Đang tải... (xem toàn văn)
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực, chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình, luận án nào và chưa sử[.]
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nghiên cứu luận án trung thực, chưa cơng bố cơng trình, luận án chưa sử dụng để bảo vệ học vị Mọi giúp đỡ cảm ơn thơng tin tham khảo, trích dẫn nêu rõ nguồn gốc Tác giả luận án Vũ Thị Phương Thảo ii LỜI CÁM ƠN Trong trình nghiên cứu hồn thành luận án, tơi nhận hướng dẫn, giúp đỡ, ủng hộ nhiệt tình nhiều quan, tổ chức, cá nhân, bạn bè đồng nghiệp Nhân dịp xin gửi lời cám ơn chân thành quan tâm quý báu Trước hết tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Lê Xuân Tuấn Trường Đại học Tài nguyên Môi trường, TS Đinh Thái Hưng- Trung tâm Dự báo Khí tượng Thuỷ văn trung ương, trực tiếp hướng dẫn, tận tình bảo, cung cấp cho tơi nhiều tư liệu q, góp ý hồn thiện Luận án Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo thầy giáo Viện Khí tượng Thuỷ văn Biến đổi khí hậu, Phịng Khoa học, Đào tạo Hợp tác quốc tế, Trung tâm Nghiên cứu Môi trường, Bộ môn Quản lý Tài nguyên Môi trường tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ, góp ý cho tơi q trình nghiên cứu thực Luận án Tơi xin trân trọng cảm ơn Phịng Phân tích Tổng hợp, Viện Địa lý, Phịng Thực vật, Viện Sinh thái Tài nguyên sinh vật – Viện Hàn lâm Khoa học Việt Nam, Phịng Thí nghiệm Phân tích Mơi trường, Bộ mơn Thực vật học, Khoa Sinh học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, giúp đỡ, phối hợp giám định lồi thực vật, phân tích chất lượng nước, chất lượng trầm tích, cấu trúc tế bào thực vật, thực nghiệm nuôi trồng thuỷ sinh thực vật làm sở khoa học việc hoàn thành Luận án Tôi xin cảm ơn Tổng cục Môi trường, Trung tâm quan trắc môi trường cung cấp cho tài liệu, số liệu quý báu việc hồn thiện Luận án Cuối tơi xin gửi lời cám ơn tới bạn bè, đồng nghiệp, gia đình… tạo điều kiện, giúp đỡ, động viên tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành Luận án Tôi xin trân trọng cám ơn tất giúp đỡ quý báu đó! Tác giả Luận án Vũ Thị Phương Thảo iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CÁM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vii DANH MỤC BẢNG ix DANH MỤC HÌNH xii MỞ ĐẦU .1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Quan điểm nghiên cứu, cách tiếp cận Luận án Giả thuyết khoa học Luận án Phương pháp nghiên cứu Những đóng góp Ý nghĩa khoa học thực tiễn CHƯƠNG TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Hiện trạng ô nhiễm sông giới Việt Nam 1.1.1 Trên giới 1.1.2 Ở Việt Nam 1.2 Nghiên cứu sử dụng TVTS xử lý ô nhiễm nước 12 1.2.1 Cơ sở khoa học biện pháp sử dụng TVTS xử lý ô nhiễm nước 13 1.2.1.1 Các chất ô nhiễm chất vô 13 1.2.1.2 Các chất ô nhiễm chất hữu 16 1.2.2 Tiêu chuẩn loài thực vật sử dụng để xử lý ô nhiễm nước 16 1.2.3 Ưu điểm hạn chế biện pháp sử dụng TVTS để xử lý ô nhiễm nước17 1.2.4 Các nghiên cứu xử lý ô nhiễm nước TVTS tình hình nghiên cứu sử dụng lồi TVTS thuỷ trúc, rau muống, rau ngổ trâu cải tạo nước ô nhiễm 19 iv 1.2.5 Nghiên cứu xử lý TV sau sử dụng để xử lý nước ô nhiễm 25 1.3 Đặc điểm tự nhiên kinh tế xã hội vùng lưu vực sông Nhuệ 26 1.3.1 Đặc điểm tự nhiên vùng lưu vực sông Nhuệ 26 1.3.1.1 Vị trí địa lý diện tích 26 1.3.1.2 Đặc điểm địa hình 28 1.3.1.3 Đặc điểm khí hậu, thủy văn 29 1.3.2 Đặc điểm kinh tế xã hội vùng lưu vực sông Nhuệ ảnh hưởng phát triển kinh tế- xã hội đến nguồn tài nguyên nước sông Nhuệ 31 1.3.2.1 Dân số ảnh hưởng quy mô dân số lớn đến nguồn tài nguyên nước sông Nhuệ 31 1.3.2.2 Sự phát triển kinh tế khu vực sông Nhuệ ảnh hưởng đến chất lượng nước sông Nhuệ 32 CHƯƠNG 2: PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG,THỜI GIAN, NỘI DUNG, CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 2.1 Phạm vi, đối tượng thời gian nghiên cứu 36 2.1.1 Phạm vi nghiên cứu 36 2.1.2 Đối tượng nghiên cứu 36 2.1.3 Thời gian nghiên cứu 36 2.2 Nội dung quy trình nghiên cứu 36 2.2.1 Nội dung nghiên cứu 36 2.2.1 Các bước nghiên cứu Luận án 37 2.3 Quan điểm, cách tiếp cận luận án 38 2.3.1 Quan điểm nghiên cứu 38 2.3.1.1 Quan điểm hệ thống tổng hợp 38 2.3.1.2 Quan điểm phát triển bền vững 38 2.3.2 Các cách tiếp cận khoa học 39 2.3.2.1 Tiếp cận hệ sinh thái 39 2.3.2.2 Tiếp cận sử dụng khôn khéo đất ngập nước 40 2.4 Phương pháp nghiên cứu 40 2.4.1 Nhóm phương pháp nghiên cứu ngồi thực địa 40 2.4.1.1 Lập kế hoạch trước khảo sát trường 40 2.4.1.2 Khảo sát thực địa 43 2.4.1.3 Phân tích đánh giá tính đa dạng hệ thực vật 43 2.4.1.4 Lấy mẫu nước sông 43 2.4.1.5 Lấy mẫu trầm tích sơng 44 2.4.1.6 Lấy mẫu thực vật 44 2.4.2 Nhóm phương pháp phịng thí nghiệm 46 2.4.2.1 Phân tích thành phần chất lượng mẫu nước 46 v 2.4.2.2 Phân tích thành phần chất lượng mẫu trầm tích 46 2.4.2.3 Phân tích thành phần số chất mẫu thực vật hình thái giải phẫu thân, lá, rễ 47 2.4.2.4 Cải thiện chất lượng nước thực vật thuỷ sinh 50 2.4.3.Phương pháp điều tra, thu thập thông tin, kế thừa tài liệu 52 2.4.4 Phương pháp xây dựng mơ hình sử dụng thực vật cho giảm thiểu nhiễm môi trường nước 54 2.4.5 Phương pháp chuyên gia 54 2.4.6 Phương pháp tính tốn xử lý số liệu 54 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 57 3.1 Chất lượng nước sông Nhuệ thời gian nghiên cứu 57 3.1.1.Chất lượng nước sông Nhuệ qua thông số vật lý 57 3.1.2 Chất lượng nước sông Nhuệ qua thông số gây phú dưỡng nguồn nước 59 3.1.3 Chất lượng nước sông Nhuệ qua thông số ô nhiễm chất hữu cơ, vi sinh: 61 3.1.4.Chất lượng nước sông Nhuệ qua thông số KLN: 62 3.2 Chất lượng trầm tích sơng Nhuệ thời gian nghiên cứu 63 3.2.1 Tính chất hố lý mẫu trầm tích sơng Nhuệ 63 3.2.2 Hàm lượng kim loại nặng mẫu trầm tích sơng Nhuệ 63 3.3 Sự đa dạng thực vật thuỷ sinh bậc cao có mạch lưu vực sơng Nhuệ khả sử dụng thực vật thuỷ sinh LVS Nhuệ để xử lý ô nhiễm nước 69 3.4 Thực nghiệm đánh giá vai trò sinh vật thuỷ sinh trình cải thiện chất lượng nước trầm tích sơng Nhuệ 73 3.4.1 Chất lượng nước trầm tích sơng Nhuệ sử dụng cho thực nghiệm 74 3.4.2 Sự tăng trưởng, phát triển, thay đổi thành phần vật chất mơ lồi TVTS 76 vi 3.4.2.1 Cấu tạo giải phẫu thay đổi tế bào, khả tăng trưởng, thành phần vật chất thuỷ trúc sau thí nghiệm 76 3.4.2.2 Cấu tạo giải phẫu thay đổi tế bào, khả tăng trưởng, thành phần vật chất rau muống sau thí nghiệm 90 3.4.2.3 Cấu tạo giải phẫu biến đổi tế bào, khả tăng trưởng, thành phần vật chất của ngổ trâu sau thí nghiệm 103 3.4.3 Diễn biến yếu tố chất lượng nước trầm tích sơng Nhuệ sau trình trồng thuỷ sinh thực vật 115 3.4.4.1 Diễn biến yếu tố chất lượng nước 116 3.4.3.2 Diễn biến yếu tố chất lượng trầm tích 126 3.4.3.2 Sự cân vật chất chất ô nhiễm bể thí nghiệm .128 3.5 Các nguồn thải gây ô nhiễm đoạn sơng Nhuệ từ Cầu Tó tới Cống Thần công tác quản lý nhà nước môi trường lưu vực sông 132 3.5.1 Hiện trạng nguồn thải vào đoạn sông Nhuệ từ Cầu Tó tới Cống Thần132 3.5.1.1 Nguồn thải sinh hoạt .132 3.5.1.2 Nguồn thải công nghiệp làng nghề 132 3.5.1.3 Nguồn thải nông nghiệp 133 3.5.1.4 Nguồn thải y tế 133 3.5.1.5 Nguồn chất thải rắn 134 3.5.2 Công tác quản lý nhà nước môi trường lưu vực sông 134 3.5.2.1 Hệ thống văn pháp luật bảo vệ môi trường 134 3.5.2.2 Cơ cấu tổ chức quản lý nhân .136 3.5.2.3 Năng lực trình độ chun mơn đội ngũ cán quản lý môi trường .137 3.5.2.4 Các hoạt động quản lý môi trường đoạn sông từ Cầu Tó tới Cống Thần .138 3.5.2.5 Hệ thống quan trắc giám sát môi trường 138 3.6 Đề xuất giải pháp nhằm cải thiện chất lượng nước, bảo vệ phát triển hệ sinh thái sông Nhuệ 139 3.6.1 Cơ sở khoa học đề xuất giải pháp 139 3.6.2 Các giải pháp luật pháp sách 140 3.6.3 Các giải pháp tuyên truyền huấn luyện 141 3.6.4 Các giải pháp kỹ thuật 141 3.6.4.1 Các giải pháp vật lý nhằm cải thiện chất lượng nước sông Nhuệ 141 3.6.4.2 Giải pháp sinh học nhằm cải thiện chất lượng nước sông Nhuệ 142 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 153 TÀI LIỆU THAM KHẢO 156 vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt APHA Tiếng Anh American Public Health Tiếng Việt Hiệp Hội sức khoẻ Hoa kỳ Asociation AWWA American Water Works Hiệp hội nước Hoa kỳ Asociation BTNMT Ministry of Natural Resources Bộ Tài nguyên Môi trường and Environment BOD5 The day biochemical oxygen Nhu cầu ơxy sinh hóa demand ngày COD Chemical oxygen demand Nhu cầu ôxy hóa học CON Pollutant Chất ô nhiễm EC Electricity Conductivity Độ dẫn điện FAO Food and Algriculture Tổ chức Nông Lương giới Organization GTGH Limited value Giá trị giới hạn KLN Heavy metal Kim loại nặng KCN Industrial Zone Khu công nghiệp KCX Manufacturing area Khu chế xuất LVS River Basin Lưu vực sông m Biomass Sinh khối QCVN Vietnamese standard Quy chuẩn Việt Nam P Biomass productivity Năng suất sinh học ppm parts per million Một phần triệu TF Translocation factor Hệ số vận chuyển TLK Fry weight Trọng lượng khô TLT Fresh weight Trọng lượng tươi TDS Total dissolved solids Tổng chất rắn hòa tan viii Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt t1 Time to start the experiment Thời điểm bắt đầu thí nghiệm t2 Time to end the experiment Thời điểm kết thúc thí nghiệm TN Total nitrogen Tổng nitơ TP Total phosphorus Tổng phốtpho TNG Experiment Thí nghiệm TSS Total Suspended Solids Tổng chất rắn lơ lửng TV Plant Thực vật TVTS Aquatic plants Thực vật thủy sinh WHO World Health Organization Tổ chức Y tế giới ix DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các nguồn ô nhiễm sông chất ô nhiễm hệ thống sơng Cầu, Nhuệ -Đáy, Đồng Nai…………………………………………………… ……… ………10 Bảng 1.2 Vai trò thực vật thuỷ sinh hệ sinh thái nước ………………… 19 Bảng 1.3 Phân bố diện tích lưu vực sông Nhuệ 27 Bảng 1.4 Hiện trạng sử dụng nước sông Nhuệ 33 Bảng 2.1 Các đợt thí nghiệm thời gian thí nghiệm 36 Bảng 2.2 Các vị trí lấy mẫu nước, mẫu trầm tích mục đích lẫy mẫu 41 Bảng 2.3 Các tiêu phân tích mẫu nước phương pháp phân tích 46 Bảng 2.4 Các tiêu phân tích mẫu trầm tích phương pháp phân tích 46 Bảng 2.5 Các tiêu phân tích mẫu sinh vật phương pháp phân tích thành phần chất mô rễ, thân, thực vật .47 Bảng 3.1 Các loài TVTS có mạch khu vực sơng Nhuệ số đợt bắt gặp chuyến khảo sát thực địa…………… ………………… ……………………………………66 Bảng 3.2 Các thông số chất lượng nước mẫu nước sơng nhuệ dùng cho thí nghiệm ni trồng thuỷ sinh thực vật (thời gian ngày 30/3 /2015 đến 18/4/ 2015) 70 Bảng 3.3 Các thông số chất lượng trầm tích mẫu nước sơng Nhuệ dùng cho thí nghiệm ni trồng thuỷ sinh thực vật (thời gian ngày 30/3 /2015 đến 18/4/ 2015) 71 Bảng 3.4 Kích thước tế bào thân Thuỷ trúc trước sau thí nghiệm……….75 Bảng 3.5 Sự tăng trưởng Thuỷ trúc trước sau thời gian thí nghiệm 76 Bảng 3.6 Sinh khối suất Thuỷ trúc trước, sau thí nghiệm 82 Bảng 3.7 Hàm lượng KLN mô thực vật TF KLN Thuỷ trúc 79 Bảng 3.8 Hiệu hấp thụ chất ô nhiễm sông Nhuệ Thuỷ trúc 87 Bảng 3.9 Kích thước tế bào thân Rau muống trước sau thí nghiệm 86 Bảng 3.10 Chiều dài Rau muống trước sau thời gian thí nghiệm .95 Bảng 3.11 Sinh khối suất Rau muống trước sau thí nghiệm 88 x Bảng 3.12 Hàm lượng KLN mô TV TF KLN Rau muống 90 Bảng 3.13 Hiệu hấp thụ chất ô nhiễm sông Nhuệ Rau muống 91 Bảng 3.14 Kích thước tế bào thân Ngổ trước sau thí nghiệm 97 Bảng 3.15 Chiều dài Ngổ trâu trước sau thời gian thí nghiệm 108 Bảng 3.16 Sinh khối suất Ngổ trâu trước sau thí nghiệm 98 Bảng 3.17 Hàm lượng KLN mô TV TF KLN Ngổ trâu .111 Bảng 3.18 Hiệu hấp thụ chất ô nhiễm sông Nhuệ Ngổ trâu .101 Bảng 3.19 Sự tăng giảm hàm lượng chất nhiễm trầm tíchở bể thí nghiệm….…………………………………………………………………………… 114 Bảng 3.20.Bảng cân vật chất chất ô nhiễm hợp chất nitơ … 115 Bảng 3.21.Bảng cân vật chất chất ô nhiễm hợp chất photpho.116 Bảng 3.21 Bảng cân vật chất chất ô nhiễm KLN Fe…… ………….117 Bảng 3.22 Bảng cân vật chất chất ô nhiễm KLN Zn………… 118 Bảng 3.23 Danh sách loài thực vật đất ngập nước khu vực nghiên cứu có khả năng xử lý ô nhiễ̃m môi trường nước 121 Bảng 3.24 Thời gian đạt sinh khối tối ưu thực vật thuỷ sinh 150 xi Bảng 3.25 Giải pháp sinh học tạo bè sơng- mơ hình đất ngập nước với dịng chả̉y bề mặt sử dụng lồi thực vật cho mục đích xử lý nhiễm mơi trường nước sông Nhuệ .151 xii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Bản đồ khu vực sơng Nhuệ.……………………………………………28 Hình 2.1 Đoạn sơng nghiên cứu …… 35 Hình 2.2 Các bước nghiên cứu Luận án…………………………………… 39 Hình 2.3 Các vị trí lấy mẫu nước, mẫu trầm tích sơng Nhuệ …42 Hình 2.4 Mẫu thực vật dùng cho thí nghiệm 45 Hình 2.5 Các bể đựng mẫu nước trầm tích dùng cho thí nghiệm………………………………………… …………………………………………… 49 Hình 2.6 Mơ hình bể kính dùng cho thí nghiệm 51 Hình 2.7 Cấu trúc thí nghiệm sử dụng mẫu nước trầm tích sơng nhuệ thu từ vị trí nghiên cứu .52 Hình 3.1 Hàm lượng DO vị trí nghiên cứu sông Nhuệ giai đoạn 2013- 2015 .55 Hình 3.2 Hàm lượng N- NH4+ở vị trí nghiên cứu sơng Nhuệ giai đoạn 2013- 2015……………………………………………………………………… 56 Hình 3.3 Hàm lượng P- PO43-ở vị trí nghiên cứu sơng Nhuệ giai đoạn 2013- 2015……………………………………………………………………… 57 Hình 3.4 Hàm lượng Cd trầm tích sơng Nhuệ giai đoạn 2013 – 2015………………………………………………………………………………61 Hình 3.5 Hàm lượng Pb trầm tích sơng Nhuệ giai đoạn 2013 – 2015.…………………………………………………………………………… 62 Hình 3.6 Hàm lượng Zn trầm tích sơng Nhuệ giai đoạn 2013 – 2015 ………………………………………………………………………… 63 Hình 3.7 Cấu tạo giải phẫu Thuỷ trúc.……………………………………73 Hình 3.8 Cấu tạo giải phẫu thân Thuỷ trúc …………………………………74 Hình 3.9 Cấu tạo giải phẫu trụ rễ Thuỷ trúc 75 xiii Hình 3.10 Hàm lượng TN TP trung bình mơ Thuỷ trúc trước sau thí nghiệm 78 Hình 3.11 Hiệu hấp thụ chất gây phú dưỡng nguồn nước sông Nhuệ Thuỷ trúc giai đoạn thí nghiệm 82 Hình 3.12 Hiệu hấp thụ KLN Fe, Zn nước sông Nhuệ Thuỷ trúc giai đoạn thí nghiệm 90 Hình 3.13 Cấu tạo giải phẫu thân Rau muống .92 Hình 3.14 Cấu tạo giải phẫu tế bào thân Rau muống .84 Hình 3.15 Cấu tạo giải phẫu tế bào rễ Rau muống 85 Hình 3.16 Cấu tạo giải phẫu trụ rễ Rau muống .86 Hình 3.17 Hàm lượng TN TP trung bình mơ Rau muống trước sau thí nghiệm 90 Hình 3.18 Hiệu hấp thụ chất gây phú dưỡng nguồn nước sông Nhuệ Rau muống giai đoạn thí nghiệm .92 Hình 3.19 Hiệu hấp thụ KLN có hàm lượng cao nước Fe, Zn rau muống giai đoạn thí nghiệm .93 Hình 3.20 Cấu tạo giải phẫu phiến Ngổ dại .94 Hình 3.21 Cấu tạo giải phẫu thân Ngổ dại 106 Hình 3.22 Cấu tạo sơ cấp rễ Ngổ dại 96 Hình 3.23 Hàm lượng TN, TP trung bình mô Ngổ dại trước, cuối thí nghiệm 99 Hình 3.24 Hiệu hấp thụ chất gây phú dưỡng nguồn nước sông Nhuệ Ngổ dại giai đoạn thí nghiệm 102 Hình 3.25 Hiệu hấp thụ KLN có hàm lượng cao nước Fe, Zn Ngổ dại giai đoạn thí nghiệm 103 Hình 3.26 pH mơi trường nước sơng Nhuệ theo thời gian thí nghiệm 105 Hình 3.27 EC môi trường nước sông Nhuệ theo thời gian thí nghiệm 105 Hình 3.28 TSS mơi trường nước sơng Nhuệ theo thời gian thí nghiệm .106 Hình 3.29 Do mơi trường nước sơng Nhuệ theo thời gian thí nghiệm .107 xiv Hình 3.30 Nhu cầu oxy hố học COD nước sơng Nhuệ theo thời gian thí nghiệm 108 Hình 3.31 Nhu cầu oxy sinh học BOD5 nước sông nhuệ theo thời gian thí nghiệm 109 Hình 3.32 Mật độ Tổng Coliform nước sơng Nhuệ theo thời gian thí nghiệm………………………………………………………………………… 110 Hình 3.33 N- NH4+ nước sơng Nhuệ theo thời gian thí nghiệm 110 Hình 3.34 P- PO43- nước sơng Nhuệ theo thời gian thí nghiệm 111 Hình 3.35 Hàm lượng Fe giai đoạn thí nghiệm .112 Hình 3.36 Hàm lượng Zn giai đoạn thí nghiệm 113 Hình 3.37 Mơ hình đất ngập nước với dịng chảy bề mặt sử dụng thực vật thuỷ sinh cải thiện chất lượng nước sơng Nhuệở đoạn sơng từ Cầu Tó đến Đồng Quan126 Hình 3.38 Mơ hình đất ngập nước với dịng chảy bề mặt sử dụng thực vật thuỷ sinh cải thiện chất lượng nước sông Nhuệở đoạn sông từ Đồng Quan đến Cống Thần 128 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Với chiều dài 72km khoảng gần 10 triệu người sinh sống vùng lưu vực có diện tích 1.075km², khu vực có mật độ dân số cao nước, nghìn người/km2, vùng có phát triển kinh tế xã hội nhanh chóng kèm theo tình trạng thị hóa mạnh mẽ, sơng Nhuệ có vai trị quan trọng hoạt động kinh tế vùng lưu vực, sông phải chịu nhiều tác động tiêu cực người Việt Nam [1], [7], [20], [21] Sông Nhuệ lấy nước từ sông Hồng qua cống Liên Mạc cung cấp nước tưới cho vùng lưu vực nơi đón nhận ngày đủ loại nước thải từ nước thải sinh hoạt đến nước thải làng nghề, nước thải công nghiệp, bệnh viện, dịch vụ… từ Hà Nội vùng ven sơng Mặc dù nước sơng Nhuệ có chứa lượng lớn nước thải nguy hại lại nguồn nước tưới cấp cho hầu hết vùng đất nông nghiệp vùng lưu vực đầm thuỷ sản ven sông Khi sử dụng nguồn nước làm nước tưới, bên cạnh tác dụng có lợi (tận dụng nguồn dinh dưỡng nước thải), nguy có hại vấn đề cần phải quan tâm nguồn nước sơng có lẫn nước thải có chứa chất hữu độc hại hay vi sinh vật gây bệnh, đặc biệt có tồn kim loại nặng có hại cho thể người [70], [76] Các kim loại nặng (KLN) bắt đầu với nồng độ thấp tồn nước cặn lắng, sau tích tụ vào mơ sống qua chuỗi thức ăn tiềm ẩn rủi ro tích luỹ thể người, nồng độ KLN đủ lớn để gây độc Bên cạnh đó, hàm lượng cao chất hữu nước sông gây nên tình trạng nước sơng bốc mùi hơi, có màu đen, làm mỹ quan, cảnh quan đẹp đáng có mà dịng sơng đem lại cho người Tình trạng suy thối chất lượng nước chất nhiễm làm dần lồi sinh vật có ích sơng khơng thể thích nghi với môi trường ô nhiễm… Sử dụng nước sông Nhuệ đáp ứng tiêu chuẩn nước tưới tiêu Chính phủ nhu cầu cấp thiết đáng nhân dân, nhằm đảm bảo sức khoẻ cộng đồng đảm bảo mỹ quan đô thị.Hiện tại, việc khôi phục chất lượng nước sông dựa hồn tồn vào biện pháp hóa lý đắt tiền điều kiện kinh tế đất nước chưa đáp ứng Bên cạnh đó, theo kinh nghiệm nghiên cứu nhiều nước giới,việc xử lý nguồn nước sơng có lượng lớn nước thải sinh hoạt phương pháp hố lý thường xử lý khơng triệt để hiệu đem lại không cao so với phương pháp sinh học [57], [62], [63], [73] Do đó, việc nghiên cứu trạng ô nhiễm nước sông trình làm nước tự nhiên, đặc biệt trình làm sinh học để áp dụng phương pháp tự nhiên để làm nước việc làm có ý nghĩa kinh tế thân thiện với môi trường Hệ sinh thái sơng lưu vực sơng đóng vai trị vơ quan trọng, phần khơng thể tách rời mơi trường sơng, tham gia vào q trình vận chuyển, tích lũy đồng hóa chất ô nhiễm, tác nhân tham gia vào trình làm nước Việc nghiên cứu, đánh giá vai trò cụ thể hệ sinh thái mà vai trò đặc biệt quan trọng số lồi có ưu vượt trội việc hấp thụ chất nhiễm có sơng làm nước giúp hiểu cách rõ ràng trình làm nước tự nhiên,từ xây dựng giải pháp sinh học nhằm giảm thiểu, khống chế mức độ gia tăng ô nhiễm để bảo vệ hiệu nguồn nước, bảo vệ môi trường cảnh quan thiên nhiên lưu vực sông Nhuệ, tiến tới phát triển bền vững Từ thực tế nói trên, đề tài “Nghiên cứu thực nghiệm, đánh giá vai trò số loài thực vật thuỷ sinh đề xuất giải pháp sinh học nhằm cải thiện chất lượng môi trường nước sông Nhuệ” nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn sở khoa học cho việc xây dựng giải pháp sinh học nhằm giảm thiểu, khống chế mức độ gia tăng ô nhiễm để bảo vệ hiệu nguồn nước, bảo vệ môi trường cảnh quan thiên nhiên lưu vực sông Nhuệ Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá trạng nhiễm mơi trường nước trầm tích sơng Nhuệ đoạn từ Cầu Tó tới Cống Thần 3 - Xác định vai trị số lồi thực vật thủy sinh có hiệu cao q trình làm nước sông Nhuệ - Đề xuất giải pháp sinh học nhằm cải thiện chất lượng môi trường nước, phát triển đa dạng sinh học hệ sinh thái sông Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu chất lượng nước trầm tích sơng Nhuệ đoạn sơng từ Cầu Tó tới Cống Thần loại hình xả thải nước vào sông - Nghiên cứu đa dạng thành phần lồi thực vật thuỷ sinh (TVTS) có mạch lưu vực sông Nhuệ tuyển chọn số lồi TVTS có khả làm nước hiệu cao phù hợp với môi trường nước sông Nhuệ đoạn sông nghiên cứu - Nghiên cứu thực nghiệm khả làm nước loài TVTS tuyển chọn - Đề xuất giải pháp sinh học hữu ích bảo vệ mơi trường nước, phát triển đa dạng sinh học hệ sinh thái sông Quan điểm nghiên cứu, cách tiếp cận Luận án Đối tượng nghiên cứu luận án môi trường nước, trầm tích sơng Nhuệ lồi TVTS có khả làm nước hệ thống thống hoàn chỉnh Do vậy, nghiên cứu, đánh giá chất lượng nước, trầm tích sơng Nhuệ khả cải thiện chất lượng nước, trầm tích sơng Nhuệ loài TVTS cần phải xem xét đầy đủ toàn diện hợp phần, đơn vị phận hệ sinh thái môi trường sông mối quan hệ tác động qua lại chúng với Việc đề xuất giải pháp nhằm cải thiện chất lượng nước sông Nhuệ tuân thủ theo nguyên tắc phát triển bền vững Luận án áp dụng cách tiếp cận hệ sinh thái - tập trung cho đối tượng lồi TVTS có mạch cách tiếp cận sử dụng khôn khéo đất ngập nước để trì phát triển hệ sinh thái đất ngập nước khuôn khổ phát triển bền vững Giả thiết khoa học Luận án Vì lý khách quan, nghiên cứu thực nghiệm nuôi trồng lồi TVTS tiến hành khn khổ phịng thí nghiệm vật liệu nước, trầm tích sơng Nhuệ lồi TVTS Trong q trình ni trồng lồi TVTS, chất nhiễm lấy đi, chất lượng nước cải thiện hàng ngày, khác với chất lượng nước thực tế thực địa Hơn nữa, ngồi thực địa, yếu tố khí hậu, thời tiết, chế độ dịng chảy, ln thay đổi theo chiều hướng bất lợi có lợi Nghiên cứu tiến hành với giả thuyết khơng có biến đổi yếu tố này, nhằm mục tiêu tập trung vào khả làm nước loài TVTS điều kiện thí nghiệm Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu áp dụng kết hợp nhiều phương pháp khác nhau, chủ yếu nhóm phương pháp nhóm phương pháp nghiên cứu ngồi thực địa, nhóm phương pháp phịng thí nghiệm nhóm phương pháp tổng hợp Những đóng góp Lần nghiên cứu đánh giá tổng hợp vai trị lồi TVTS thuỷ trúc (Cyperus alterfolious hay Cyperus flabelliformis Rottb.), rau muống (Ipomoea aquatica Forsk.), rau ngổ trâu (Enydra fluctuans Lour.) để cải thiện chất lượng nước sông Nhuệ phương pháp thực nghiệm Kết thực nghiệm chứng minh loài thuỷ trúc, rau muống, ngổ trâu có khả hấp thụ chất nhiễm có hàm lượng cao TN, TP, Fe, Zn nước sông Nhuệ thể sau thời gian thực nghiệm, sinh khối thực vật tăng, hàm lượng chất ô nhiễm mô thực vật tăng, giải phẫu mơ có biến đổi lớn kích thước tế bào cho thấy thích nghi với mơi trường nhiễm Kết phân tích chất lượng nước cho thấy bể có trồng thực vật, chất lượng nước sơng Nhuệ sau thí nghiệm hầu hết đạt tiêu chuẩn nước tưới tiêu thuỷ lợi BTNMT (QCVN 08:MT/BTNMT/2015) Kết thực nghiệm sở khoa học cho việc xây dựng giải pháp sinh học thân thiện với môi trường để cải thiện chất lượng nước sông Nhuệ Ý nghĩa khoa học thực tiễn a) Ý nghĩa khoa học - Luận án nghiên cứu, kết hợp nguồn tài liệu, số liệu (tài liệu khí hậu, thời tiết, số liệu chất lượng nước, ) để đánh giá chất lượng nước, chất lượng trầm tích sơng Nhuệ đoạn sơng từ Cầu Tó tới Cống Thần vai trị lồi TVTS thuỷ trúc, rau muống, ngổ trâu việc làm nước sông Nhuệ - Luận án đưa giải pháp sinh học sử dụng TVTS để lấy phần chất ô nhiễm sông Nhuệ, phương pháp làm nước hữu ích có nhiều điểm ưu việt với tiêu chí hiệu quả, giá thành thấp, cơng nghệ đơn giản, thân thiện với môi trường b) Ý nghĩa thực tiễn Kết luận án góp phần bổ sung sở lý luận thực tiễn cho việc sử dụng lồi TVTS làm nước sơng bị ô nhiễm Sự thành công nghiên cứu dẫn đến việc áp dụng nghiên cứu vào việc làm nước sơng Nhuệ nhiều dịng sơng khác bị ô nhiễm lãnh thổ mang lại giá trị kinh tế tinh thần to lớn, giúp tiến tới phát triển bền vững, khẳng định tính đắn việc phát triển kinh tế đôi với việc bảo vệ môi trường sống, cải thiện, giữ gìn nguồn tài nguyên thiên nhiên đáp ứng nhu cầu hệ hệ tương lai Cấu trúc Luận án Luận án bố cục thành Chương, với Phần mở đầu, Phần kết luận Tài liệu tham khảo Chương Tổng quan nghiên cứu Chương Đối tượng, phương pháp nghiên cứu Chương Kết nghiên cứu Luận án trình bày 155 trang A4, 34 bảng biểu, 46 hình vẽ, 102 tài liệu tham khảo tiếng Việt tiếng Anh, Phụ lục Bố cục luận án gồm: Phần mở đầu (5 trang), Chương Tổng quan tài liệu (27 trang), Chương Đối tượng phương pháp nghiên cứu (20 trang), Chương Kết nghiên cứu thảo luận 88 trang), Phần kết luận khuyến nghị (2 trang), Phần tài liệu tham khảo (10 trang) Phần phụ lục ... sông Nhuệ, tiến tới phát triển bền vững Từ thực tế nói trên, đề tài ? ?Nghiên cứu thực nghiệm, đánh giá vai trò số loài thực vật thuỷ sinh đề xuất giải pháp sinh học nhằm cải thiện chất lượng môi. .. dụng thực vật thuỷ sinh LVS Nhuệ để xử lý ô nhiễm nước 69 3.4 Thực nghiệm đánh giá vai trò sinh vật thuỷ sinh q trình cải thiện chất lượng nước trầm tích sông Nhuệ 73 3.4.1 Chất lượng nước. .. thực vật thủy sinh có hiệu cao q trình làm nước sông Nhuệ - Đề xuất giải pháp sinh học nhằm cải thiện chất lượng môi trường nước, phát triển đa dạng sinh học hệ sinh thái sông Nội dung nghiên cứu