để phù hợp với các loại cây trồng thân lớn Theo nghiên cứu của Brix (1993), Conway và Murtha (1989), cũng như Lienard et al (1990), các hệ thống này được phân loại theo ba cấp độ: cấp độ đầu tiên là làm sạch nước thải bằng các phương pháp cơ học; cấp độ thứ hai là xử lý nước thải bằng các phương pháp sinh học; và cấp độ thứ ba là xử lý nước thải qua các phương pháp hóa lý.
X) lý b c hai và b c ba s* ph thu!c vào nhi u y u t nh tính ch t n c th i, yêu c u x) lý, khí h u, di n tích t M!t h th ng t ơng t nh v y ã th) nghi m g i là H th ng Bãi c Ao- m l y (Marsh-Pond-Meadow System) H th ng này k t h p dùng các m l y, th c v t th y sinh và ng c- tr ng trên t cát ã làm gi m 77% ammonia nitrogen và 82% t%ng phosphorus theo trung bình n m (Conway và Murtha 1989)
M!t h th ng x) lý n c th i qua t là một hệ thống cây trồng được áp dụng tại Pháp, được nghiên cứu bởi Ti n trình Vi n Max-Planck, c Lienard (1990) và Brix (1993) Hệ thống này bao gồm 5 cấp, trong đó có nhiều chủng cây như S y (Phragmites australis), Lác (Scirpus lacustris), và Hu n c (Iris pseudacorus) Dòng chảy đi qua các cấp theo phương thẳng đứng và hai cấp sau theo phương ngang Cấp đầu tiên tập trung vào các yếu tố lý hóa, trong khi các cấp sau kết hợp với cây trồng Hệ thống này đã xử lý hiệu quả các chất rắn lơ lửng và BOD.
Hình 2.9 H th ng x) lý qua t - cây tr ng a c p, thi t k t i u gi nh (Brix, 1993)
2.4 ÁNH GIÁ TÍNH KINH T1 KHI S7 D8NG T NG P N C KI1N T O
X7 LÝ N C TH+I SO V I CÁC K9 THU T KHÁC
Việc đánh giá theo chỉ tiêu kinh tế chính là giải pháp hiệu quả cho việc xử lý nước thải, có thể áp dụng các phương pháp khác nhau tùy thuộc vào vùng miền, tính chất nước thải và yêu cầu xử lý cụ thể.
Năm 2003, nghiên cứu cho thấy việc áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt với mức độ nước từ 70 – 150 mm/ngày là hoàn toàn khả thi và phù hợp cho các thôn làng, cộng đồng nông thôn Công nghệ này giúp tối ưu hóa việc sử dụng nước trong canh tác cây trồng như sầu riêng và cà phê, mang lại hiệu quả cao trong sản xuất nông nghiệp.
M!t tính toán khác (Cueto, 1993) cho thấy khi so sánh chi phí hiện tại tại Texas, một nhà máy xử lý nước thải cho một cộng đồng 50.000 người với khu xử lý có thiết kế tương đương, trong khoảng thời gian 20 năm và tỷ lệ chiết khấu 10%, sẽ cho thấy rằng công suất không thể vượt quá 7 triệu gallons mỗi ngày (MGD), dẫn đến hệ thống thiết kế có giá trị thấp hơn (Hình 2.10).
L & ng l c ch t r & n L o i S S , B O D N v à P h # u c ơ N it ra t h óa B O D K h ) n it ra t P v ô c ơ N p ox y K h ) N v à P v ô c ơ
Hình 2.10 So sánh giá tr hi n t i th c gi#a u t xây d ng m!t khu t ng p n c ki n t o và m!t nhà máy x) lý n c th i thông th ng (Hai tr.c chia theo logarit)
Trong bài báo của Fujie (1987), tác giả đã trình bày một mối tương quan giữa việc so sánh hiệu quả năng lượng và việc xử lý BOD Cụ thể, khi so sánh các phương án công nghệ xử lý, nghiên cứu cho thấy rằng năng lượng trên mỗi kWh cần thiết để xử lý 1 - 2 kg BOD có thể tạo ra khoảng 5 – 10 kg BOD cho mỗi mét vuông mỗi ngày.
Hình 2.11 Các ph ơng án ch n l a k$ thu t x) lý n c th i d a vào hi u qu n ng l ng và m c lo i b- BOD mong mu n (Yamagiwa, 2007)
Ngu n: Yamagiwa s)a %i t hình g c c a Fujie (1987), Chemistry và Chemical
Industry: 40(1), trang 168, (ti ng Nh t)
Ch ng 3 M:T S0 TH;C V T PHÁT TRI N - T
NG P N C VÙNG , NG B < NG SÔNG C7U LONG
Các thực vật sống nơi ngập nước phân bố rộng rãi khắp thế giới, bao gồm các mẫu lầy, các khu vực than bùn, ven các ao, hồ, sông, và cửa sông Chúng có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái của khu vực mà chúng sinh sống Các thực vật này thường được định nghĩa là “các thực vật phát triển trong nước hay trên các khu vực nghèo oxy, thường xuyên do chứa một lượng lớn nước” (Cowardin et al., 1979) Thực vật này bao gồm những loài thân thảo và thân gỗ Nhiều tác giả đã nghiên cứu về thực vật khu vực ngập nước (Bảng 3.1).
B ng 3.1 Các nh ngh a v th c v t t ng p n c nh ngh&a Ngu!n
“Các th c v t phát tri n trên các khu v c n n t thi u oxy nh k ho c th ng xuyên do ch a m!t l ng l n n c”
“Các th c v t phát tri n trong n c hay trên các khu v c n n t thi u oxy nh k ho c th ng xuyên do ch a m!t l ng l n n c”
“Các th c v t có kích th c l n phát tri n trong n c hay trên các khu v c n n t thi u oxy nh k ho c th ng xuyên do ch a m!t l ng l n n c; các th c v t th ng g p các khu 'm t”
Các thực vật có kích thước lớn phát triển chủ yếu trong môi trường nước, đặc biệt là ở những khu vực thiếu oxy Điều này bao gồm cả các loài sinh vật thủy sinh và thực vật ngập nước.
Cá thích nghi với môi trường nước, bao gồm các khu vực nước ngọt và các khu vực bão hòa nước Chúng có khả năng di chuyển rộng rãi, cho phép một loài hoặc nhóm cá thích nghi với nhiều điều kiện sống khác nhau.
Các thực vật có kích thước lớn phát triển chủ yếu trong môi trường nước, thường xuất hiện tại những khu vực nước ngập, thiếu oxy hoặc có hệ thống thủy sinh phong phú Những thực vật này thường góp mặt trong các khu vực ngập nước hay môi trường nước, đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái.
(Federal Interagency Committee for Wetland Delineation
“Các th c v t phát tri n trong i u ki n môi tr ng c c
'm… các th c v t có kích th c l n phát tri n trong n c hay các ch t n n ng p n c hay t hay các ch t n n có i u ki n y m khí theo chu k ”
Các thực vật trong hệ sinh thái ngập nước bao gồm thực vật nước nông (limnophyte), thực vật thủy sinh có kích thước lớn (aquatic macrophyte), thực vật sống trong nước hoặc trên bề mặt nước (amphiphyte), và thực vật nổi (helophyte) Bài viết này sẽ tập trung vào các loài thực vật thường gặp trong các khu ngập nước thuộc sông Cửu Long (BSCL) và những loài thực vật đặc trưng trong hệ sinh thái ngập nước.
3.2 VAI TRÒ C A TH;C V T TRONG X7 LÝ N C TH+I
Thực vật vùng ngập nước đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý nước thải, là một tác nhân làm sạch môi trường tự nhiên Chúng kết nối môi trường vô cơ và hữu cơ, tham gia vào quá trình chuyển hóa các chất dinh dưỡng và cung cấp oxy cho bùn, phát triển trong điều kiện bão hòa Thực vật trong vùng ngập nước giúp cải thiện chất lượng nước bằng cách giảm thiểu ô nhiễm và tạo điều kiện cho vi sinh vật hoạt động hiệu quả Chúng cũng phóng thích các chất hữu cơ, cung cấp carbon cho quá trình khử nitrate của vi sinh vật Bên cạnh đó, thực vật tạo ra môi trường sống cho vi khuẩn bám và phát triển thành các màng sinh học, góp phần vào quá trình phân hủy các chất ô nhiễm Đặc biệt, một số loài thực vật như Sậy có khả năng chuyển oxy tốt hơn, hỗ trợ quá trình nitrate hóa Cuối cùng, vùng ngập nước tạo ra môi trường sinh sống cho các sinh vật hoang dã, góp phần bảo vệ và duy trì sự đa dạng sinh học trong khu vực.
Các loài thực vật nổi (emergent plant) phổ biến nhất trong các khu tầng nước ngọt là các loài thuộc họ một lá mầm (monocotyledons) Những loài này thường chiếm ưu thế trong các môi trường nước ngọt, chẳng hạn như họ Hòa bông (Poaceae), họ Cói (Cyperaceae), và họ Bạc.
(Juncaceae), h B H ơng (hay còn g i là h c- n n, h B n b n - Typhaceae), h Tr ch t (hay còn g i là h Mã n c – Alismataceae), h Rau r m
(Polygonaceae), h Ráy (h Chân bê, h Môn –
Araceae), h Hoa Môi (Lamiaceae), h H&c tam l ng
(Sparganiaceae) Th c v t hai là m m có h Cúc (còn g i là H ng d ơng, h Cúc tây – Asteraceae)
Hình 3.1 Cây cói Ngu n: http://www.vncreatures.net/pictures/plant/3255.JPG
Phragmites australis) (Hình 3.2) là m!t th c v t n%i ph% bi n
