Xử lý nước thải kênh rạch Hồ Chí Minh bằng bèo tây (Eichhornia Crassipes) và bèo cái (Pistia Stratiotes).pdf

NTTU-NCKH-05 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Đơn vị chủ trì: Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TƠNG KÉT ĐÈ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ - GIẢNG VIÊN 2017-2018 Tên đề tài: xử LÝ NƯỚC THẢI KÊNH RẠCH HỒ CHÍ MINH BẰNG BÈO TÂY (Eỉchhornia Crassỉpes) Nk BÈO CÁI (Pỉstia Stratỉotes) số hợp đồng: 2017.01.79/HĐ-KHCN Chủ nhiệm đề tài: Lương Quang Tưởng Đơn vị công tác: Khoa Công Nghệ Sinh Học Môi Trường Thời gian thực hiện: 07-2017 đến 7-2018 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Đon vị chủ trì: Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TÔNG KẾT ĐÈ TÃI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ - GIẢNG VIÊN 2017 -2018 Tên đề tài: xử LÝ NƯỚC THẢI KÊNH RẠCH HỒ CHÍ MINH BẰNG BÈO TÂY (Eỉchhornỉa Crassỉpes) Nk BÈO CÁI (Pistỉa Stratỉotes) số hợp đồng: 2017.01.79/HĐ-KHCN Chủ nhiệm đề tài: Lương Quang Tường Đơn vị công tác: Khoa Công Nghệ Sinh Học Môi Trường Thời gian thực hiện: 07-2017 đến 7-2018 Các thành viên phổi họp cộng tác: STT Họ tên Nguyền Thị Hồng Nhung Lê Nguyễn Chuyên ngành Môi trường Môi trường Co- quan công tác Khoa Công Nghệ Sinh Học Môi Trường Khoa Công Nghệ Sinh Học Mơi Trường Ký tên Mục Lục TĨM TẮT CHƯƠNG TỐNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Ngoài nước 1.2 Trong nước 1.3 Đánh giá chung CHƯƠNG NỘI DƯNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 10 2.1 Phương pháp cho hoạt động khảo sát trường sông Vàm Thuật 10 2.1.1 Mô tả khu vực nghiên cứu 10 2.1.2 Chuẩn bị mầu nước nghiên cứu 14 2.2 Phương pháp để bố trí thí nghiệm phịng thí nghiệm, môn môi trường 15 2.2.1 Chuẩn bị mầu thực vật thủy sinh 15 2.2.2 Bố trí thí nghiệm 15 2.2.2.1 Bố trí thí nghiệm cho bèo tây 15 2.2.2.2 Bố trí thí nghiệm cho bèo 15 2.2.2.3 Thơng tin bố trí thí nghiệm 16 2.3 Phương pháp phân tích mẫu 17 2.4 Phân tích kết 17 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 18 3.1 Kết khảo sát trường sông Vàm Thuật 18 3.1.1 pH nhiệt độ (°C) 18 3.1.2 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) 19 3.1.3 Nhu cầu oxy hóa học (COD) 20 3.1.4 Ammonia -Nitơ (NH4-N) 21 3.1.5 Nitrat-Nitơ (NO3-N) 21 3.1.6 Phốt phát (PO4-P) 23 3.1.7 Sulfate (SO4) 23 3.1.8 Sắt (Sắt II [Fe2+] sắt III [Fe3+]) 24 3.2 Kết thí nghiệm phịng thí nghiệm, mơn mơi trường 26 3.2.1 Nhiệt độ khơng khí (°C) pH 26 3.2.2 Nước sừ dụng / thùng xốp .27 3.2.3 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) 28 3.2.4 Nhu cầu oxy hóa học (COD) 28 3.2.5 Ammonia - Nitơ (NH4-N) 29 3.2.6 Nitrat - Nitơ (N03-N) 30 3.2.7 Phốt phát (PO4-P) 31 3.2.8 Sulfate (SO4) 31 3.2.9 Sắt tổng ( Fe2++ Fe3+) 32 3.2.10 Trọng lượng khô bèo tây 33 3.2.11 Trọng lượng khô bèo 33 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .37 CHƯƠNG TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 Mục hình Hình 1: Bản đồ vị trí lấy mẫu sông Vàm Thuật 13 Hình 2: Sự thay đổi pH điểm lấy mầu sông Vàm Thuật 18 Hình 3: Sự thay đổi nhiệt độ (°C) điểm lấy mầu sông Vàm Thuật 19 Hình 4: Nồng độ TSS đo mầu nước 10 điểm sông Vàm Thuật 19 Hình 5: Nồng độ COD đo mầu nước 10 điểm sơng Vàm Thuật 20 Hình 6: Nồng độ NH4-N đo mầu nước 10 điểm sơng Vàm Thuật 22 Hình 7: Nồng độ NO3-N đo mầu nước 10 điểm sơng Vàm Thuật 22 Hình 8: Nồng độ PO4-P đo mẫu nước 10 điểm sông Vàm Thuật 23 Hình 9: Nồng độ SO4 đo mầu nước 10 điểm sông Vàm Thuật 24 Hình 10: Nồng độ Fe đo mẫu nước 10 điểm sơng Vàm Thuật 24 Hình 11: Thay đổi nhiệt độ khơng khí (°C) thời gian thí nghiệm 26 Hình 12: Thay đổi pH thời gian thí nghiệm 26 Hình 13: Lượng nước sử dụng / thùng xốp thời gian thí nghiệm .27 Hình 14: Nồng độ TSS đo mẫu nước thời gian thí nghiệm 28 Hình 15: Nồng độ COD đo mẫu nước thời gian thí nghiệm 28 Hình 16: Nồng độ NH4-N đo mầu nước thời gian thí nghiệm .29 Hình 17: Nồng độ NO3-N đo mầu nước thời gian thí nghiệm 30 Hình 18: Nồng độ PO4-P đo mẫu nước thời gian thí nghiệm 31 Hình 19: Nồng độ SO4 đo mẫu nước thời gian thí nghiệm 31 Hình 20: Nồng độ Fe đo mầu nước thời gian thí nghiệm .33 Hình 21: Trọng lượng khơ bèo tây thời gian thí nghiệm 33 Hình 22: Trọng lượng khơ bèo thời gian thí nghiệm 34 Mục bảng Bảng 1: Xác định vị trí lấy mầu hệ thống định vị toàn cầu (GPS) 10 Bảng 2: Thơng tin bố trí thí nghiện 16 Bảng 3: Tóm tắt tiêu nước Thùng xốp khơng có Bèo 35 Bảng 4: Tóm tắt tiêu nước Thùng xốp có Bèo Tây Bèo Cái 35 Mục ảnh Ảnh 1: Tăng sinh khối bèo tây bèo 15 Ảnh 2: Bố trí thí nghiệm bèo tây 16 Ảnh 3: Bố trí thí nghiệm bèo 17 Ảnh 4: Mầu nước điểm cầu chợ cầu 2, Quận Gò vấp 42 Ảnh 5: Bèo đánh số, cân trọng lượng đểbố trí thí nghiệm 43 Ảnh 6: Sinh viên làm việc nhóm phịng thí nghiệm 44 Ảnh 7: Lá tươi, héo, thân, rể, nhánh nối, Bèo 45 TÓM TẤT Giai đoạn khảo sát lựa điếm thu mẫu cho bổ trí thí nghiệm việc kiểm tra chất lượng chất lượng nước từ điếm đến điểm 10 có định vị GPS lặp lại sau tuần sông Vàm Thuật, TP Hồ Chí Minh từ ngày 19/10/2017 đến ngày 09/11/2017, lựa chọn dựa quy chuẩn kỳ thuật quốc gia chất lượng nước mặt để bào vệ thủy sinh vât tính ổn định qua lần thu mẫu Các mầu thu thập, bảo qn phân tích phịng thí nghiệm phương pháp chuấn Các thơng số nước bao gồm nhiệt độ, pH, tổng chất rắn lơ lửng (TSS), nhu cầu oxy hóa học (COD), amoni-nitơ (NH4-N), nitrat-nitơ (NO3-N), phốt phát (PO4-P), sulfate ( SO4) sắt (Fe) Kết 10 mầu lặp lại mồi tuần giai đoạn thí nghiệm kết q đơi cao chất lượng nước mặt [ ],đặc biệt điêm vị trí lấy mẫu số ngày 09/11/2017 cho thấy nồng độ cao mẫu khác chất lượng nước mặt sau 532 mg/1 TSS, 139 mg/1 COD, 5,86 mg/1 NH4-N, 0,1 mg/1 NO3-N, 0,36 mg/1 PO4-P, 233 mg/1 SO4, 1,36 mg/1 Fe2+ 5,87 mg/1 Fe 3+ Do đó, kết luận hệ thống sơng Vàm Thuật bị ô nhiễm hữu hành động kèm giải pháp cụ đê kiểm soát nước thải đồ vào cần thiết để bảo vệ hệ thống sông Sử dụng thực vật thủy sinh phương pháp cần quan tâm Căn vào kết khảo sát, kết luận chọn điểm dao động nồng độ nhiễm hưu đặc biệt nồng độ COD Điếm cầu chợ cầu 2, Quận Gò Vấp lựa chon để thu mầu nước đại diện cho nước sông Vàm Thuật cho việc bố trí thí nghiệm khảo sát sống sót Bèo Tây (Eichhornỉa Crassipes) Bèo Cái (Pistia Stratiotes) phịng thí nghiệm Tóm tắt bố trí thí nghiệm, thí nghiệm có tổng thời gian 15 ngày gồm ngày bắt đầu, ngày, 10 ngày 15 ngày Trong đó, mầu bèo cho thí nghiệm phải đảm bảo tính đồng điều hình dáng trọng lượng trung bình, thơng tin cụ thể thời diêm bắt đầu sau nghiên cứu mô tả hiệu suất tăng trưởng trọng lượng tươi trung bình 48.76 g (3.19 g trọng lượng khơ trung bình) bèo tây/thùng xốp hay 32.25 g trọng lượng tươi trung bình (1.649 g trọng lượng khơ trung bình) bèo cái/ thùng xốp lít nước sơng Vàm Thuật với tiêu nước 27.9 °C, 6.9 pH, 0.19 mg/1 TSS, 140.8±25.6 mg/1 COD, 7.1±1.1 mg/1 NH4-N, 0.051±0.004 mg/1 NO3-N, 0.336±0.061 mg/1 PO4-P, 293.5±27.6 mg/1 SO4 5.1±0.3 mg/1 Fe Sau 15 ngày thí nghiệm, kết cho thấy trọng lượng khô bèo không thay đối, bèo tây gấp đơi trọng lượng khơ từ 3.190 g lúc bắt đầu đến 6.982 g 15 ngày với thông tin chi tiết 2.742 ± 0.381 g tươi, 0.905 ± 0.424 g héo, 1.020 ± 0.160 g thân, 1.746 ± 0.645 g rể, 1.020 ± 0.160 g nhánh nối 0.515 ± 0.430 g tống số bèo tây 15 ngày Có thể xem ưu điếm của loại bèo sống sót qua 15 ngày, đặc biệt bèo tây vừa tăng gấp đôi sinh khổi thực vật tuần đế thức ăn chăn nuôi dê đồng thời giảm ô nhiễm hữu nước sông Vàm Thuật CHƯƠNG TỐNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Ngoài nước Môi trường nước sức khỏe cộng đồng vấn đề quan tâm nước phát triển vấn đề cấp bách nước phát triển Ngun nhân tình trạng nhiễm nguồn nước thành phố lớn diễn nhiều, biện pháp xử lý nước cịn lơng lẻo thiếu hụt quản lý quyền sở tại, vơ tình làm cho ngày nặng nề Thứ nhất, nước thải sinh hoạt hệ thống xử lý tập trung nhiều nơi thải qua hệ thống cống xả trực tiếp sơng ngịi, kênh, mương Thứ hai, nguồn nước hầu hết bị nhiễm bấn lượng nước thải công nghiệp lớn từ nhà máy xí nghiệp Kết là nguồn nước xuất hàm chất hữu muối Nitơ (N), muối phốt (P) kim loại nặng (Zn, Cu, Pb) cao kèm theo có mùi khó chịu, cư dân xung quanh chịu hậu trực tiếp vấn nạn ngày Lấy ví dụ kênh Ismailia nhánh kênh quan trọng sông Nile Ai Cập kênh Ismailia xem nguồn nước cho nhiều tinh, thành phố làng mạc Hiện kênh bị ảnh hưởng nghiêm trọng chất lượng nước hàm lượng kim loại (AI +3, Cd +2.Cu +2, Fe +2, Mn + 2, Ni+2, Pb +2 Zn + 2) trạm thu mẫu 2,5, [2] Việc có cơng nghệ xử lý nước thải cách hiệu thân thiện với môi trường cần thiết Xử lý nước thực vật đáp ứng yêu cầu số trích dần khả lọc sinh học Bèo Tây (Eichhornia crassipes) Bèo Cái (Pistia stratiotes) số nước giới: Thứ nhất, bèo tây (Eichhornia crassipes) hay goi bèo tây theo tiếng gọi dân địa phương, loài thực vật thủy sinh phát triển tốt nước với mức lượng phosphate (P) 20 ppm [3]) nhiệt độ tối ưu cho tăng trường khoảng từ 20°C đến 30°C, bèo tây sản sinh nhiệt độ cao, cao nhiệt độ thấp (Yoko OKI and Kyojiro NAKaAGAW 1984) Cơ chế sinh sản bèo tây không bị ảnh hưởng kích thước thực vật [5] Bèo tây thay đổi trạng thái sống dựa đặc tính nước với độ mặn thấp [6] Đặc biệt độ mặn thấp 0.2% hạn chế khả phát triền bèo tây [7], Bèo tây loại bỏ kim loại nặng độc hại cadmium (Cd), chì (Pb), thuỷ ngân (Hg) dung dịch có chứa kim loại mà khơng có chất dinh dường vào mùa đông [8] Các giá trị yếu tố nồng độ rề có xu hướng giảm, so với nồng độ kim loại ngày tăng sừ dụng nước, nồng độ rề cao đinh [9], Kết [10] cho thấy bèo tây có khả làm giảm COD BOD5 79% 86% [11] minh hoạ bèo tây loại loại có khả hấp thụ tốt Cd Zn Tại Malaysia, bèo tây dùng đế xử lý đồng (Cu), cadmium (Cd), chì (Pb) kẽm (Zn) bốn ngày Bèo tây coi phương pháp xử lý hàm lượng kim loại nặng xừ lý nước thải chăn nuôi chất gây ô nhiễm môi trường nước [12] Thứ hai, bèo có danh pháp khoa học (Pistia stratỉotes), bèo có mặt gần vùng nước khu vực nhiệt đới cận nhiệt đới Bèo sống nối mặt nước với rễ bèo chìm nước đám bèo nối lên Bèo định nghĩa loại lâu năm mầm với dày, mềm, quan sát bên bèo giống nơ Mồi cỏ thể dài tới 14 cm khơng có cuống Bèo thông thường sử dụng ao nuôi cá vùng nhiệt đới đế tạo nơi trú ấn cho cá bột cá nhỏ Lợi ích bèo nước cạnh tranh thức ăn tảo với nguồn Nitơ (N) Phốtpho (P) chúng có ích việc ngăn ngừa việc nở hoa nước, nghiên cứu thực nghiệm cho thấy bèo (Pistia stratiotes) úng cừ viên phù hợp đế loại bỏ hiệu kim loại nặng (Hg, Cd, Mn, Ag, Pb, Zn) nguồn nước kênh, rạch [13] Hệ số mật độ sinh học (số lượng cá thế) Bèo (Pistia stratiotes) Cu Ni 140.72 377.36 cao nồng độ chất thải chảy 0,23 ppm 0,063 ppm tương ứng[14] Bài viết [15] cung cấp sở khuyến khích nghiên cứu sâu khía cạnh bèo 1.2 Trong nước Các công nghệ xử lý nước thải thải thực vật cịn ít, vài nghiên cứu Việt nam hai giống bèo sau: Bài báo tác giả [16] trình bày kết nghiên cứu khả loại bỏ muối dinh dưỡng từ N p nước thái chăn nuôi lợn xử lý qua hầm biogas việc sử dụng Bèo tây (Eichhomia crassipes) qui mô pilot Kết là, tải lượng 50 l/m2.ngày với tống số nitơ (TN) tổng số phơtpho (TP) đầu vào trung bình 89,79 mg/1 15,69 mg/1, hiệu suất xử lý từ bèo tây mang lại tương ứng 65,79% 55,19% Trong tải lượng 100 l/m2.ngày, với TN TP đầu vào trung bình 100,38 mg/1 12,52 mg/1, hiệu suất xử lý tương ứng 39,70% 43,29% Như vậy, tải lượng 50 l/m2.ngày, lượng TN TP loại bỏ 2953,64 mgN/m2.ngày 432,96 mgP/m2.ngày, tải lượng 100 l/m2.ngày, giá trị tương ứng 3985,09 mgN/m2.ngày 541,99 gP/m2.ngày Ở nghiên cứu khác cho thấy sử dụng bèo bèo tây cho xử lý nước thải sinh hoạt, khuyên cáo thích hợp cho qui mô vừa nhỏ khu vực ven nơng thơn nơi có diện tích rộng hay khu thị mới, với mục đích vừa xử lý nước thải sinh hoạt vừa tạo cảnh quan mơi trường, nhóm giả nghiên cứu sử dụng Bèo bèo tây đế xử lý nước thài sinh hoạt với hiệu quà xử lý sau: chất rắn lơ lửng đạt 90 + 95%, COD, BOD5 ... nhiều lý đề xuất trên, việc triển khai đề tài ? ?Xử lý nước thải kênh rạch Hồ chí Minh Bèo Tây (Eichhomia crassipes) Bèo Cái (Pistia stratiotes)” cụ thể khả sống cua Bèo Tây (Eichhornia crassipes) Bèo. .. xử lý nước thải cách hiệu thân thiện với môi trường cần thiết Xử lý nước thực vật đáp ứng yêu cầu số trích dần khả lọc sinh học Bèo Tây (Eichhornia crassipes) Bèo Cái (Pistia stratiotes) số nước. .. NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ - GIẢNG VIÊN 2017 -2018 Tên đề tài: xử LÝ NƯỚC THẢI KÊNH RẠCH HỒ CHÍ MINH BẰNG BÈO TÂY (Eỉchhornỉa Crassỉpes) Nk BÈO CÁI (Pistỉa Stratỉotes) số hợp đồng: 2017.01.79/HĐ-KHCN