Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ VETIVER và lục bình bằng mô hình đất ngập nước

Đó là những nơi khó tiêu thoát nước, có thực vật thuỷ sinh và các hoạt đông sinh học thích hợp với môi trường ẩm ướt.” Theo các nhà khoa học New Zealand : “Đất ngập nước là một khái niệm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHÊ TP HỒ CHÍ MINH

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 7 NĂM 2009

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU1.1 Đặt vấn đề

Khi nhắc đến “Đất ngập nước” là người ta nghĩ ngay đến những vùng đất không có năng suất và thậm chí bẩn thỉu chứa đầy bệnh tật, côn trùng,… Sự phát triển ngày một cao của nền kinh tế đi đôi với quá trình đô thị hóa đã làm cho diện tích đất ngày càng thu hẹp, trong đó có quá trình chuyển hóa Đất ngập nước sang sản xuất nông nghiệp thâm canh hoặc nuôi trồng thuỷ sản hay san lấp để tạo ra các vùng đất cho phát triển công nghiệp, đô thị

Trong khi đó, Đất ngập nước lại có một vai trò hết sức quan trọng đối với cuộc sống con người, nhất là đối với những người dân sống trong và gần những vùng Đất ngập nước như là: lương thực, thực phẩm, vật liệu làm nhà cửa, đồng thời cũng là địa bàn sinh sống và sản xuất của con người Đất ngập nước bảo vệ sự đa dạng sinh học, duy trì các quá trình sinh thái, lọc sạch nước thải, điều hòa khí hậu, bảo vệ các giá trị văn hóa lịch sử, đồng thời cũng là nơi tham quan, giải trí, du lịch và nghiên cứu khoa học Cuộc sống hằng ngày của những người dân trong vùng Đất ngập nước hầu như dựa vào tài nguyên của Đất ngập nước

Một vai trò hết sức quan trọng của Đất ngập nước đó là khả năng xử lý ô nhiễm mà đặc biệt là ô nhiễm hữu cơ Với tình hình như hiện nay, mỗi ngày Thành phố Hồ Chí Minh đã thải ra một lượng nước thải khổng lồ, trong đó nước thải sinh hoạt cũng chiếm một lượng khá lớn Và thử hình dung, mỗi ngày với lượng nước thải lớn như vậy nếu không xử lý, tình trang môi trường sẽ ô nhiễm nghiêm trọng như thế nào, ảnh hưởng đến sức khoẻ người dân khu vực xung quanh ra sao

Đa phần, nguồn nước thải sinh hoạt đều qua các hệ thống cống rãnh song các hệ thống này thường dùng chung với hệ thống thoát nước mưa thải trực tiếp ra môi trường tự nhiên, ao hồ, sông suối hoặc thải ra biển Hầu như không có hệ thống thu gom và trạm xử lý nước thải sinh hoạt riêng biệt nào.

Trước tình hình đó, việc sử dụng Đất ngập nước nói chung hay sử dụng thực vật Đất ngập nước nói riêng để xử lý nước thải sinh hoạt vừa có thể thay thế và bổ sung những công nghệ hóa học tuy mang tính công nghệ cao nhưng lại tốn kém

Để phù hợp với điều kiện kinh tế hiện nay thì việc lựa chọn giải pháp áp dụng thực vật Đất ngập nước, đặc biệt là những loài thực vật có khả năng xử lý nước thải cao như cỏ Vetiver, và một số loài thực vật bản địa như Lục bình cho

việc xử lý nước thải là cần thiết Vì lẽ đó hướng nghiên cứu trong đề tài này là “

Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver, Lục bình bằng mô hình Đất ngập nước” Hệ thống vừa có khả năng xử lý ô nhiễm cao, vừa ít chi phí lại thân

thiện với môi trường

1.2 Tên đề tài

Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver và Lục bình bằng mô hình Đất ngập nước

1.3 Cơ quan quản lý

Khoa Môi trường và Công nghệ Sinh học của Trường Đại học Kỹ thuật Cộng nghệ, Thành phố Hồ Chí Minh

1.4 Giáo viên hướng dẫn

Thạc sĩ khoa học Nguyễn Văn Đệ

Trưởng phòng Đất – Nước – Môi trường

Viện Địa lý Tài nguyên TP Hồ Chí Minh.

1.5 Người thực hiện

Sinh viên Trần Ngọc Nam – lớp 05DSH1

Mã số sinh viên: 105111043

Khoa Môi trường – Công nghệ Sinh học

Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ TP Hồ Chí Minh

1.6 Lý do chọn đề tài

Ô nhiễm môi trường từ các nguồn nước thải sinh hoạt ở các khu dân cư đô thị, các nguồn từ những con kênh, cống… đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sống sức khoẻ cuả con người, song nhà nước đã bỏ ra một số chi phí không

ít cho việc xử lý nước thải nhưng vẫn chưa giải quyết triệt để, mặt khác lượng ô nhiễm lại ngày càng gia tăng

Khác với những công nghệ hóa lý thì công nghệ sinh học sử dụng hệ thống Đất ngập nước để xử lý nước thải sinh hoạt là điều khá khả thi Đất ngập nước có vai trò xử lý chất ô nhiễm cao mà đặc biệt là ô nhiễm hữu cơ, vừa mang tính hiệu quả mà chi phí lại ít tốn kém, rất thích hơp cho tình hình kinh tế hiện nay

Trên thế giới, việc sử dụng hệ thống Đất ngập nước để xử lý nước thải đã được áp dụng và mang lại kết quả tối ưu Ở Việt Nam cũng đã có những ứng dụng nhưng chỉ ở qui mô tự phát Vì vậy, việc đưa ra những thông số cơ bản về khả năng xử lý nước thải nói chung và nước thải sinh hoạt nói riêng của thực vật Đất ngấp nước (cỏ Vetiver, Lục bình) là cần thiết Bên cạnh đó hệ thống Đất ngập nước còn tạo thêm mảng xanh cho môi trường và tạo mỹ quan cho thiên nhiên

1.7 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

 Đối tượng nghiên cứu của đề tài là:

- Nước thải sinh hoạt

- Đất ngập nước

- Cỏ Vetiver, Lục bình

 Kiểm soát nguồn nước thải ô nhiễm từ đầu vào trước khi qua hệ thống

 Thiết kế mô hình xử lý đảm bảo nguồn thải đầu ra đạt yêu cầu

1.8 Mục đích nghiên cứu

Thử nghiệm khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver, Lục bình bằng mô hình Đất ngập nước

1.9 Nội dung nghiên cứu

 Thu thập tài liệu có liên quan đến đối tượng nghiên cứu: nước thải sinh hoạt, Đất ngập nước, cỏ Vetiver, Lục bình

 Bố trí thí nghiệm nhằm khảo sát khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver, Lục bình giảm thiểu ô nhiễm môi trường

 Phân tích các thông số đầu vào và đầu ra của nước thải sinh hoạt sau khi qua hệ thống xử lý: pH, Eh, EC, TDS, DO, COD, BOD5, SS

1.10 Phương pháp nghiên cứu

1.10.1 Phương pháp luận:

Từ những vấn đề bức xúc của môi trường Thành phố nói chung và môi trường khu dân cư sinh sống nói riêng Đặc biệt là môi trường nước của các hệ thống kênh, cống, rạch ở vùng ngoại thành đang đô thị hóa bị ô nhiễm khá nặng;

đến việc tìm hiểu những công nghệ xử lý hóa lý có thể sử dụng để xử lý nước thải sinh hoạt cho thấy còn nhiều hạn chế, do chi phí cao và vận hành khá phức tạp.

Do đĩ, việc lưa chọn một công nghệ có khả năng xử lý tốt, chi phí thấp có thể xem là tối ưu và thích hợp với tình hình kinh tế hiện nay:

 Ứng dụng khả năng xử lý nước thải của hệ thống Đất ngập nước

 Ứng dụng một số thực vật Đất ngập nước, đặc biệt là thực vật bản địa có khả năng xử lý ô nhiễm để xử lý nước thải sinh hoạt

1.10.2 Phương pháp chứng minh:

1.10.2.1 Phương pháp chứng minh trực tiếp

Đưa ra dẫn chứng gồm các điều đã được công nhận, lý luận, số liệu, tài liệu thu thập, hình ảnh nhằm chứng minh cho cần điều cần thể hiện

1.10.2.2 Phương pháp chứng minh gián tiếp

Khi không thể nối trực tiếp với điều cần chứng minh với các điều đã được công nhận thì đưa ra một điều mâu thuẫn với điều cần chứng minh Từ cái “sai” này sẽ đưa đến cái “ đúng” của vấn đề

Ví dụ:

- Không thể nói trực tiếp thực vật thân thảo, trôi nổi có thích hợp xử lý hơn thân gỗ cao, to thì đưa ra đặc tính của thực vật thân gỗ, thân cỏ, thân trôi nổi cho thấy sự mâu thuẫn của thân gỗ với diện tích nhỏ hẹp vùng tiến hành thí nghiệm dẫn đến việc phải dùng cây thân cỏ, trôi nổi

- Hay không thể nói nước đi ra cần làm sạch thêm bằng thực vật Đất ngập nước thì đưa ra mâu thuẫn các thông số không đạt của nước thải và nhu cầu cấp thiết tái sử dụng nước phục vụ cho những mục đích khác, dẫn đến cần làm sạch thêm nước đi ra bằng hệ thống thực vật Đất ngập nước

1.10.3 Phương pháp tìm kiếm dữ liệu

Sưu tầm các tài liệu có sẵn, số liệu xảy ra trong quá khứ; khám phá hay dịch thuật tài liệu mới Sau đó chọn lọc đánh giá, phân tích tổng hợp dữ liệu

1.10.4 Phương pháp cụ thể:

1.10.4.1 Tổng hợp các số liệu

Xử lý, phân tích tổng hợp các tài liệu, số liệu thu thập theo mục tiêu đề ra

1.10.4.2 Phương pháp chuyên gia

Các ý kiến tư vấn, đóng góp xây dựng được sử dụng trong việc lựa chọn các vấn đề chính, xây dựng khung chiến lược, lựa chọn chiến lược và vạch ra chiến lược chi tiết

1.10.4.3 Phương pháp thực nghiệm

Tiến hành thực hiện khảo sát thực địa lấy mẫu, thí nghiệm, khảo sát, đo đạc và quan trắc

1.10.4.4 Phương pháp thống kê

Hệ thống hóa các chỉ tiêu cần thống kê, tiến hành điều tra thống kê, tổng hợp thống kê, phân tích và dự đoán

1.10.4.5 Phương pháp phân tích hóa, lý của nước

Về thành phần hoá học: dựa vào đặc tính nước thải sinh hoạt nên chủ yếu phân tích các chỉ tiêu về BOD5, COD, SS trong nước kết hợp với một số chỉ tiêu

đo tại thực địa như: pH, Eh, EC, TDS, DO

1.11 Giới hạn của đề tài

Kết quả thu được từ mô hình tương đối khả quan, song trong quá trình thực hiện còn nhiều hạn chế:

- Thời gian: thực hiện gần 3 tháng từ ngày 1/04/2009 đến ngày 24/06/2009

- Số chỉ tiêu khảo sát chất lượng nước thải không nhiều ( COD, BOD5, SS,

DO, Eh, pH, EC, TDS) phần nào ảnh hưởng đến đánh giá của thí nghiệm

- Đối tượng: cỏ Vetiver, Lục bình

- Chưa có điều kiện thực hiện mô hình thực nghiệm ở một diện tích đất và cây trồng đủ lớn để có thể thấy rõ hơn mức độ xử lý nước thải của cỏ Vetiver, Lục bình trên thực tế

1.12 Ý nghĩa của đề tài

Thông qua nghiên cứu của đề tài để góp phần làm sáng tỏ thêm việc sử dụng thực vật của đất ngập nước như là một công cụ xử lý nước thải Có thể xem đây là một phương thức xử lý – hài hòa giữa lợi ích kinh tế và lợi ích môi trường, mang tính kinh tế cao và phù hợp với điều kiện nước ta, đặc biệt là vùng ngoại thành đang đô thị hóa

Hạn chế đưa vào môi trường các nguồn chất thải gây ô nhiễm, đảm bảo mục tiêu phát triển bền vững và đảm bảo chất lượng môi trường sống con người

Đồng thời đưa ra một số thông số cơ bản trong việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải bằng thực vật

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ ĐẤT NGẬP NƯỚC VÀ THỰC

VẬT ĐẤT NGẬP NƯỚC2.1 Khái quát về Đất ngập nước và chức năng xử lý nước thải

2.1.1 Các định nghĩa về Đất ngập nước

Thuật ngữ Đất ngập nước được hiểu theo nhiều cách khác nhau, tuỳ theo quan điểm, người ta có thể chấp nhận các định nghĩa khác nhau Các định nghĩa về đất ngập nước có thể chia làm 2 nhóm chính Một nhóm theo định nhĩa rộng, nhóm thứ hai theo định nghĩa hẹp

Các định nghĩa về Đất ngập nước theo nghĩa rộng như định nghĩa của công ước Ramsar, định nghĩa theo chương trình điều tra Đất ngập nước của Mỹ, Canada, New Zealand và Ôxtrâylia

Theo công ước Ramsar (năm 1971) Đất ngập nước được định nghĩa như sau:

"Đất ngập nước được coi là các vùng đầm lầy, than bùn hoặc vùng nước dù là tự nhiên hay nhân tạo, ngập nước thường xuyên hoặc từng thời kỳ, là nước tĩnh, nước chảy, nước ngọt, nước lợ hay nước mặn, bao gồm cả những vùng biển mà độ sâu mực nước khi thủy triều ở mức thấp nhất không vượt quá 6m."

Theo chương trình quốc gia về điều tra Đất ngập nước của Mỹ : về vị trí phân bố, Đất ngập nước là những vùng chuyển tiếp giữa những hệ sinh thái trên cạn và những hệ sinh thái thuỷ vực Những nơi này mực nước ngầm thường nằm sát mặt đất hoặc thường xuyên được bao phủ bởi lớp nước nông Đất ngập nước phải có một trong ba thuộc tính sau:

+ Có thời kỳ nào đó, đất thích hợp cho phần lớn các loài thực vật thủy sinh.+ Nền đất hầu như không bị khô

+ Nền đất không có cấu trúc rõ rệt hoặc bão hòa nước, bị ngập nước ở mức cạn tại một số thời điểm nào đó trong mùa sinh trưởng hàng năm.

Theo các nhà khoa học Canada : “Đất ngập nước là đất bão hòa nước trong thời gian dài đủ để hổ trợ các quá trình thủy sinh Đó là những nơi khó tiêu thoát nước, có thực vật thuỷ sinh và các hoạt đông sinh học thích hợp với môi trường ẩm ướt.”

Theo các nhà khoa học New Zealand : “Đất ngập nước là một khái niệm chung để chỉ những vùng đất ẩm ướt từng thời kỳ hoặc thường xuyên Những vùng đất ngập nước ở mức cạn và những vùng chuyển tiếp giữa đất và nước Nước có thể là nước ngọt, nước lợ hoặc nước mặn Đất ngập nước ở trạng thái tự nhiên hoặc đặc trưng bởi các loại thực vật và động vật thích hợp với điều kiện sống ẩm ướt.”

Theo các nhà khoa học Ôxtrâylia : “Đất ngập nước là những vùng đầm lầy, bãi lầy than bùn, tự nhiên hoặc nhân tạo, thường xuyên, theo mùa hoặc theo chu kỳ, nước tĩnh hoặc nước chảy, nước ngọt, nước lợ hoặc nước mặn, bao gồm những bãi lầy và những khu rừng ngập mặn lộ ra khi thuỷ triều xuống thấp.”

Định nghĩa do các kỹ sư quân đội Mỹ đề xuất và là định nghĩa chính thức tại Mỹ : “Đất ngập nước là những vùng đất bị ngập hoặc bão hoà bởi nước bề mặt hoặc nước ngầm một cách thường xuyên và thời gian ngập đủ để hỗ trợ cho tính

ưu việt của thảm thực vật thích nghi điển hình trong điều kiện đất bão hoà nước Đất ngập nước nhìn chung gồm: đầm lầy, đầm phá, đầm lầy cây bụi và những vùng đất tương tự.”

Những định nghĩa trên theo nghĩa hẹp, nhìn chung đều xem Đất ngập nước như đới chuyển tiếp sinh thái, những diện tích chuyển tiếp giữa môi trường trên cạn và ngập nước, những nơi mà sự ngập nước của đất gây ra sự phát triển của

một hệ thực vật đặc trưng Hiện nay định nghĩa theo công nước Ramsar là định nghĩa được nhiều người sử dụng.

2.1.2 Các chức năng của đất ngập nước

2.1.2.1 Chức năng sinh thái của đất ngập nước.

− Nạp nước ngầm : nước được thấm từ các vùng Đất ngập nước xuống các tầng ngập nước trong lòng đất, nước được giữ ở đó và điều tiết dần thành dòng chảy bề mặt ở vùng Đất ngập nước khác cho con người sử dụng

− Hạn chế ảnh hưởng của lũ lụt : bằng cách giữ và điều hoà lượng nước mưa như bồn chứa tự nhiên, giải phóng nước lũ từ từ, từ đó có thể làm giảm hoặc hạn chế lũ ở vùng hạ lưu

− Ổn định vi khí hậu : do chu trình trao đổi chất và nước trong các hệ sinh thái, nhờ lớp phủ thực vật của Đất ngập nước, sự cân bằng giữa O2 và CO2 trong khí quyển làm cho vi khí hậu địa phương được ổn định, đặc biệt là nhiệt độ và lượng mưa ổn định

− Chống sóng, bão, ổn định bờ biển và chống xói mòn : nhờ lớp phủ thực vật, đặc biệt là rừng ngập mặn ven biển, thảm cỏ… có tác dụng làm giảm sức gió của bão và bào mòn đất của dòng chảy bề mặt

− Xử lý, giữ lại chất cặn, chất độc, chất ô nhiễm : vùng Đất ngập nước được coi như là bể lọc tự nhiên, có tác dụng giữ lại các chất lắng đọng và chất độc (chất thải sinh hoạt và công nghiệp)

− Giữ lại chất dinh dưỡng : làm nguồn phân bón cho cây và thức ăn của các sinh vật sống trong hệ sinh thái đó

− Sản xuất sinh khối : rất nhiều vùng Đất ngập nước là nơi sản xuất và xuất khẩu sinh khối làm nguồn thức ăn cho các sinh vật thủy sinh, các loài động vật hoang dã cũng như vật nuôi.

− Giao thông thủy : hầu hết sông, kênh, rạch, các vùng hồ chứa nước lớn, vùng ngập lụt thường xuyên hay theo mùa,… đặc biệt là vùng đồng bằng sông Cửu Long, vận chuyển thủy đóng vai trò hết sức quan trọng trong đời sống cũng như phát triển kinh tế của các cộng đồng dân cư địa phương

− Giải trí, du lich : các khu bảo tồn Đất ngập nước như Tràm Chim ( Tam Nông, Đồng Tháp), và Xuân Thuỷ (Nam Định), nhiều vùng cảnh quan đẹp như Bích Động và Vân Long, cũng như nhiều đầm phá ven biển miền Trung… thu hút nhiều du khách đến tham quan giải trí

2.1.2.2 Chức năng kinh tế

− Tài nguyên rừng : các loài động vật thường rất phong phú ở các vùng Đất ngập nước, tạo nên nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú, có thể khai thác để phục vụ lợi ích kinh tế Tài nguyên rừng cung cấp một loạt các sản phẩm quan trọng như : gỗ, than, củi và các sản phẩm khác như nhựa, tinh dầu, tanin, dược liệu Nhiều vùng Đất ngập nước rất giàu động vật hoang dã đặc biệt là các loài chim nước, cung cấp nhiều loại sản phẩm, trong đó có nhiều loại có giá trị thương mại cao (da cá sấu, đồi mồi)

− Thuỷ sản : các vùng Đất ngập nước là môi trường sống và là nơi cung cấp thức ăn cho các loài thủy sinh có giá trị kinh tế cao như cá, tôm, cua, động vật thân mềm…

− Tài nguyên cỏ và tảo biển : nhiều diện tích Đất ngập nước ven biển có những loại tảo, cỏ biển là nguồn thức ăn của nhiều loài thủy sinh vật và còn được sử dụng làm thức ăn cho người và gia súc, làm phân bón và dược liệu…

− Sản phẩm nông nghiệp : các ruộng lúa nước chuyên canh hoặc xen canh với các cây hoa màu khác đã tạo nên nhiều sản phẩm quan trọng khác của vùng Đất ngập nước.

− Cung cấp nước ngọt : nhiều vùng Đất ngập nước là nguồn cung cấp nước ngọt cho sinh hoạt, cho tưới tiêu, cho chăn nuôi gia súc và sản xuất công nghiệp

− Tiềm năng năng lượng : than bùn là một nguồn nhiên liệu quan trọng, các đập, thác nước cũng là nguồn cung cấp năng lượng Rừng tràm Việt Nam có khoảng 305 triệu tấn than bùn cung cấp nguồn năng lượng lớn Lớp than bùn này được dùng làm phân bón và ngăn cản quá trình xì phèn

2.1.2.3 Giá trị đa dạng sinh học

− Giá trị đa dạng sinh học là thuộc tính đặc biệt và quan trọng của Đất ngập nước Nhiều vùng Đất ngập nước là nơi cư trú rất thích hợp của các loài động vật hoang dã, đặc biệt là loài chim nước, trong đó có nhiều loài chim di trú

− Chỉ riêng hệ sinh thái rừng ngập mặn vùng cửa sông ven biển, một kiểu hệ sinh thái được tạo thành bởi môi trường trung gian giữa biển và đất liền, là một hệ sinh thái có năng suất cao, đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế, bảo vệ môi trường và đa dạng sinh học Đó là nơi cung cấp các lâm sản, nông sản và hải sản có giá trị kinh tế cao Bên cạnh vai trò điều hoà khí hậu, hạn chế xói lở, ổn định và mở rộng bãi bồi

− Giá trị đa dạng sinh học của Đất ngập nước bao gồm cả giá trị văn hóa, nó liên quan tới cuộc sống tâm linh, các lễ hội truyền thống phản ánh ước vọng của người dân địa phương sống trong đó và các hoạt động du lịch sinh thái… giá trị văn hoá bao gồm cả tri thức bản địa của người dân trong nuôi trồng, khai thác và sử dụng các tài nguyên thiên nhiên và cách thích ứng của con người với môi trường tự nhiên( lũ lụt, hiện tượng ngập nước theo mùa hoặc đột

biến của thiên nhiên…) Nhiều kết quả nghiên cứu đã chứng minh mối quan hệ giữa tự nhiên, xã hội, ngôn ngữ và văn hoá là không thể tách rời, nó thể hiện lòng tin của con người Thông thường nơi nào có giá trị đa dạng sinh học cao thì cũng là nơi cư trú của người dân bản địa Người ta chưa thống kê được bao nhiêu xã hội truyền thống nhưng loại trừ các cư dân thành thị còn khoảng 85% dân số thế giới sống ở các vùng địa lý khác nhau : vùng địa cực, vùng sa mạc, các vùng rừng nhiệt đới và vùng Đất ngập nước… tất cả các yếu tố tự nhiên này góp phần không nhỏ tạo nên văn hoá truyền thống của người dân địa phương Bảo tồn các hệ sinh thái tự nhiên trong đó có các hệ sinh thái Đất ngập nứơc cũng là bảo vệ cái nôi văn hoá truyền thống.

2.1.3 Các loại hình đất ngập nước và cơ chế các quá trình xử lý trong đất

ngập nước

2.1.3.1 Lịch sử sử dụng đất ngập nước để làm sạch nước.

− Đất ngập nước được sử dụng để cải thiện chất lượng nước đã được biết đến vào những thập kỷ 20 của thế kỷ trước, nhưng hầu hết là các Đất ngập nước tự nhiên (U.S EPA, 1999) Những nghiên cứu xây dựng Đất ngập nước ( Đất ngập nước nhân tạo) để xử lý nước thải bắt đầu vào những năm 1950 ở Đức (Seidel, 1976), ở Hoa kỳ vào những năm 1970 đến 1980 và phát triển mạnh trong những năm 1990, người ta xây dựng nhiều hệ thống xử lý nước thải bằng Đất ngập nước và áp dụng rộng rải không chỉ để xử lý nước thải đô thị mà còn để xử lý nước thải cho các khu công nghiệp vùng khai khoáng và nước thải nông nghiệp

Hình 2.1 : Mẫu mô hình đất ngập nước

2.1.3.2 Các loại hình đất ngập nước

Các hệ thống bãi lọc khác nhau bởi dòng chảy, môi trường và các loài thực vật trồng trên bãi lọc Một cách tổng quát ta có thể phân loại bãi lọc trồng cây (Đất ngập nước) thành ba loại:

a Đất ngập nước tự nhiên:

Dù ĐNN nhân tạo hiện nay được dùng thường hơn ĐNN tự nhiên, việc sử dụng ĐNN tự nhiên cho xử lý vẫn nên được cân nhắc kỹ khi phác thảo tổng thể chi phí xây dựng Để xác định rõ nếu một vùng ĐNN tự nhiên có thể được sử dụng, cần tính toán đến số lượng kích thước của dự án Thêm vào đó, cần xử lý sơ bộ, xác định rõ loại ống dẫn nước, điều khiển dòng ngập lũ và rủi ro sinh thái để đánh giá dài hạn và ngắn hạn có thể được về tiềm năng và ứng dụng môi trường (theo EPA, 1996)

Nhìn chung, ĐNN tự nhiên xử lý được vơí nước thải từ đô thị, công nghiệp, nước mưa và nông nghiệp Bảng dưới đây giới thiệu tóm tắt các mức xử lý sơ bộ nước thải đạt tới mức nhỏ nhất đến không đổi trong ĐNN tự nhiên

Bảng 2.1: Các mức xử lý sơ bộ nước thải trong ĐNN tự nhiên

Thành phần Mức xử lý ban đầu đề

xuất

Tác động có hại tiềm tàng

Yêu cầu oxy sinh học

(BOD)

Thứ sinh nhỏ nhất 20-30 mg/l

Cạn kiệt oxy, mùi, muỗi

Tổng chất lơ lửng Thứ sinh nhỏ nhất Cạn kiệt oxy, làm ngạt thở

rễ cây,Chất rắn 30-50mg/l

NH4 – N (có thể cao hơn)

Lớn nhất 5mg/l

Cạn oxy, Độ độc amoni không ion

Tổng Nitơ ít hơn 30mg/l Phú duỡng hóa, chọn lọc

loài sinh trưởng nhanhTổng phosphorus ít hơn 1.0 mg/l Phú dưỡng hóa, chọn lọc

loài sinh trưởng nhanhTổng chất rắn hòa tan Đặc trưng vị trí Gây độc tới sự thích nghi

cuả cây và các loài vậtKim loại và chất độc

khác

dưới mức gây độc clo Tích lũy nồng độ gây độc ,

mở rộng sinh học trong chuỗi thức ăn

(Nguồn: tài liệu natural wetland treatment)

Nhân tố quan trọng nhất trong quyết định nếu một ĐNN sẽ hoạt động như một cách xử lý thay thế phù hợp là thực vật Nhiều loại cây thuộc ĐNN tự nhiên không thể sống lâu trong ĐNN do gia tăng nhiều dòng chảy (theo EPA,1993) Duy chỉ một số ít trong tổng số các loài vùng ĐNN thích nghi chịu được gia tăng trong nước tự nhiên Hầu hết các vùng ĐNN tự nhiên không thích hợp dùng xử lý

nước thải do các loài cây không có khả năng chống đỡ khi có sự tăng cao dòng chảy, dù vậy có ba loại ĐNN tự nhiên thể hiện được khả năng xử lý nước thải và nước mưa như: (1) đầm lầy, (2) vùng đất ngập lũ, (3) vùng đất bụi cây rậm Nhìn chung, đây là ba loại hình ĐNN cơ bản thích hợp xử lý: (1) dòng chảy ngang cố định trong một hồ, (2) dòng chảy ngang cố định trong một con sông và (3) dòng chảy thẳng đứng hay chéo vận chuyển trong mặt đất nghiêng và cố định trong một vùng nhận nước

b Đất ngập nước dòng chảy bề mặt (surface flow wetland) hay bãi lọc trồng cây ngập nước

Hệ thống này mô phỏng một đầm lầy hay Đất ngập nước tự nhiên Dưới đáy bãi lọc là một lớp đất sét tự nhiên hay nhân tạo, hoặc rải một lớp vải nhựa chống thấm Trên lớp chống thấm là đất hoặc vật liệu phù hợp cho sự phát triển của thực vật có thân nhô lên khỏi mặt nước Dòng nước nước thải chảy ngang trên bề mặt lớp vật liệu lọc Hình dạng bãi lọc này thường là kênh dài hẹp, vận tốc dòng chảy chậm, thân cây trồng nhô lên trong bãi lọc là những điều kiện cần thiết để tạo nên chế độ thuỷ kiểu dòng chảy đẩy ( plug-flow)

Hình 2.2 : Bãi lọc trồng cây dòng chảy mặt

c Đất ngập nước dòng chảy dưới bề mặt (subsurface flow wetland) hay bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm hay bãi lọc ngầm trồng cây

Hệ thống này chỉ mới xuất hiện gần đây và được biết đến với các tên gọi khác nhau như lọc ngầm trồng cây (Vegetated submerged bed – VBS), hệ thống xử lý với vùng rễ (Root zone system ), bể lọc với vật liệu sỏi trồng sậy ( Rock reed filter) hay bể lọc vi sinh và vật liệu ( Microbial rock filter) Cấu tạo của bãi lọc ngầm trồng cây về cơ bản cũng gồm các thành phần tương tự như bãi lọc trồng cây ngập nước nhưng nước thải chảy ngầm trong phần lọc của bãi lọc Lớp lọc, nơi thực vật phát triển trên đó, thường gồm có đất, cát, sỏi, đá dăm và được xếp theo thứ tự từ trên xuống dưới, giữ độ xốp của lớp lọc Dòng chảy có thể có dạng chảy từ dưới lên, từ trên xuống dưới hoặc chảy theo phương nằm ngang Dòng chảy phổ biến nhất ở bãi lọc ngầm là dòng chảy ngang Hầu hết các hệ thống được thiết kế với độ dốc 1% hoặc hơn

Khi chảy qua lớp vật liệu lọc, nước thải được lọc sạch nhờ tiếp xúc với bề mặt của các hạt vật liệu lọc và vùng rễ của thực vật trồng trong bãi lọc Vùng ngập nước thường thiếu oxy, nhưng thực vật của bãi lọc có thể vận chuyển một lượng oxy đáng kể tới hệ thống rễ tạo nên tiểu vùng hiếu khí cạnh rễ và vùng rễ, cũng có một vùng hiếu khí trong lớp lọc sát bề mặt tiếp giáp giữa đất và không khí.Bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy ngang có khả năng xử lý chất hữu cơ và rắn lơ lửng tốt, nhưng khả năng xử lý các chất dinh dưỡng lại thấp, do điều kiện thiếu oxy, kị khí trong các bãi lọc không cho phép nitrat hoá amoni nên khả năng xử lý nitơ bị hạn chế Xử lý phốtpho cũng bị hạn chế do các vật liệu lọc được sử dụng ( sỏi, đá dăm) có khả năng hấp phụ kém

Hình 2.3 : Bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm

2.1.3.3 Cơ chế các quá trình xử lý

Để thiết kế, xây dựng, vận hành bãi lọc trồng cây chính xác, đạt hiệu quả cao, việc nắm rõ cơ chế xử lý nước thải của bãi lọc là hết sức cần thiết Các cơ chế đó bao gồm lắng, kết tủa, hấp phụ hoá học, trao đổi chất của vi sinh vật và sự hấp thụ của thực vật Các chất ô nhiễm có thể được loại bỏ nhờ nhiều cơ chế đồng thời trong bãi lọc

a Loại bỏ các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học

Trong các bãi lọc, phân huỷ sinh học đóng vai trò lớn nhất trong việc loại bỏ các chất hữu cơ dạng hoà tan hay dạng keo có khả năng phân huỷ sinh học (BOD) có trong nước thải BOD còn lại cùng các chất rắn lắng được sẽ bị loại bỏ nhờ quá trình lắng Cả bãi lọc ngầm trồng cây và bãi lọc trồng cây ngập nước về cơ bản hoạt động như bể lọc sinh học Tuy nhiên, đối với bãi lọc trồng cây ngập nước,

vai trò của các vi sinh vật lơ lửng dọc theo chiều sâu cột nước của bãi lọc đối với việc loại bỏ BOD cũng rất quan trọng Cơ chế loại bỏ BOD trong các màng vi sinh vật bao bọc xung quanh lớp vật liệu lọc tương tự như trong bể lọc sinh học nhỏ giọt Phân hủy sinh học xảy ra khi các chất hữu cơ hoà tan được mang vào lớp màng vi sinh bám trên phần thân ngập nước của thực vật, hệ thống rễ và những vùng vật liệu lọc xung quanh, nhờ quá trình khuếch tán Vai trò của thực vật trong bãi lọc là:

+ Cung cấp môi trường thích hợp cho vi sinh vật thực hiện quá trình phân hủy sinh học (hiếu khí) cư trú

+ Vận chuyển oxy vào vùng rễ để cung cấp cho quá trình phân hủy sinh học hiếu khí trong lớp vật liệu lọc và bộ rễ

Hình 2.4 : Đường đi của BOD/Cacbon trong đất ngập nước

b Loại bỏ chất rắn

− Các chất lắng được loại bỏ dễ dàng nhờ cơ chế lắng trọng lực, vì hệ thống bãi lọc trồng cây có thời gian lưu nước dài Chất rắn không lắng được, chất keo có thể được loại bỏ thông qua cơ chế lọc ( nếu có sử dụng cát lọc), lắng và phân hủy sinh học (do sự phát triển của vi sinh vật), hút bám, hấp phụ lên các chất rắn khác ( thực vật, đất, cát, sỏi…) nhờ lực hấp dẫn Van De Waals, chuyển động Brown Đối với sự hút bám trên lớp nền, một thành phần quan trọng của bãi lọc ngầm, Sapkota và Bavor (1994) cho rằng, chất rắn lơ lửng được loại bỏ trước tiên nhờ quá trình lắng và phân hủy sinh học, tương tự như các quá trình xảy ra trong bể sinh học nhỏ giọt.

− Các cơ chế xử lý trong hệ thống này phụ thuộc rất nhiều vào kích thước và tính chất của các chất rắn có trong nước thải và các dạng vật liệu lọc được sử dụng Trong mọi trường hợp, thực vật trong bãi lọc không đóng vai trò đáng kể trong việc loại bỏ các chất rắn

Hình 2.5 : Đường đi của các hạt rắn trong đất ngập nước

c Loại bỏ Nitơ

Nitơ được loại bỏ trong các bãi lọc chủ yếu nhờ 3 cơ chế chủ yếu sau:

+ Nitrat hoá/khử nitơ

+ Sự bay hơi của amoniăc(NH3)

+ Sự hấp thụ của thực vật

− Hiện nay các nhà nghiên cứu vẫn chưa thống nhất về tầm quan trọng của các

cơ chế khử nitơ như đặc biệt với hai cơ chế nitrat hoá/khử nitrat và sự hấp thụ của thực vật

− Trong các bãi lọc, sự chuyển hoá của nitơ xảy ra trong các tầng oxy hoá và khử của bề mặt tiếp xúc giữa rễ và đất, phần ngập nước của thực vật có thân nhô lên khỏi mặt nước Nitơ hữu cơ bị oxy hoá thành NH4+ trong cả hai lớp đất oxy hoá và khử Lớp oxy hoá và phần ngập của thực vật là những nơi chủ yếu xảy ra quá trình nitrat hóa, tại đây NH4+ chuyển hoá thành NO2- bởi vi khuẩn Nitrosomonas và cuối cùng thành NO3- bởi vi khuẩn Nitrobacter Ở môi trường nhiệt độ cao hơn, một số NH4+ chuyển sang dạng NH3 và bay hơi vào không khí Nitrat trong tầng khử sẽ bị hụt đi nhờ quá trình khử nitrat, lọc hay do thực vật hấp thụ Tuy nhiên, nitrat được cấp vào từ vùng oxy hoá nhờ hiện tượng khuếch tán

− Đối với bề mặt chung giữa đất và rễ, oxy từ khí quyển khuếch tán vào vùng lá, thân, rễ của các cây trồng trong bãi lọc và tạo nên một lớp giàu oxy tương tự như lớp bề mặt chung giữa đất và nước Nhờ quá trình nitrat hoá diễn ra ở vùng hiếu khí, tại đây NH4+ bị oxy hoá thành NO3- Phần NO3- không bị cây trồng hấp thụ sẽ bị khuếch tán vào vùng thiếu khí, và bị khử thành N2 và N2O

do quá trình khử nitrat Lượng NH4+ trong vùng rễ được bổ sung nhờ nguồn

NH4+ từ vùng thiếu khí khuếch tán vào

Hình 2.6 : Đường đi của Nitơ trong đất ngập nước

d Loại bỏ Phốtpho

− Cơ chế loại bỏ phốtpho trong bãi lọc trồng cây gồm có sự hấp thụ của thực vật, các quá trình đồng hoá của vi khuẩn, sự hấp phụ lên đất, vật liệu lọc ( chủ yếu là lên đất sét) và các chất hữu cơ, kết tủa và lắng các ion Ca2+, Mg2+, Fe3+, và Mn2+ Khi thời gian lưu nước dài và đất sử dụng có cấu trúc mịn thì các quá trình loại bỏ phốtpho chủ yếu là sự hấp phụ và kết tủa, do điều kiện này tạo

cơ hội tốt cho quá trình hấp phụ phốtpho và các phản ứng trong đất xảy ra (Reed và Brown, 1992; Reed và nnk, 1998)

− Tương tự như quá trình loại bỏ nitơ, vai trò của thực vật trong vấn đề loại bỏ phốtpho vẫn còn là vấn đề tranh cãi Dù sao, đây cũng là cơ chế duy nhất đưa hẳn phốtpho ra khỏi hệ thống bãi lọc Các quá trình hấp phụ, kết tủa và lắng chỉ đưa được phốtpho vào đất hay vật liệu lọc Khi lượng phốtpho trong lớp vật

liệu vượt quá khả năng chứa thì vật liệu phần vật liệu hay lớp trầm tích đó phải được nạo vét và xả bỏ.

Hình 2.7 : Đường đi của phốtpho trong đất ngập nước

e Loại bỏ kim loại nặng

− Khi các kim loại nặng hoà tan trong nước thải chảy vào bãi lọc trồng cây, các

cơ chế loại bỏ chúng gồm có:

+ Kết tủa và lắng ở dạng hydrôxit không tan trong vùng hiếu khí, ở dạng sunfit kim loại trong vùng kị khí của lớp vật liệu

+ Hấp phụ lên các kết tủa oxyhydrôxit sắt, Mangan trong vùng hiếu khí.+ Kết hợp, lẫn với thực vật chết và đất

+ Hấp thụ vào rễ, thân và lá của thực vật trong bãi lọc trồng cây

− Các nghiên cứu chưa chỉ ra được cơ chế nào trong các cơ chế nói trên có vai trò lớn nhất, nhưng nhìn chung có thể nói rằng lượng kim loại được thực vật hấp thụ chỉ chiếm một phần nhất định (Gersberg et al, 1984; Reed et al…, 1988; Wildemann&Laudon, 1989; Dunbabin&Browmer, 1992) Các loại thực vật khác nhau có khả năng hấp thụ kim loại nặng rất khác nhau Bên

cạnh đó, thực vật đầm lầy cũng ảnh hưởng gián tiếp đến sự loại bỏ và tích trữ kim loại nặng khi chúng ảnh hưởng tới chế độ thủy lực, cơ chế hoá học lớp trầm tích và hoạt động của vi sinh vật Vật liệu lọc là nơi tích tụ chủ yếu kim loại nặng Khi khả năng chứa các kim loại nặng của chúng đạt tới giới hạn thì cần nạo vét và xả bỏ để loại kim loại nặng ra khỏi bãi lọc.

f Loại bỏ các hợp chất hữu cơ

− Các hợp chất hữu cơ được loại bỏ trong các bãi lọc trồng cây chủ yếu nhờ cơ chế bay hơi, hấp phụ, phân hủy bởi các vi sinh vật ( chủ yếu là vi khuẩn và nấm), và hấp thụ của thực vật

− Yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất loại bỏ các hợp chất hữu cơ nhờ quá trình bay hơi là hàm số phụ thuộc của trọng lượng phân tử chất ô nhiễm và áp suất riêng phần giữa hai pha khí-nước xác định bởi định luật Henry

− Quá trình phân hủy các chất bẩn hữu cơ chính nhờ các vi khuẩn hiếu khí và kị khí đã được khẳng định (Tabak và nnk, 1981; Bouwer&McCarthy, 1983), nhưng quá trình hấp phụ các chất bẩn lên màng vi sinh vật phải xảy ra trước quá trình thích nghi và phân hủy sinh học Các chất bẩn hữu cơ chính còn có thể được loại bỏ nhờ quá trình hút bám vật lý lên bề mặt các chất rắn lắng được và sau đó là quá trình lắng Quá trình này thường xảy ra ở phần đầu của bãi lọc Các hợp chất hữu cơ cũng bị thực vật hấp thụ ( Polprasert và Dan, 1994), tuy nhiên cơ chế này còn chưa được hiểu rõ và phụ thuộc nhiều vào loài thực vật được trồng, cũng như đặc tính của các chất bẩn

g Loại bỏ vi khuẩn và virut

− Cơ chế loại vỏ vi khuẩn, virut trong các bãi lọc trồng cây về bản chất cũng giống như quá trình loại bỏ các vi sinh vật này trong hồ sinh học Vi khuẩn và virut có trong nước thải được loại bỏ nhờ:

+ Các quá trình vật lý như dính kết và lắng, lọc, hấp phụ

+ Bị tiêu diệt do điều kiện môi trường không thuận lợi trong một thời gian dài.

− Các quá trình vật lý cũng dẫn đến sự tiêu diệt vi khuẩn, virut Tác động của các yếu tố lý-hoá của môi trường tới mức độ diệt vi khuẩn đã được công bố trong nhiều tài liệu : nhiệt độ ( Mara và Silva, 1979), pH (Parhad và Rao, 1974; Him và nnk, 1980; Pearson và nnk, 1987), bức xạ mặt trời ( Moeller và Calkins, 1980; Polprasert và nnk,1983; Sarikaya và Saatci, 1987) Các yếu tố sinh học bao gồm : thiếu chất dinh dưỡng ( Wu và Klein, 19760), do các sinh vật khác ăn ( Ellis, 1983) Hiện những bằng chứng về vai trò của thực vật trong việc khử vi khuẩn, virut trong hệ sinh thái đầm lầy còn chưa được nghiên cứu rõ

Hình 2.8 : Quá trình loại bỏ vi khuẩn trong đất ngập nước

2.1.3.4 Tình hình áp dụng đất ngập nước trong xử lý nước thải

a Ngoài nước

• Bãi lọc trồng cây ở Bắc Âu

− Ở miền bắc Thụy Điển, bãi lọc trồng cây ngập nước được sử dụng để xử lý bổ sung nước thải sau các trạm xử lý đô thị Nhìn chung, khử nitơ là mục đích chính, mặc dù hiệu quả xử lý TS và BOD cũng khá cao Nghiên cứu của J.L Andersson, S Kallner Bastviken và K S Tonderski đã đánh giá hoạt động trong 3 – 8 năm của bốn bãi lọc trồng cây quy mô lớn( diện tích 20 – 28 ha) Hai bãi lọc tiếp nhận nước thải đô thị, với các khâu xử lý hoá học và cơ học Hai bãi lọc còn lại tiếp nhận nguồn nước thải đã được xử lý sinh học, do đó nồng độ BOD (BOD7) và NH4+-N đầu vào bãi lọc thấp hơn Các bãi lọc hoạt động khá ổn định, loại bỏ 0,7-1,5 tấn N/ha.năm Đây là giá trị trung bình trong thời gian nghiên cứu, với tải trọng biến đổi từ 1,7-6,3 tấn N/ha.năm Lượng P

bị khử cũng biến đổi trong khoảng 10 đến 41 kg/ha.năm, phụ thuộc vào các giá trị tải trọng khác nhau, các dạng hợp chất P và vòng tuần hoàn nội tại của

P trong các bãi lọc

− Ở Na Uy, bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm đã được xây dựng để xử lý nước thải sinh hoạt vào năm 1991 Ngày nay, ở những vùng nông thôn ở Na Uy, phương pháp này trở nên rất phổ biến để xử lý nước thải sinh hoạt, nhờ các bãi lọc vận hành với hiệu suất cao thậm chí cả vào mùa đông và với chi phí thấp Mô hình quy mô nhỏ được áp dụng phổ biến ở Na Uy là hệ thống bao gồm bể tự hoại, tiếp đến là một bể lọc sinh học hiếu khí dòng chảy thẳng đứng và một bãi lọc ngầm trồng cây với dòng chảy ngang Bể lọc sinh học hiếu khí trước bãi lọc ngầm để loại bỏ BOD và thực hiện các quá trình nitrat hoá trong điều kiện khí hậu lạnh, nơi thực vật “ ngủ” vào mùa đông Hệ thống được thiết kế theo tiêu chuẩn hiện hành cho phép đạt hiệu suất khử P ổn định

> 90% trong vòng 15 năm nếu sử dụng cát thiên nhiên chứa nhiều sắt và canxi hoặc sử dụng vật liệu hấp phụ P tiền chế có trọng lượng nhẹ Lớp vật liệu này

sau khi bão hoà P, có thể sử dụng chúng làm chất cải tạo đất hay làm phân bón bổ sung phốtpho Hiệu suất loại bỏ N khoảng 40-60% Hiệu quả loại bỏ các vi khuẩn chỉ thị rất cao, thường đạt tới < 1000 coliform chịu nhiệt/ 100 ml ( theo Peter D Jenssen, Trond Mohlum, Tore Krogstad, Lasse Vrale, 2005)

− Tại Đan Mạch, hướng dẫn chính thức mới về xử lý nước thải tại chỗ nước thải sinh hoạt gần đây đã được Bộ Môi Trường Đan Mạch công bố, áp dụng bắt buộc đối với các nhà riêng ở nông thôn Trong hướng dẫn này người ta đã đưa vào hệ thống bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy thẳng đứng, cho phép đạt hiệu suất khử BOD tới 95% và nitrat hoá đạt 90% Hệ thống này có thể bao gồm cả quá trình kết tủa hoá học để tách phốtpho bằng PAC trong bể phản ứng lắng, cho phép loại bỏ 90% phốtpho Diện tích bề mặt của bãi lọc là 3,2m2/người và chiều sâu lọc hiệu quả là 1m Nước thải sau lắng sẽ được bơm gián đoạn lên bề mặt của lớp vật liệu lọc bằng bơm và hệ thống ống phân phối Lớp thoát nước ở đáy được thông khí bị động thông qua các ống hơi nhằm tăng cường sự trao đổi oxy vào quá trình lọc Một nữa dòng chảy đã được nitrat hoá từ lớp vật liệu lọc sẽ được bơm tuần hoàn vào ngăn đầu của bể lắng hoặc chảy vào ngăn bơm nhằm tăng cường quá trình khử nitơ và ổn định hoạt động của hệ thống Hệ thống loại bỏ phốtpho được đặt trong bể lắng với một bơm định lượng cỡ nhỏ Hoá chất được trộn với nước thải nhờ hệ thống bơm dâng bằng khí đơn giản, đồng thời làm nhiệm vụ tuần hoàn nước trong ngăn lắng Hệ thống bãi lọc trồng cây dòng chảy thẳng đứng là một giải pháp thay thế cho lọc trong đất, cho phép đạt hiệu quả xử lý cao trước khi xả ra môi trường

• Nghiên cứu về loại bỏ vi sinh vật trong nước thải

− Ở Đức, một chương trình nghiên cứu về mặt vi sinh vật – sự tồn tại và chết của các mầm bệnh trong nước thải được thực hiện bởi nhóm nghiên cứu Hagendorf Ulrich, Diehl Klaus và nnk trong nhiều năm, trên các mẫu nước lấy

từ ba bãi lọc trồng cây xử lý nước thải đã qua xử lý sơ bộ ( bể tự hoại nhiều ngăn, hồ) và từ nước thải sinh hoạt đã qua xử lý sơ bộ Nồng độ của các vi sinh vật chỉ thị hay các mầm bệnh được xác định ở nhiều vị trí và các bậc của hệ thống xử lý Với số liệu từ hơn 3600 phân tích vi sinh, so sánh với các số liệu từ một hệ thống đã vận hành được 18 năm cho phép đưa được cả các yếu tố vận hành vào trong đánh giá.

− Các nghiên cứu cho thấy rằng hiệu suất loại bỏ trung bình của các vi sinh vật chỉ thị và các mầm bệnh nằm trong khoảng 1.5 – 2.5 đơn vị log với hệ thống xử lý một bậc và 3 – 5 đơn vị log đối với hệ thống xử lý nhiều bậc Không có sự khác nhau đáng kể giữa bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy ngang và dòng chảy đứng Hiệu suất loại bỏ vi sinh vật trong các bãi lọc trồng cây rõ ràng là hơn hẳn so với hệ thống bùn hoạt tính truyền thống

• Nghiên cứu xử lý bùn bể phốt bằng bãi lọc ngầm trồng cây

Viện Công nghệ Châu Á (AIT), Thái Lan, kết hợp với Viện Khoa học và Công nghệ Môi Trường liên bang Thụy Sỹ SANDEC, EAWAG đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm xử lý phân bùn bể phốt lấy từ Bangkok bằng hệ thống bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy thẳng đứng với cây cỏ nến ( Typha) tại AIT liên tục từ năm 1997 tới nay Tải trọng TS bằng 250 kg/m2.năm được coi là tải trọng tối ưu để xử lý phân bùn Cần ngăn cản sự héo rủ của cỏ nến vào mùa khô bằng cách tưới nước bãi lọc bằng nước sau xử lý 65% nước từ phân bùn được thu qua hệ thống thu nước và 35% bay hơi Bãi lọc được vận hành gần 4 năm, không phải sửa chữa hệ thống thấm Chất rắn tích lũy chứa hàm lượng trứng giun thấp, đáp ứng tiêu chuẩn tái sử dụng trong nông nghiệp đối với bùn cặn So sánh với sân phơi bùn truyền thống, bãi lọc ngầm trồng cây cho phép thời gian lưu giữ bùn khô lớn hơn nhiều ( 5-6 năm) Ưu điểm của phương pháp xử lý phân bùn bằng bải lọc trồng cây là bộ rễ tạo ra cấu trúc xốp, với hệ thống mao mạch nhỏ li ti trong

bãi lọc, giúp cho quá trình khử nước của hệ thống được duy trì trong nhiều năm mà không bị tắc.

• Nghiên cứu xử lý nước thải công nghiệp, nước rỉ bãi rác bằng bãi lọc trồng cây.

− Tại Bồ Đào Nha, l.c Davies, c.c Carias và nnk đã nghiên cứu vai trò của cây sậy (Phragmites communis) – tác nhân peroxide trong quá trình phân hủy chất nhuộm azo, axit cam 7 (AO7) trong bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy thẳng đứng Nghiên cứu cho thấy các chất do thực vật tươi tiết ra có thể phân hủy AO7 và các amin thơm của nó, sau 120 giờ tiếp xúc với H2O2, loại bỏ được 3,2-5,7 mgA07/gP.Australis khi dòng chảy có nồng độ 40 mgAO7/l ( 8 mgA07/gP.Australis)

− Từ nghiên cứu này cho thấy bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy thẳng đứng thích hợp để xử lý nước thải chứa chất nhuộm Azo Với nồng độ của dòng vào là 130 mgAO7/l, hoạt tính peroxide của thực vật trong lá, thân và rễ theo thứ tự tăng gấp 2,1 lần, 4,3 lần và 12,9 lần Khi nồng độ chất nhuộm 700 mgAO7/l, hoạt tính peroxid của thực vật bị ức chế ngay tức khắc nhưng chỉ sau hai ngày hoạt tính này trở về được như cũ Tải trọng hữu cơ AO7 từ 21 đến 105 gCOD/m2.ngày không độc và có khả năng loại bỏ từ 11 đến 67 g COD/m2.ngày Hiệu quả loại bỏ AO7 và TOC là tương đương nhau (khoảng 70%) cho thấy AO7 bị khoáng hóa Chu trình 3 giờ là thời gian thích hợp để phân hủy AO7

− Bãi lọc trồng cây cũng đã được sử dụng rộng rãi trên thế giới để xử lý nước rò

rỉ từ bãi rác ( kể cả bãi côn lấp rác sau khi đốt) đạt hiệu quả rất tốt như bãi lọc trồng cây ngập nước xử lý nước rác ở Linkoeping, Thụy Điển

b Trong nước

- Hiện nay, Trung tâm Kỹ thuật Môi trường Đô thị và Khu công nghiệp (CEETIA0, Trường Đại học Xây dựng cũng đang nghiên cứu công nghệ xử lý

phân bùn bể phốt bằng bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy thẳng đứng, phối hợp với Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường Liên bang Thụy Sỹ SANDEC, EAWAG (đề tài FSM, dự án ESTNV do Thụy Sỹ tài trợ)

- Công trình nghiên cứu làm sạch nước Hồ Tây bằng cây thủy sinh Dự án dự kiến thực hiện trong 2 năm (2004-2005) với tổng chi phí gần 5,4 tỷ đồng, nhưng dự án cần nghiên cứu kỹ lưỡng để chọn lựa những loài cây thích hợp

- Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt bằng bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy thẳng đứng trong điều kiện Việt Nam do PGS.TS Nguyễn Việt Anh và nhóm nghiên cứu thực hiện Kết quả nghiên cứu cho thấy kết quả về hiệu quả loại bỏ các chất ô nhiễm như : với sơ đồ bậc 1, chất lượng nước đầu ra sau bể lọc trồng cây cho phép đạt tiêu chuẩn nước loại B đối với các chỉ tiêu COD, SS, TP Với sơ đồ bậc 2 nối tiếp, chất lượng nước đầu ra sau bể lọc trồng cây đạt tiêu chuẩn nước loại A với các chỉ tiêu COD, SS, TP Tuy nhiên, với chế độ luôn ngập nước, chỉ tiêu NH4-N và vi sinh vật trong nước còn vượt quá tiêu chuẩn

- Xây dựng mô hình hệ thống Đất ngập nước nhân tạo để xử lý nước thải sinh hoạt tại các xã Minh Nông, Bến Gót, Thành phố Việt Trì do GS.TSKH Dương Đức Tiến và các cộng sự thực hiện Kết quả cho thấy chất lượng nước thải đầu ra sau khi đã được xử lý bằng các biện pháp sinh học mang lai kết quả tương đối tốt, nước không còn mùi hôi, số lượng vi khuẩn coliform giảm đi rõ rật, các chỉ số ô nhiễm COD, BOD5 ở dưới ngưỡng cho phép, các chỉ số NH4+, NO3- rất thấp

- Nghiên cứu xử lý ô nhiễm N, P trong nước sông Tô Lịch bằng Bèo Tây do Th.S Đào Văn Bảy và GS.TSKH Lâm Ngọc Thụ thực hiện Kết quả theo dõi thí nghiệm cho thấy khi hàm lượng các ion NH4-N và PO43—P < 0,01 mg/l, thì chỉ 6-7 ngày sau đó, Bèo Tây có biểu hiện yếu lá, lá vàng và chết dần Điều đó cho phép

ta định được chu kỳ xử lý thích hợp và quyết định thời điểm tách bèo ra khòi nguồn nước tránh tái ô nhiễm nguồn nước

- Nghiên cứu sử dụng một số thực vật nước để làm sạch kim loại nặng trong nước hồ Bảy Mẫu do PGS.TS.Lê Thị Hiền Thảo – Trường Đại Học Xây Dựng thực hiện Kết quả nghiên cứu khẳng định một số loài thực vật bậc cao như Bèo Tấm và Rong Đuôi Chó có khả năng làm sạch nước, làm giảm hàm lượng các chất bẩn và một số kim loại nặng trong nước Hồ Bảy Mẫu Hiệu quả xử lý kim loại nặng của Rong Đuôi Chó cao hơn so với Bèo Tấm.

- Nghiên cứu sự phân bố Cu, Zn, Hg và Cd trong Rau Muống thu từ sông Nhuệ và Tô Lịch của Việt Nam do Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Trường Đại học Tổng hợp Bordeaux1 của Pháp thực hiện Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng rau muống là cây có khả năng tích tụ kim loại nặng, cây sống ở môi trường chứa kim loại nặng ở mức cao hơn thì có hàm lượng các kim loại nặng này cao hơn Và có thể dùng Rau Muống làm đối tượng để xử lý môi trường đất, nước bị ô nhiễm kim loại nặng

- Xử lý kim loại nặng ( Cr, Pb2+ và Ni2+) trong nước thải công nghiệp bằng Bèo Tây do nhóm nghiên cứu thuộc Khoa Môi trường , Trường Đại học Khoa học Tự nhiên thực hiện Kết quả nghiên cứu đưa ra kết luận : Bèo Tây có khả năng hấp thụ các kim loại nặng Cr, Pb2+, Ni2+ trong nước thải công nghiệp Nó tích lũy một lượng kim loại nặng có độc tính cao trong lá, cuống và rễ của mình theo thời gian Hàm lượng kim loại nặng tích lũy nhiều nhất là ở rễ và lượng kim loại nặng được hấp thụ nhiều nhất trong khoảng từ ngày thứ 5 đến ngày thứ 20

2.1.3.5 Những ưu điểm và nhược điểm trong việc sử dụng Đất ngập nước để

xử lý nước thải

a Ưu điểm

Ngày nay, có nhiều nước sử dụng thực vật thủy sinh để xử lý nước thải và nước ô nhiễm Hiệu qủa xử lý tuy chậm nhưng rất ổn định đối với những loại

nước có BOD và COD thấp, không chứa độc tố Những kết quả nghiên cứu và ứng dụng ở nhiều nước đã đưa ra những ưu điểm cơ bản sau:

+ Chi phí cho xử lý bằng thực vật thủy sinh thấp

+ Quá trình công nghệ không đòi hỏi kỹ thuật phức tạp

+ Hiệu quả xử lý ổn định đối với nhiều loại nước ô nhiễm thấp

+ Sinh khối tạo ra sau quá trình xử lý được ứng dụng vào nhiều mục đích khác nhau như :

− Làm nguyên liệu cho thủ công mỹ nghệ như cói, đay, lục bình, cỏ

− Làm thực phẩm cho người như củ sen, củ súng, rau muống

− Làm thực phẩm cho gia súc như rau muống, sen, bèo tây, bèo tấm

− Làm phân xanh, tất cả các loài thực vật thủy sinh sau khi thu nhận từ quá trình xử lý trên đều là nguồn nguyên liệu để sản xuất phân xanh rất có hiệu quả

− Sản xuất khí sinh học

+ Bộ rễ thân cây ngập nước, cây trôi nổi được coi như một giá thể rất tốt ( hay được coi như một chất mang) đối với vi sinh vật Vi sinh vật bám vào rễ, vào thân cây ngập nước hay các loài thực vật trôi nổi Nhờ sự vận chuyển ( đặc biệt là thực vật trôi nổi) sẽ đưa vi sinh vật theo cùng Chúng di chuyển từ vị trí này đến vi trí khác trong nước ô nhiễm, làm tăng khả năng chuyển hoá vật chất có trong nước Như vậy, hiệu quả xử lý của vi sinh vật nước trong trường hợp này sẽ cao hơn khi không có thực vật thủy sinh Ở đây ta có thể coi mối quan hệ giữa vi sinh vật và thực vật thủy sinh là mối quan hệ cộng sinh Mối quan hệ cộng sinh này đã đem lại sức sống tốt hơn cho cả hai nhóm sinh vật và tác dụng xử lý sẽ tăng cao

+ Sử dụng thực vật thủy sinh để xử lý nước ô nhiễm trong nhiều trường hợp không cần cung cấp năng lượng Do đó, việc ứng dụng thực vật thủy sinh để

xử lý nước ô nhiễm ở những vùng không có điện đều có thể thực hiện dễ dàng.

+ Trong điều kiện các loài thực vật phát triển mạnh ở các nguồn nước thải, bộ rễ của chúng như những chất mang rất hữu ích cho vi sinh vật bám trên đó Trong trường hợp không có thực vật thủy sinh ( đặc biệt là các loài thực vật trôi nổi), các loài vi sinh vật sẽ không có nơi bám và chúng rất dễ trôi theo dòng nước hoặc bị lắng xuống đáy.Ở đây là hai vấn đề cần hiểu rõ:

− Thứ nhất, rễ các loài thực vật thủy sinh sẽ đóng vai trò tích cực trong việc tăng trưởng của vi sinh vật nếu vi sinh vật không phải là những vi sinh vật gây bệnh Trong trường hợp này, các loài vi sinh vật gây bệnh sẽ phát triển mạnh ở bộ rễ và những vùng xung quanh của thực vật, chúng sẽ là tác nhân sinh học gây ô nhiễm môi trường rất mạnh

− Thứ hai là ngoài bộ rễ ra, các loài thực vật thủy sinh còn chiếm không gian rất lớn, ngăn cản ánh sáng chiếu sâu vào nước khi đó vi sinh vật không bị tiêu diệt bởi ánh sáng mặt trời Thảm thực vật

thủy sinh phủ kín mặt nước được coi như vật cản và hấp thụ rất hữu hiệu tia tử ngoại và hồng ngoại của ánh sáng mặt trời Tác dụng này không chỉ tạo điều kiện để những vi sinh vật có ích phát triển mà cả những vi sinh vật gây bệnh cũng phát triển Do đó, hiện tượng trên vừa có lợi, vừa có hại, có lợi là các vi sinh vật có ích (những vi sinh vật phân giải các chất hữu cơ, vô cơ) phát triển, làm sạch môi trường nước, có hại là các vi sinh vật gây bệnh phát triển mạnh sẽ làm nước bị ô nhiễm sinh học nặng hơn Hiểu biết được bản chất tự nhiên này giúp ta tìm biện pháp tích cực trong công nghệ xử lý này.

2.2 Khái quát nhóm thực vật đất ngập nước

2.2.1 Giới thiệu chung

Bên cạnh những loài sản xuất sinh khối nguyên thủy, thực vật Đất ngập nước là thành phần then chốt của hệ sinh thái Đất ngập nước bởi vì chúng cung cấp lớp vỏ che chở cho sự sinh sản, nơi ẩn náo thú săn mồi và nơi nghỉ cho các vật ở dưới nước cùng nhiều loài hoang dã Theo đó, thực vật ĐNN tạo dựng nên những chức năng hữu ích của ĐNN, chúng có giá trị xã hội đáng kể như quản lý chất cặn và sự vận chuyển chất dinh dưỡng Những giá trị về giải trí và giá trị cảnh quan thẫm mỹ được cải thiện nhờ quản lý thành công thực vật ĐNN

Thực vật ĐNN được xem xét một cách thông thường như cây ở nước – “bất kỳ cây mọc trong nước hoăïc trên một chất nền bị thiếu hụt oxy định kỳ như là một kết quả của sự chứa nước quá mức” (Cowardin et al, 1979) Ngoại trừ các loài sống hoàn toàn trong nước, cây ở nước chịu đựng được phạm vi rộng của sự tràn ngập luân phiên và điều kiện khô kiệt Những cây này phải có khả năng tự

nuôi dưỡng dưới điều kiện kỵ khí và tự phục hồi dù cho có sự ngập lụt định kỳ và sự bão hòa.

Ngập lụt có 3 bất lợi cơ bản tác động lên cây: 1) Sự khuyếch tán oxy đến vùng rễ bị hạn chế; 2) sản phẩm phụ gây độc cuả quá trình hô hấp tích lũy trong vùng rễ; 3) chất dinh dưỡng có lợi trong đất bị biến đổi Thực vật ĐNN có sự thích nghi về tổ chức cơ thể, hình thái, chức năng cơ thể cho phép chúng tiếp tục tồn tại nhựng điều kiện căng thẳng bắt buộc bởi ngập lụt Sự thích nghi này đòi hỏi:

- Thải oxy vận chuyển đến rễ

- Cơ chế chức năng cơ thể chịu đựng được hô hấp kỵ khí

Ví dụ: Hệ thống rễ của hầu hết các cây gỗ mà đã phát triển ở dưới điều kiện bão

hòa, rễ mọng nước và phân nhánh nghèo nàn, ít (Hook và Scholtent 1978) Bởi vì kết quả của điều kiện oxy thấp, các rễ và các cuống, cọng của các loại cây ĐNN khác nhau phát triển các mô khí (những vùng khí) đồng thời xuyên qua phá vỡ và phân cách các tế bào Một cấu trúc tương tự tổ ong là kết quả bởi những tế bào mỏng manh phân phân chia ở giữa túi đựng của mô khí Độ dày của sự phân chia này không làm giới hạn sự khuyết tán khí, và oxy có thể khuyếch tán từ khúc phía trên mặt nước của cây đến rễ Sự hô hấp hiếu khí trong rễ tiếp tục diễn ra một cách nhịp nhàng, và thực vật ngăn cản sự cung cấp năng lượng thấp và những sản phẩm cuối gây độc của hô hấp kỵ khí Theo đó từ các rễ đã nạp khí, oxy khuyếch tán từ rễ vào bên trong môi trường khí của đất Những lợi ích này mà những thực vật oxy hóa làm giảm các hợp chất như là ion Fe và Mn, là các ion nhiều quá mức trong những vùng đất lũ và gây độc cho rễ

Các thực vật phải có khả năng phục hồi trong hệ sinh thái chức năng Trong nhiều hệ sinh thái ĐNN, thực vật ĐNN tái sinh bằng hạt trong suốt những thời kỳ phơi dài đủ để nảy mầm và thiết lập hạt giống Mặt khác, sự phơi và làm ẩm lại của hạt sẽ quyết định giải phóng hạt khỏi tình trạng ngủ, giai đoạn ẩm - lạnh

cũng làm tăng phần nào của tình trạng này Sự sống tiếp tục và sự phát triển của hạt phụ thuộc và khả năng chịu chìm trong nước hoàn toàn hoặc đối với cây mọc cao đủ để các lá cây duỗi thẳng đến khu vực phía trên mặt nước (Weisner et al 1993) Năm 1952, ông Putnam đã chứng minh rằng những hạt giống cây trong tình trạng ngủ thường chịu được ngập hơn những hạt phát triển một cách tích cực.

2.2.2 Phân loại các nhóm thực vật thuỷ sinh

- Các loại thực vật thuỷ sinh tuy không đa dạng bằng các loài phát triển trên cạn, nhưng thực vật thuỷ sinh cũng phát triển phong phú ở nhiều nơi trên trái đất đặc biệt là ở những vùng có khí hậu nóng ẩm nhưng vùng xích đạo, cận xích đạo

- Thực vật thuỷ sinh là những loài có khả năng thích nghi cao với môi trường sống ngập trong nước và một số trong các loài đó có khả năng xử lý các chất ô nhiễm trong nguồn nước với hiệu quả rất cao Thực vật thuỷ sinh được sử dụng để xử lý nước ô nhiễm có thể chia làm 3 loại : nhóm thực vật ngập nước, nhóm thực vật trôi nổi, nhóm thực vật nữa ngập nước

2.2.2.1 Nhóm thực vật thuỷ sinh ngập nước

− Là những thực vật sống trong lòng nước (phát triển dưới mặt nước) Đặc điểm quan trọng của các loài thực vật ngập nước là chúng tiến hành quang hợp hay các quá trình trao đổi chất hoàn toàn trong nước

− Khi thực vật thuỷ sinh sống trong lòng nước, có rất nhiều quá trình xảy ra không giống như thực vật sống trên cạn Những quá trình đó bao gồm:

 Thứ nhất

− Ánh sáng mặt trời không trực tiếp tác động vào diệp lục có ở lá mà ánh sáng mặt trời đi qua một lớp nước Một phần năng lượng của ánh sáng mất đi do sự hấp thụ của các chất hữu cơ trong nước Chính vì thế, phần lớn các loài thực

vật thuỷ sinh sống ngập trong nước bắt buộc phải thích nghi với kiểu ánh sáng này Mặt khác ánh sáng mặt trời chỉ có thể đâm xuyên vào nước với mức chiều sâu nhất định Qua mức độ đó, ánh sáng sẽ yếu dần đến lúc bị triệt tiêu Điều đó cho thấy một thực tế các loài thực vật ngập nước chỉ có thể sống ở một chiều sâu nhất định của nước Không có ánh sáng mặt trời xuyên qua thì thực vật không phát triển Như vậy, ánh sáng mặt trời đậm xuyên qua vào nước phụ thuộc vào hai yếu tố:

+ Độ đục của nước

+ Chiều sâu của nước

+ Aùnh sáng mặt trời có tác dụng tốt nhất ở chiều sâu của nước là 50cm trở lại Chính vì thế, phần lớn thực vật thuỷ sinh ngập nước sống ở chiều sâu này

 Thứ hai

− Khí CO2 trong nước không nhiều như CO2 có trong không khí Khả năng CO2

có trong nước thường từ những nguồn sau:

+ Từ quá trình hô hấp của vi sinh vật

+ Từ quá trình phản ứng hoá học

+ Từ quá trình hoà tan của không khí

− Các quá trình hô hấp thải CO2 thường xảy ra trong điều kiện thiếu oxy Các phản ứng hoá học chỉ xảy ra trong môi trường nước chứa nhiều cacbonat Khả năng hoà tan CO2 từ không khí rất hạn chế Chúng chỉ xảy ra ở bề mặt nước và khả năng này thường giới hạn ở độ dày của nước khoảng 20 cm kể từ bề mặt nước Chính những hạn chế này mà các loài thực vật thuỷ sinh thường phải thích nghi hết sức mạnh với môi trường thiếu CO2

 Thứ ba

− Việc cạnh tranh CO2 trong nước xảy ra rất mạnh giữa thực vật thuỷ sinh và tảo, kể cả với vi sinh vật quang năng.

− Ở những lưu vực nước không chuyển động có sự hạn chế rất lớn lượng CO2

nhưng ở những dòng chảy hay có sự khuấy động, lượng CO2 từ không khí sẽ tăng lên

− Những thực vật ngập nước tồn tại hai dạng Một dạng thực vật có rễ bám vào đất, hút chất dinh dưỡng trong đất, thân và lá ngập trong nước, một dạng rễ và lá lơ lửng trong lòng nước

2.2.2.2 Nhóm thực vật trôi nổi

− Thực vật trôi nổi phát triển rất nhiều ở các nước trong vùng nhiệt đới Các loài thực vật này phát triển trên bề mặt nước, bao gồm hai phần, phần lá và thân mềm nổi trên bề mặt nước Đây là phần nhận ánh sáng mặt trời trực tiếp Phần dưới nước là rễ, rễ các loài thực vật này là rễ chùm Chúng phát triển trong lòng môi trường nước, nhận các chất dinh dưỡng trong nước và chuyển lên lá, thực hiên các quá trình quang hợp Các loài thực vật trôi nổi phát triển và sinh sản rất mạnh, nhiều khi chúng gây ra những vấn nạn sinh khối

− Nhóm thực vật này bao gồm ba loài sau : bèo lục bình (water hyacinth), bèo tấm (duck week), rau diếp nước( water lettuce) Những loài thực vật này nổi

trên mặt nước và chúng thường chuyển động trên mặt nước theo gió thổi và theo sống nước hay dòng chảy của nước Ở những khu vực nước không chuyển động, các loài thực vật này sẽ bị dồn về một phía theo chiều gió Còn ở những khu vực nước chuyển động như dòng sông, chúng sẽ chuyển động theo sóng nước, theo gió và theo dòng chảy

− Khi thực vật loại này chuyển động sẽ kéo theo rễ chúng quét trong lòng nước, các chất dinh dưỡng sẽ thường xuyên tiếp xúc với rễ và được hấp thụ qua rễ

Mặc khác, rễ của các loài thực vật này như những giá thể rất tuyệt vời để vi sinh vật bám vào đó, phân huỷ hay tiến hành quá trình vô cơ hoá các chất hữu

cơ trong nước thải So với thực vật ngập nước, thực vật trôi nổi có khả năng xử lý các chất ô nhiễm rất cao

2.2.2.3 Nhóm thực vật nữa ngập nước

− Đây là loài thực vật có rễ bám vào đất và một phần thân ngập trong nước Một phần thân và toàn bộ lá của chúng lại nhô hẳn trên bề mặt nước Phần rễ bám vào đất ngập trong nước, nhận các chất dinh dưỡng có trong đất, chuyển chúng lên lá trên mặt nước để tiến hành quá trình quang hợp Việc làm sạch môi trường nước đối với các loài thực vật này chủ yếu ở phần lắng ở đáy lưu

vực nước Các loài thân cỏ thuộc nhóm này bao gồm : cỏ đuôi mèo( cattails), sậy (reed), cỏ lõi bấc (bulrush).

− Các loài thực vật thuỷ sinh trong quá trình phát triển chịu sự ảnh hưởng rất lớn của các điều kiện môi trường nước như :

+ Nhiệt độ

+ Ánh sáng

+ Chất dinh dưỡng và các chất có trong nước

+ pH của nước

+ Chất khí hoà tan trong nước

+ Độ mặn(hàm lượng muối) có trong nước

+ Chất độc hại có trong nước

+ Dòng chảy của nước

+ Sinh thái của nước