Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường và phát triển bền vững 411 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC MÙA KHÔ TRÊN HỆ THỐNG THỦY LỢI BẮC[.]
ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC MÙA KHÔ TRÊN HỆ THỐNG THỦY LỢI BẮC HƯNG HẢI VÀ KHẢ NĂNG XỬ LÝ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ XANH Nguyễn Thị Kim Cúc1, Nguyễn Thị Hằng Nga1, Hà Thị Hiền1,2 Trường Đại học Thủy lợi Trường Đại học Khánh Hòa Tóm tắt Bài báo tổng hợp kết nghiên cứu đánh giá chất lượng nước hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải vào mùa khô giai đoạn 2015 - 2021; ứng dụng xử lý nước thải giàu hữu dễ hòa tan kim loại nặng vi sinh vật, vi tảo, vật liệu nano, kết hợp theo nhóm tương ứng Trên sở phân tích hiệu xử lý nguồn nước nhiễm phương pháp kể trên, phương pháp xử lý nhiễm nguồn nước giàu hữu dễ hịa tan kim loại nặng vào mùa khô hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải màng sinh học (vi tảo - vi sinh vật) phát triển vật liệu nano cần đưa vào thử nghiệm từ quy mơ phịng thí nghiệm Hướng nghiên cứu kỳ vọng giải tốn nhiễm nguồn nước phương pháp hiệu bền vững - công nghệ xanh Từ khóa: Chất lượng nước; Ơ nhiễm hữu cơ; Ơ nhiễm kim loại năng; Cơng nghệ xanh Abstract Assessment of the current situation of water quality in the dry season in Bac Hung Hai irrigation system and treatment capability by green technology The article summarizes and assesses the research results of water quality on the Bac Hung Hai irrigation system in the dry season in the period of 2015 - 2021; wastewater treatment applications rich in soluble organics and heavy metals by microorganisms, microalgae, nanomaterials, or in the combination, respectively On the basis of analyzing the effectiveness of the above methods for treating polluted water sources, the method of treating pollution of water sources rich in soluble organics and heavy metals in the dry season on the Bac Hung Hai irrigation system by biofilms (microalgae - microorganisms) grown on nanomaterials need to be tested from the laboratory scale This research direction is expected to solve the problem of water pollution by effective and sustainable methods Keywords: Water quality; Organic pollution; Heavy metal pollution; Green technology Mở đầu Hệ thống thủy lợi nước ta thiết kế với hai nhiệm vụ là: tưới tiêu Hai nhiệm vụ phối hợp nhịp nhàng thông qua quy trình vận hành tồn hệ thống Đặc thù hai vùng đồng lớn nước nằm vùng khí hậu có mùa mưa mùa khơ rõ rệt, phân bố vùng hạ lưu, dân cư tương đối đơng Tại có hoạt động kinh tế bao gồm: Sản xuất nông nghiệp công nghiệp Do đó, nhiệm vụ tiêu hệ thống thủy lợi không tiêu nước mùa mưa mà cịn trữ nước vào mùa khơ, đảm bảo phần nước tưới hạn chế xâm nhập mặn thơng qua kênh rạch Với đặc thù riêng đó, hệ thống thủy lợi thường phải bố trí vận hành theo thể thức đóng kênh tiêu vào mùa khô Như vậy, phần lớn khoảng thời gian năm, nhánh kênh tiêu trở thành ao nước tù, không lưu thông lưu thông với lưu tốc thấp điểm ô nhiễm cục hệ thống Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường phát triển bền vững 411 Hơn nữa, tác động thị hóa, hệ thống thủy lợi không làm nhiệm vụ tưới - tiêu phục vụ nơng nghiệp mà cịn làm nhiệm vụ tiêu nước cho khu đô thị, khu công nghiệp, sở sản xuất, làng nghề, dân sinh, Lấy ví dụ hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải, tính đến năm 2010, ước tính có khoảng 290.000 m3 nước thải xả vào hệ thống thủy lợi ngày Trong đó, nước thải sinh hoạt chiếm khoảng 76 %, nước thải công nghiệp sở sản xuất, dịch vụ thương mại khoảng 22 %, % nước thải làng nghề số lại nước thải y tế loại khác Trên 90 % khối lượng nước thải chưa xử lý xử lý chưa đạt yêu cầu nguyên nhân làm ô nhiễm nước hệ thống Bắc Hưng Hải (BHH) ngày gia tăng phạm vi mức độ Theo báo cáo năm 2019 Công ty Thủy lợi Bắc Hưng Hải cho biết, hệ thống phải tiếp nhận 100 % nước thải sinh hoạt chăn nuôi, làng nghề 70 - 80 % nước thải công nghiệp sở sản xuất kinh doanh chưa xử lý xử lý không đạt yêu cầu thải vào hệ thống thủy lợi. Với tình hình xả thải vậy, hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải nói riêng hệ thống thủy lợi khác nói chung tồn quốc đối mặt với tượng ô nhiễm cục theo không gian thời gian Hiện nay, ngành Thủy lợi có hành động cụ thể nhằm giải vấn đề ô nhiễm cục hệ thống thủy lợi như: thau rửa hệ thống biện pháp cơng trình khác Bên cạnh biện pháp cơng trình, để giải tồn diện tình trạng nhiễm nêu trên, hệ thống thủy lợi cần có giải pháp xử lý nguồn nước ô nhiễm cách khoa học, hiệu quả, bền vững với giá thành phù hợp Việc xử lý ô nhiễm môi trường nước giải pháp phân hủy sinh học nhiều nhà khoa học giới nước quan tâm, nghiên cứu Các phương pháp có ưu điểm vượt trội như: an tồn với mơi trường, đơn giản, xử lý triệt để, không gây tượng ô nhiễm thứ cấp, giá thành rẻ Công nghệ sử dụng màng sinh học (Biofilm) vi sinh vật - vi tảo tạo kết hợp vật liệu có kích thước nano với tính chất ưu việt xem cơng nghệ tối ưu, xử lý có hiệu nguồn nước giàu (ô nhiễm) hữu kim loại nặng Hiện trạng ô nhiễm nguồn nước hệ thống Bắc Hưng Hải vào mùa khô Theo Báo cáo “Quan trắc cảnh báo môi trường nước hệ thống Bắc Hưng Hải phục vụ sản xuất nông nghiệp nuôi trồng thủy sản năm 2015”, thực Viện Nước, Tưới tiêu Môi trường, thuộc Viện Khoa học Thủy lợi [1], nhận định diễn biến chất lượng nước hệ thống BHH cho thấy: số 04 lần quan trắc năm, chất lượng nước diễn biến vô phức tạp, biến động theo không gian thời gian, phụ thuộc vào nguồn thải việc vận hành cơng trình hệ thống Về thời gian: Nước bị ô nhiễm cao vào đợt quan trắc tháng 07, tiếp đến tháng 03, 08 04 Nguyên nhân tháng 07 tháng 03 có mức độ nhiễm cao thời điểm phải sử dụng nước nhiều, hệ thống phải tích nước, mực nước Sơng Hồng thấp mực nước hệ thống nên điều kiện gạn tháo, pha lỗng để giảm thiểu nhiễm Về khơng gian, vị trí có mức độ ô nhiễm cao nằm khu vực chịu ảnh hưởng nguồn thải công nghiệp dân cư tập trung như: Cầu Bây, cống Xuân Thụy, cống Chùa Tổng, Bình Hàn, cống Bình Lâu, trạm bơm An Vũ, cống Đại An, cống Đôn Thư, cống hai cửa Tân Hưng,… Các chất ô nhiễm vượt Quy chuẩn Việt Nam (QCVN) chủ yếu là: DO, COD, BOD5, NO2-, NH4+ (ơ nhiễm chất hữu hịa tan) Coliform Kim loại nặng dư lượng thuốc BVTV nhóm Phospho cịn giới hạn QCVN Riêng dầu mỡ có mức độ ô nhiễm nhẹ, xuất không thường xuyên vài vị trí quan trắc (Viện Nước, Tưới tiêu Môi trường, 2015 [1]) Kết quan trắc phân tích chất lượng nước hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải năm 2005 - 2021 cho thấy, chất lượng nước sơng Bắc Hưng Hải chưa có cải thiện Có tới 80 % tổng số vị trí quan trắc có thơng số hóa lý, vi sinh nhóm nhiễm hữu dễ hịa tan như: 412 Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường phát triển bền vững BOD5, COD, NO2-, PO43- vượt QCVN mức nhỏ 05 lần thuộc nguồn nước bị ô nhiễm; Thông số NH4+ Coliform có mức vượt QCVN lớn 10 lần (thuộc nguồn nước ô nhiễm đặc biệt nghiêm trọng), chiếm tỷ trọng cao (Viện Nước, Tưới tiêu Môi trường, 2019 [2]) Bảng thống kê giá trị cao số tiêu chất lượng nước hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải giai đoạn 2005 - 2021 Bảng Thống kê giá trị cao số tiêu từ 2005 - 2021 TT Năm 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 10 2014 11 2015 12 2016 13 2017 14 2018 15 2019 16 2020 17 2021 QCVN08-MT:2015/BTNMT B1 COD (mg/l) 42.80 84.00 75.70 160.60 176.40 312.00 368.00 326.40 225.12 368.40 146.40 110.40 174.13 193.40 120.60 54.52 145.60 30.00 Giá trị cao số tiêu NH4+ NO2Coliform PO43(mg/l) (mg/l) (mg/l) (MPN/100ml) 18.48 3.96 3.04 2,400,000 31.58 14.05 2.75 1,400,000 27.72 1.96 2.04 1,200,000 41.30 3.60 2.48 16,000,000 26.88 1.04 2.76 16,000,000 33.04 1.64 2.84 28,000,000 35.00 0.76 2.24 17,000,000 42.28 0.31 3.64 220,000,000 40.66 0.80 2.46 1,600,000 24.92 0.34 8.46 13,000,000 29.12 0.62 1.58 540,000 42.84 0.34 3.26 960,000 12.19 0.01 3.16 5,353 23.69 1.12 4.28 1,600,000 18.20 0.12 3.34 1,600,000 3.77 0.05 3.42 11,000 40.80 0.21 5.01 80,000 0.90 0.05 0.30 7,500 Kết tham khảo tài liệu [1, 2] phân tích phịng thí nghiệm Đất - Nước Môi trường, Trường Đại học Thủy lợi Một đặc điểm quan trọng chất lượng nước hệ thống thủy lợi nói chung chất lượng nước (mức độ ô nhiễm) không đồng kênh chính, kênh nhánh kênh nội đồng Nồng độ nhiễm chí cịn có khác biệt lớn đoạn kênh khác loại kênh Bên cạnh đó, có biến động lớn lưu lượng hệ thống thủy lợi hoạt động tưới tiêu nước chịu ảnh hưởng mưa lớn Điều dẫn đến việc cần thiết phải lựa chọn xử lý đối tượng ô nhiễm cụ thể điều kiện lưu lượng nước xác định Đánh giá khả xử lý nước thải màng sinh học từ vi sinh vật - vi tảo 3.1 Vi sinh vật Trong lĩnh vực bảo vệ môi trường, vi sinh vật có vai trị quan trọng Nhiều quy trình cơng nghệ xử lí nhiễm mơi trường xây dựng đóng góp tích cực vi sinh vật, bao gồm: xử lý rác thải, nước thải, phân hủy chất độc hại, cải tạo phục hồi môi trường Nhiều phương pháp sử dụng chế phẩm vi sinh vật để xử lý nước thải, chất thải rắn, rác thải sinh hoạt, xử lý bùn ao nuôi thuỷ sản, xử lý phế thải rắn từ cơng nghiệp thực phẩm, làm phân bón nhằm tạo sản phẩm thân thiện môi trường nhà khoa học quan tâm, nghiên cứu Trong xử lý nước thải, vi sinh vật mơi trường liên tục chuyển hóa chất hữu sẵn có nước thải sử dụng nguyên liệu để tổng hợp, kiến tạo hình thành tế bào Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường phát triển bền vững 413 Chúng hấp thụ lượng lớn chất hữu qua bề mặt tế bào Một lượng định chất hữu hấp thụ dành cho việc kiến tạo sản sinh tế bào, lượng khác chất hữu lại Oxy hóa để sản sinh lượng cần thiết cho việc tổng hợp Dựa phương thức phát triển, vi sinh vật chia thành 02 nhóm: - Các vi sinh vật dị dưỡng: Sử dụng chất hữu làm nguồn lượng nguồn Cacbon để thực phản ứng sinh tổng hợp; - Các vi sinh vật tự dưỡng: Có khả Oxy hố chất vơ để thu lượng sử dụng CO2 làm nguồn Cacbon cho q trình sinh tổng hợp Ví dụ: loại vi khuẩn Nitrat hoá, vi khuẩn lưu huỳnh, vi khuẩn sắt,… Một ứng dụng vi sinh vật để xử lý nước thải phổ biến công nghệ sử dụng bùn hoạt tính Hiệu xử lý nước thải bùn hoạt tính phụ thuộc nhiều vào kỹ thuật việc sục khí, thành phần chủng vi sinh vật, điều kiện môi trường cụ thể đặc biệt tính chất nước thải Để giải số hạn chế đó, với đối tượng điều kiện cụ thể, nhà khoa học lại tìm kiếm chủng vi sinh vật khác phối kết hợp nhóm vi sinh vật với để tăng cường hiệu xử lý môi trường Nhóm nghiên cứu thuộc Viện Cơng nghệ Mơi trường Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam (Tăng Thị Chính, 2020 [3]) nghiên cứu tuyển chọn chủng vi sinh vật ưa nhiệt sinh tổng hợp Enzym phân giải nhanh hợp chất hữu để xử lý phế thải rắn phương pháp ủ Compost Nhóm tác giả phân lập tuyển chọn chủng vi sinh vật ưa nhiệt thuộc nhóm xạ khuẩn Streptomyces (XK) (30 chủng XK ưa nhiệt) vi khuẩn (VK) (20 chủng VK ưa nhiệt) thuộc giống Bacillus sinh trưởng tối ưu nhiệt độ 45 - 55 C) Nhóm vi sinh vật có ưu điểm sinh Enzym Xenlulaza, Amylaza, Proteaza, có tác dụng phân hủy mạnh chất hữu chất thải Nhóm nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi sinh để xử lý rác thải sinh hoạt, phế thải nông nghiệp đồng ruộng, nước thải chăn nuôi ao hồ, nước thải chế biến thực phẩm,… Một hướng nghiên cứu nhà khoa học nước giới quan tâm tuyển chọn chủng vi sinh vật phân hủy dầu mỏ Đối với chủng vi khuẩn tham gia phân hủy Hydrocarbon dầu mỏ, người ta chia thành vi khuẩn phân hủy Hydrocarbon điều kiện hiếu khí điều kiện kị khí Trong điều kiện hiếu khí, nhiều vi khuẩn phân hủy chất nhiễm hữu chiếm ưu lồi hóa dưỡng hữu Vi khuẩn phân hủy điều kiện hiếu khí cần Oxy tham gia vào giai đoạn hoạt hóa chất chất nhận điện tử cuối chuỗi hô hấp Một số chủng tham gia phân hủy Hydrocarbon điều kiện hiếu khí: Pseudomnas putida, Pseudomnas fluorescens, Acinetobacter spp., Alcaligens spp., nhóm Flavobacterium/Cytophaga, Xanthomonas spp., Nocardia spp., Mycobacterium spp., Corynebacterium spp., Baccilus spp (Houghton cs., 1994 [4]) Thuộc nhóm vi khuẩn hơ hấp kị khí có: vi khuẩn khử Nitrat, vi khuẩn khử sắt, vi khuẩn khử Sulfate, vi khuẩn lên men hữu cơ, vi khuẩn sinh Metan, vi khuẩn tia quang hợp Trong trầm tích, đất ngập nước nước ngầm người ta phân lập số chủng thuộc lồi Geobacter có khả khử sắt Chủng Geobacter metallireducens có khả oxy hóa hồn tồn số chất thơm, đồng thời, khử Fe3+ thành Fe2+ (Longergan cs., 1996 [5]) Quá trình khử Sulfate xảy với trình tổng hợp ATP Năm 2014, Hasegawa cộng [6] công bố vi khuẩn Desulfotignum sp có khả chuyển hóa Toluene Ethylbenzene theo đường phân hủy cách có gắn thêm acid Fumarate 414 Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường phát triển bền vững Tổng hợp phân tích nghiên cứu nước cho thấy, vi tảo vi sinh vật đối tượng tiềm năng, đóng vai trị quan trọng công nghệ xử lý nguồn nước ô nhiễm thơng qua chu trình dinh dưỡng chúng Những nghiên cứu thực cho thấy nhóm sinh vật có khả hấp thụ, khử nhiều chất nhiễm khác nhau, như: nhóm chất nhiễm hữu dễ khó hịa tan, kim loại nặng, Hydrocabon có dầu thải Cùng với q trình xử lý nước thải, vi tảo vi sinh vật tạo lượng sinh khối lớn có giá trị mặt bảo vệ môi trường kinh tế Do vậy, việc thực nghiên cứu chuyên sâu tìm kiếm chủng vi sinh vật - vi tảo nguồn nước thải phục vụ xử lý ô nhiễm nhiệm vụ cần thiết 3.2 Vi tảo Tảo thực vật bậc thấp, nghĩa thực vật bào tử có tản (cơ thể khơng phân thành thân, rễ, lá), sống chủ yếu nước Tế bào tảo có chứa diệp lục, chúng có khả quang hợp giải phóng Oxy (Dương Đức Tiến, Võ Văn Chi, 1978 [7]) Theo phân loại truyền thống, người ta cho rằng, tảo sinh vật nhân sơ nhân chuẩn có khả sống tự dưỡng dị dưỡng tạp dưỡng (Kirk E cs., 1999 [8]) Phương thức dinh dưỡng tảo phân thành hai loại là: quang tự dưỡng (Photoautotrophy) dị dưỡng (Heterotrophy) Dạng trung gian hai hình thức tạp dưỡng (Mixotrophy) Tùy theo loài mà tảo có nhu cầu dinh dưỡng với thành phần khác Tuy nhiên, thành phần dinh dưỡng tảo nguồn Cacbon, Nitơ, Photpho, loại muối khoáng Đây thành phần có mơi trường ô nhiễm hữu dễ phân hủy Với đặc điểm sử dụng nguồn dinh dưỡng Nitơ, Photpho nhiều kim loại nặng cho sinh trưởng, vi tảo sử dụng hiệu xử lý môi trường giàu hữu cơ, Nitơ, Photpho, kim loại nặng dầu mỏ (Đặng Diễm Hồng, 2019 [9]; Đặng Diễm Hồng, 2017 [10]) Do vậy, tảo vi tảo thành tố quan trọng xử lý nhiễm mơi trường, chúng có vai trị to lớn việc xử lý nước thải ô nhiễm Sự có mặt tảo thủy vực nước thải có tác dụng làm giảm chất gây nhiễm thơng qua q trình Oxy hố Trong q trình quang hợp, tảo sử dụng chất vô nước thải (như NH4+, NO3-, NO2-, CO2, PO43- ) chất vô - sản phẩm từ hoạt động phân giải chất hữu ô nhiễm hồ vi sinh vật để tăng trưởng, đồng thời, thải O2 để cung cấp lại cho vi khuẩn hiếu khí, làm tăng cường q trình Oxy hố chất nhiễm Ngồi ra, tảo có khả hấp thụ kim loại nặng vào thể, điều làm giảm bớt hàm lượng kim loại nặng độc hại nước thải (Đặng Đình Kim, 1999 [11]) Bảng vi tảo khác xử lý thành công kim loại nặng khác Bảng Một số nghiên cứu ứng dụng vi tảo xử lý ô nhiễm kim loại nặng Vi tảo Tetraselmis chuii Spirulina (Arthrospira) platensis Spirulina platensis Spirogyra sp., Nostoc commune Spirogyra hyalina Anabaena variabilis, Ailosira sp., Nostoc muscorum, Oscillatoria sp., Westiellopsis sp Scenedesmus bijuga, Oscillatoria quadripunctulata Scenedesmus acutus, Chlorella vulgaris Chlorella minustissima Loại kim loại nặng Cu Pb Cu, Hg, Pb Se Cd, Hg, Pb, As, Co Nguồn Ayse cs., 2005 [13] Arunakumara cs., 2008 [14] Garnikar, 2002 [15] Mane cs., 2011 [16] Nirmal Kumar and Cini (2012) [17] Cr(VI), Ni(II) Parameswari cs., 2010 [18] Cu, Co, Pb, Zn Ajayan cs., 2011 [19] Cd, Zn, Cr Cr(VI) Travieso cs., 1999 [20] Singh cs., 2011 [21] Priyadarshani cs., 2011 [12] Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường phát triển bền vững 415 Tảo lam - Vi khuẩn lam Spirulina platensis thị tốt cho số loại nước thải (Rangsayatorn cs 2002 [22]; Chuntapa cs., 2003 [23]; Chojnacka cs., 2004 [24]) Spirrulina có khả loại bỏ kim loại nặng Cd nước thải tốt, độ hấp thụ hiệu suất hấp thụ kim loại cao (Rangsayatorn cs., 2002 [22]) Spirulina sử dụng để loại bỏ NH4+ PO43- nước thải chăn nuôi lợn hiệu (Olguin cs., 2003 [25]) Cepoia cs., (2020) [26] công bố sử dụng vi khuẩn lam Spirulina loại bỏ Cu Wang cs., (2020) [27] sử dụng chúng xử lý Carbamazeppine loại bỏ chất trao đổi khác Tác giả Subashchandrabose cs., (2013) [28] sử dụng vi khuẩn lam sống tạp dưỡng vi tảo trình cạnh tranh dinh dưỡng với vi khuẩn nấm để xử lý ô nhiễm hữu cơ, đạt kết tốt Lu cộng (2020) [29] tổng kết việc sử dụng hiệu vi khuẩn lam vi tảo việc loại bỏ chất ô nhiễm thủy vực, như: kim loại nặng, vật liệu Nano, thuốc trừ sâu, sản phẩm dược phẩm sản xuất thuốc, như: PPCPs, chất ô nhiễm hữu có độ bền vững cao (POPs) thải loại dầu mỏ vi nhựa,… Nhóm tác giả Madari cộng (2016) [30] sử dụng vi tảo lục Chlorella vulgaris để xử lý nước thải ô nhiễm dầu Các tác giả nhận thấy rằng, Chlorella với chất hoạt động bề mặt loại bỏ 100 % Nitơ Photpho loại bỏ 27 % tổng số hợp chất Hydrocabon có chất thải dầu mỏ so với đối chứng (chỉ đạt 10 %) Sử dụng vi khuẩn lam dạng sợi Tribonema sp Trong trình xử lý Anaerobic/Oxic (A/O) để xử lý chất hóa dầu đạt 71 - 97 %, hàm lượng N P xử lý gần triệt để (Huo cs 2018 [31]) Ngoài ra, việc sử dụng Biofilm tạo thành từ vi tảo dạng quay cho phép xử lý hiệu chất dinh dưỡng chất thải lơ lửng từ nước thải hóa dầu so với việc ni trồng vi tảo bể hở truyền thống (Hodges cs 2017 [32]) Đây xem tiến lớn công nghệ việc sử dụng Biofilm dạng quay gắn vi tảo xử lý có hiệu nước nhiễm dầu Tại Việt Nam có số nghiên cứu xử lý nước thải vi tảo, như: Đặng Xuyến Như cs., (1998) [33]; Dương Đức Tiến cs., (1990) [34]; Đặng Đình Kim cs., (1996) [35], Trần Văn Nhân (1989) [36]; Lê Thị Hiền Thảo (1999) [37]; Nguyễn Đình San (2000) [38]; Lê Thị Phượng cs., (2009) [39], Nguyễn Minh Phương cs., (2011) [40] Nguyễn Minh Phương cs., (2011) [40] sử dụng nước thải từ làng nghề sản xuất bún Phú Đô để nuôi trồng S platensis đột biến Hiệu xử lý thông số COD, BOD5, Phospho tổng số Nitơ tổng số mẫu nước thải sau xử lý bùn hoạt tính chủng vi khuẩn lam S platensis có hiệu cao, đạt lần lượt: 94 %; 89 %; 91,62 %; 60,84 % 91,28 % Nước thải sau xử lý có hàm lượng COD, Nitơ tổng số Phospho tổng số đạt QCVN 24:2009/BTNMT loại B Công bố tác giả Đặng Xuyến Như cộng (1998) [33] cho thấy sau 07 ngày ni, Chlorella sp giảm hàm lượng COD BOD5 nước thải sinh hoạt , với hiệu suất lên đến 80 - 90 %; NH4+ - N giảm 99 %; PO43- - 98 % sinh khối tảo đạt 0,4 - g/l sau 05 - 06 ngày ni Nhìn chung, nghiên cứu chủ yếu sinh trưởng vi tảo hiệu xử lý chất hữu cơ, Nitơ Photpho; kim loại nặng nước thải đô thị; số loại hình nước thải cơng nghiệp Ure; mía đường; giấy; dệt kim; thuộc da; nước sau ngâm đay nước thải đầm nuôi tôm;… thiếu nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện mơi trường, như: nồng độ chất có nước thải, pH, nhiệt độ, cường độ ánh sáng,… lên sinh trưởng phát triển vi tảo hay thử nghiệm nuôi vi tảo sinh dầu cho suất sinh khối cao; sinh khối có hàm lượng Lipit cao thành phần Axit béo phù hợp làm nguyên liệu cho sản xuất lượng sinh học quy mô lớn 416 Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường phát triển bền vững Việc sử dụng tảo Chlorella sp xử lý nước thải chế biến cao su Viện Nghiên cứu Cao su Việt Nam [41] thực đạt hiệu suất xử lý BOD5 98 %, khử Nitơ – 86 %, với công nghệ vận hành tương đối đơn giản thân thiện với mơi trường Nhìn chung, vi tảo sinh dầu Chlorella sinh trưởng tốt nguồn nước thải có COD dao động từ 200 - 700 mg/l Trong điều kiện thử nghiệm, Chlorella sp có khả phân hủy COD (giảm 84 %) BOD5 (giảm 90 %) Chlorella sp có khả loại bỏ 99 % N - NH4+, giảm 98 % PO43- nước thải sinh hoạt, bảo đảm nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn TCVN 5942 - 1995 nước mặt; Chlorella sp có khả hấp thụ Cu Zn môi trường nước thải tổng hợp, với hiệu loại bỏ Cu Zn đạt 94 % - 95 % 97 % sau 20 16 ngày tương ứng Những nghiên cứu lĩnh vực cho thấy, vi tảo có khả xử lý chất vơ cơ, chất hữu dễ hịa tan số kim loại nặng nước thải Những kết nghiên cứu mở hướng sử dụng cộng nghệ xanh xử lý ô nhiễm nước 3.3 Vật liệu nano xử lý nước thải Vật liệu Nano loại vật liệu có kích thước nhỏ bé (tính nanomet, phần tỉ mét) Với kích thước siêu nhỏ vậy, vật liệu Nano thực lựa chọn hàng đầu cho đơn vị xử lý nước thải Các vật liệu kích thước Nano thường có đặc tính quang học dẫn điện, khác với vật liệu loại có kích thước nhỏ hay lớn Ví dụ, Nano Titan oxit chất xúc tác hiệu Titan oxit có kích thước nhỏ Có thể sử dụng Nano Titan oxit để phân hủy chất ô nhiễm hữu xử lý nước Cùng với công nghệ sinh học, công nghệ Nano chung tay giải vấn đề nan giải nhiễm nước, như: góp phần giải khó khăn kỹ thuật để xử lý ô nhiễm kim loại nặng, dầu mỡ, muối, Nhiều nhà khoa học khẳng định, công nghệ Nano đảm bảo giải pháp hiệu bền vững sử dụng hạt Nano để xử lý nước gây ô nhiễm so với phương pháp truyền thống địi hỏi nhân cơng, vốn, diện tích đất lượng Vi tảo vi sinh vật biết đến sinh vật tiên phong có tiềm phát triển điều kiện khắc nghiệt, bao gồm môi trường ô nhiễm kim loại nặng Chúng có chế tự bảo vệ thể để chống lại tác động độc hại gây Ion kim loại nặng Các công bố cho thấy, hầu hết chủng tảo có tích lũy nồng độ Ion kim loại tăng cao bào quan tế bào Liên quan đến vấn đề này, Eepsita Priyadarshini cộng (2019) [42] đánh giá khả xử lý kim loại nặng tảo kết hợp với vật liệu Nano kết luận rằng, tảo đóng vai trị hệ thống tuyệt vời để hấp thu tích lũy cao kim loại nặng Đặc biệt, kỹ thuật cho phép thiết kế phát triển phương pháp xử lý có chi phí thấp để mở rộng quy mô xử lý dễ dàng Với việc tổng hợp quy mô lớn hạt Nano, kết hợp với phương pháp xử lý sinh học cung cấp nhiều hội lựa chọn cho việc xử lý loại hình nước thải khác tương lai Tác giả Majid Askari Hesni cs (2020) [43] nghiên cứu xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản có chứa chất rắn lơ lửng chất dinh dưỡng Photpho Nitơ cách sử dụng đồng thời hạt Nano vi tảo Oxit sắt Kết quan trắc chất lượng nước trình áp dụng kỹ thuật hiệu xử lý NH4 đạt 93,67 %, NO3 (92,23 %), NO2 (89,3 %) PO4 (89,25 %), tương ứng (P < 0,05) Như vậy, việc sử dụng đồng thời vi tảo hạt Nano xử lý nguồn nước nhiễm chất hữu dễ hịa tan Các nhà khoa học Viện KH&CN Quân (Bộ Quốc phòng), Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam Học viện Kỹ thuật Quân [44] nghiên cứu giải pháp xử lý nước thải vật liệu Nano kim loại Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường phát triển bền vững 417 ... 2019 Công ty Thủy lợi Bắc Hưng Hải cho biết, hệ thống phải tiếp nhận 100 % nước thải sinh hoạt chăn nuôi, làng nghề 70 - 80 % nước thải công nghiệp sở sản xuất kinh doanh chưa xử lý xử lý không... yêu cầu thải vào hệ thống thủy lợi. Với tình hình xả thải vậy, hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải nói riêng hệ thống thủy lợi khác nói chung tồn quốc đối mặt với tượng ô nhiễm cục theo không gian... khoảng 22 %, % nước thải làng nghề số lại nước thải y tế loại khác Trên 90 % khối lượng nước thải chưa xử lý xử lý chưa đạt yêu cầu nguyên nhân làm ô nhiễm nước hệ thống Bắc Hưng Hải (BHH) ngày