Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh thái ''đảo nổi sinh học'' để phục hồi môi trường bị ô nhiễm tại một số ao, hồ trên địa bàn tp.hcm

ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BÁO CÁO NGHIỆM THU ( .HCM 05 năm 2013) HÁI “ P.HCM CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI (Ký tên) Th.S CƠ QUAN QUẢN LÝ CƠ QUAN CHỦ TRÌ (Ký tên/đóng dấu xác nhận) (Ký tên/đóng dấu xác nhận) 03, Năm 2014 ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BÁO CÁO NGHIỆM THU .HCM 05 năm 2014) HÁI “ C P.HCM 05, Năm 2014 i MỤC LỤC Trang PHẦN MỞ ĐẦU 1 Tên đề tài/dự án: 1 2 Mục tiêu 1 3 Nội dung 1 3.1 Nội dung thực hiện giai đoạn 1 1 3.2 Sản phẩm 2 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 3 1.1 3 1.1.1 Sự hình thành thảm thực vật nổi tự nhiên 5 1.1.2 Các loài thực vật trên các đảo nổi tự nhiên 6 1.1.3 Ưu – nhược điểm của đảo nổi tự nhiên 7 1.1.4 Đảo nổi nhân tạo 7 1.1.5 Vật liệu chế tạo đảo nổi nhân tạo 8 1.1.6 Thảm thực vật của đảo nổi nhân tạo 10 1.1.7 Các ưu điểm của đảo nổi nhân tạo 11 1.2 MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MVFI ĐIỂN HÌNH TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 12 1.2.1 Một số kết quả N/c ngoài nước 12 1.2.2 Một số kết quả N/c trong nước 14 CHƯƠNG II: NỘI DUNG 15 2. 1 15 15 2.1.2. Phương pháp nghiên cứu 15 2.1.3. Các chỉ tiêu theo dõi 15 2.1.4. Sản phẩm nội dung cần đạt 15 2.2 2 16 2.2.1 Thí nghiệm 1 16 2. 3 17 2.3.1. Thí nghiệm 2 17 2.3.2. Thí nghiệm 3 : . 18 2 20 ii CHƯƠNG III: KẾT QỦA VÀ THẢO LUẬN 21 3.1. - - - 21 3.1.1 - - - 21 3.1.2 Loại thực vật dùng trong nghiên cứu 22 3.2. . 26 3.2.1 Hiệu quả xử lý COD, TN, TP, NH + 4 -N, NO - 3 -N 26 3.2.2 Nhận xét chung 33 3.3 Nội dung 3 36 3.3.1. Hiệu quả xử lý chất dinh dưỡng trong nước Ao 37 3.3.2 Nhận xét chung 41 3.3.3 c tế 42 2 43 3.4.1. .) 44 3.4.2. .) 49 3.4.3. 03: (Lượng nước bơm vào mô hình: 8 .) 54 3.4.4. 5 63 3.4.5. 63 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 PHỤ LỤC 75 iii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT VIẾT TẮT THUẬT NGỮ TIẾNG VIẾT BOD Nhu cầu oxy sinh h COD Nhu cầu oxy hóa học SS Chất rắn lơ lửng KLN Kim loại nặng MVFI Multifuctional Vegetable Floating Island TBVTV Thuốc bảo vệ thực vật PCBs Polychlorinated Biphenyl QCVN Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia VSV Vi sinh vật TV Thực Vật TT CH CD CV iv DANH SÁCH BẢNG SỐ TÊN BẢNG SỐ LIỆU Trang 1.1 Tóm tắt các nội dung nghiên cứu giai đoạn 1 1 1.2 2 2 1.3 Tốc độ hấp thu trung bình của MVFI 5 2.1 16 2.2 Tóm tắt các mô hình đất ướt 18 3.1. 21 3.2. Mô tả hợp phần đưa vào mô hình thí nghiệm 22 3.3 Quá trình theo dõi sự phát triển của cây 26 3.4. . 27 3.5 BOD 5 3.6 4 + - . 28 3.7 3 - . 29 3.8 . 31 3.9 . 32 3.10 33 3.11 - ) 34 3.12 Sinh khối thực vật tươi bắt đầu và kết thúc thực nghiệm 35 3.13 Chất lượng nước ao trước khi thả đảo nổi thực vật 36 3.14 Chất lượng nước ao sau khi có đảo nổi thực vật 37 3.15 h 37 3.16 41 3.17 - 41 3.18 So 42 3.19 43 v DANH SÁCH HÌNH SỐ TÊN HÌNH ẢNH Trang 1.1 Sơ đồ miêu tả chức năng của MVFI 4 1.2 Đảo nổi với thực vật nước tại công viên gần Seul – Korea 4 1.3 Bảng chỉ dẫn giới thiệu đảo nổi (giáo dục cộng đồng) - công viên gần Seul – Korea 4 1.4 Đảo nổi nhân tạo xử lý nước kênh bị ô nhiễm (Nguồn: Floating Island International, Inc.) 5 1.5 Đảo nổi nhân tạo của công ty BlueWing - USA 9 1.6 Ứng dụng đảo nổi nhân tạo của công ty BlueWing - USA 10 1.7 Đảo nổi nhân tạo của công ty Shingang Hi-Tech - Korea 10 1.8 Ứng dụng đảo nổi nhân tạo của công ty Shingang Hi-Tech - Korea 10 1.9 Vai trò của bộ rễ trong MVFI 11 1.10 Khả năng xử lý P và N hòa tan của các loài thực vật 12 1.11 Kết quả thí nghiệm dạng mẻ với 3 loài thực vật chọn lọc và một bể kiểm chứng 13 2.1 Mô hình đất ngập nước – thích nghi thực vật 17 2.2. Mô hình thảm nổi thực vật trên vật liệu xốp PE 18 2.3 Mô hình đảo nổi thực vật 19 2.4. Vật liệu dùng cho mô hình thảm nổi của Shingang Hi - Tech. 19 2.5. Quy trình các bước tiến hành nghiên cứu 20 3.1 Địa điểm tiến hành nghiên cứu (cà phê Đất Mới – thôn An Phú Tây, xã Hưng Long, huyện Bình Chánh, Tp.HCM) 21 3.2 23 3.3. Câ 23 3.4. 24 3.5 24 3.6 25 3.7 25 3.8 - 27 3.9 Biến đổi NH 4 - - 30 3.10 Biến đổi NO 3 - - - 31 vi 3.11 - 32 3.12 - 33 3.13 34 3.14 Mô hình trồng cây chuối hoa 35 3.15 Mô hình trồng cây chuối nước và cỏ vetiver 36 3.16 Đồ thị so sánh giá trị COD trước và sau khi thả đảo nổi thực vật 38 3.17 Đồ thị so sánh giá trị BOD 5 trước và sau khi thả đảo nổi thực vật 39 3.18 Đồ thị so sánh giá trị NH 4 + -N trước và sau khi thả đảo nổi thực vật 39 3.19 Đồ thị so sánh giá trị NO 3 - -N trước và sau khi thả đảo nổi thực vật 40 3.20 Đồ thị so sánh Tổng N trước và sau khi thả đảo nổi thực vật 40 3.21 Đồ thị so sánh giá trị Tổng P trước và sau khi thả đảo nổi thực vật 40 3.22 Mô hình vật liệu bằng PE 42 3.23 Mô hình đảo nổi thực vật sau 4 tuần phát triển 42 3.24 Mô hình đảo nổi thực vật sau 8 tuần phát triển 42 3.25 44 3.26 Đồ thị so sánh BOD 5 45 3.27 Đồ thị so sánh NH 4 + 46 3.28 Đồ thị so sánh NO 3 - 47 3.29 48 3.30 49 3.31 50 3.32 Đồ thị so sánh BOD 5 51 3.33 Đồ thị so sánh NH 4 + 51 3.34 Đồ thị so sánh NO 3 - 52 3.35 53 3.36 54 3.37 55 3.38 Đồ thị so sánh BOD 5 55 3.39 Đồ thị so sánh NH 4 + 56 3.40 Đồ thị so sánh NO 3 - 57 3.41 59 vii i MỤC LỤC Trang PHẦN MỞ ĐẦU 1 Tên đề tài/dự án: 1 2 Mục tiêu 1 3 Nội dung 1 3.1 Nội dung thực hiện giai đoạn 1 1 3.2 Sản phẩm 2 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 3 1.1 3 1.1.1 Sự hình thành thảm thực vật nổi tự nhiên 5 1.1.2 Các loài thực vật trên các đảo nổi tự nhiên 6 1.1.3 Ưu – nhược điểm của đảo nổi tự nhiên 7 1.1.4 Đảo nổi nhân tạo 7 1.1.5 Vật liệu chế tạo đảo nổi nhân tạo 8 1.1.6 Thảm thực vật của đảo nổi nhân tạo 10 1.1.7 Các ưu điểm của đảo nổi nhân tạo 11 1.2 MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MVFI ĐIỂN HÌNH TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 12 1.2.1 Một số kết quả N/c ngoài nước 12 1.2.2 Một số kết quả N/c trong nước 14 CHƯƠNG II: NỘI DUNG 15 2. 1 15 15 2.1.2. Phương pháp nghiên cứu 15 2.1.3. Các chỉ tiêu theo dõi 15 2.1.4. Sản phẩm nội dung cần đạt 15 2.2 2 16 2.2.1 Thí nghiệm 1 16 2. 3 17 2.3.1. Thí nghiệm 2 17 2.3.2. Thí nghiệm 3 : . 18 2 20 [...]... năng hấp thụ và xử lý KLN của một số loài thực vật nước cũng cho kết quả rất khả quan Về nghiên cứu ứng dụng thảm nổi nhân tạo để xử lý /phục hồi nguồn nước mặt bị ô nhiễm: Trần Văn Quang và cộng sự (Khoa MT-ĐHBK Đà Nẵng, 2006; 2008) về ứng dụng thảm nổi với các loài thực vật nước như cỏ vetiver, chuối Thailand để xử lý nước rỉ rác cũng như tái phục hồi một số hồ ao bị ô nhiễm tại Tp Đà Nẵng cho kết quả... này dể phục hồi hiệu quả môi trường nước bị ô nhiễm 3 Nội dung: 3.1 Nội dung nghiên cứu của đề tài 01 1 Công việc dự kiến − Khảo sát lựa chọn khu vực nghiên cứu để thiết lập mô hình pilot: quy mô diện tích pilot dao động từ 500 – 1000 m2 (dự kiến hồ/ ao ô nhiễm thuộc huyện Bình Chánh, Q.2, Thủ Đức) Tổng quan tài liệu và thiết lập phương án xây dựng mô hình thích nghi thực vật − Thiết kế kỹ thuật mô hình... BlueWing - USA 9 Hình 1.6: Ứng dụng đảo nổi nhân tạo của công ty BlueWing - USA Hình 1.7: Đảo nổi nhân tạo của công ty Shingang Hi-Tech - Korea Hình 1.8: Ứng dụng đảo nổi nhân tạo của công ty Shingang Hi-Tech - Korea 1.1.6 Thảm thực vật của đảo nổi nhân tạo Các đảo nổi nhân tạo rất khác nhau tùy thuộc vào môi trường tự nhiên bao quanh do đa phần sử dụng lại thực vật có rễ bản địa để khởi đầu (Headley and... SÁCH HÌNH SỐ TÊN HÌNH ẢNH Trang 1.1 Sơ đồ miêu tả chức năng của MVFI 4 1.2 Đảo nổi với thực vật nước tại công viên gần Seul – Korea 4 1.3 4 1.5 Bảng chỉ dẫn giới thiệu đảo nổi (giáo dục cộng đồng) - công viên gần Seul – Korea Đảo nổi nhân tạo xử lý nước kênh bị ô nhiễm (Nguồn: Floating Island International, Inc.) Đảo nổi nhân tạo của công ty BlueWing - USA 1.6 Ứng dụng đảo nổi nhân tạo của công ty BlueWing... hình thảm nổi/ đảo nổi ( kích thước thảm nổi/ đảo nổi phù hợp với diện 1 mức mức độ phát triển tốt về lá, thân, rễ và hoa ; − Thiết lập mô hình thảm nổi/ đảo nổi ( kích thước thảm nổi/ đảo nổi phù hợp với diện tích pilot) để trồng các loại thực vật đã thích nghi lên đó ; − Thả mô hình thảm nổi/ đảo nổi vào khu vực lựa chọn nghiên cứu phục hồi ; Theo dõi sự phát triển của thực vật cũng như các thông số chất... mầm trên chất nền – thảm nổi Các đảo nổi tự nhiên là môi trường sinh sống cho nhiều loài cá, ngoài ra do tính chất trôi nổi chúng cũng góp phần phân tán các hệ sinh vật mới tại các địa điểm khác với địa điểm ban đầu Quan sát cho thấy bên dưới các đảo nổi tự nhiên là một hệ động vật thủy sinh vô cùng phong phú, bao gồm ấu trùng con chuồn chuồn, bọ cạp nước (Hemiptera Nepidae), Caridina nilotica (tôm... sinh vật (cá, tôm) và cung cấp cảnh quan đẹp – có thể sử dụng làm công viên sinh thái (eco-park) thông qua việc phát triển thảm thực vật lai hợp Vai trò của đảo nổi nhân tạo trong việc cải thiện chất lượng nước và môi trường sống cho thủy sinh vật đã được đề cập trong nhiều nghiên cứu (Headley và Tanner 2006) Rất nhiều nghiên cứu về ứng dụng của đảo nổi nhân tạo bao gồm các N/c xử lý nước mưa chảy tràn... đảo nổi nhân tạo có thể được sử dụng để bảo vệ bờ biển, bảo vệ môi trường sống của động vật hoang dã, tạo cảnh quan thẩm mỹ, làm sạch/lọc nước, khử trùng sinh học và thêm vào cho các ô thị môi trường thiên nhiên cho các sinh vật (cá, chim,…) Đảo nổi nhân tạo là một xu hướng của kỹ thuật sinh thái vì chúng có giá cả phải chăng, chi phí bảo dưỡng thấp, và có thể hỗ trợ đắc lực trong việc kiểm soát ô nhiễm. .. không gây ảnh hưởng đến môi trường, nổi, dễ dàng neo và không được quá nặng (Kerr-Upal et al, 2000) Có thể làm bằng bất cứ nguyên liệu gì, nhưng nếu không đạt các yêu cầu nêu trên thì MVFI có thể không đạt được mục tiêu phục hồi môi trường nước dự kiến Vật liệu làm MVFI rất đa dạng, quan trọng là vật liệu phải nhẹ, xốp để có thể nổi trên mặt nước Ngoài ra độ dày của lớp vật liệu cũng phải tính toán để. .. nổi (Hoeger, 1988) Gần đây, công nghệ đảo nổi nhân tạo cho phép tối ưu hóa thực vật đất ngập nước bằng cách cho chúng phát triển trên các vùng nước sâu (Kerr-Upal et al, 2000; Visser et al, 2006) Từ đó gia tăng môi trường sống của động vật hoang dã và cải tạo chất lượng môi trường nước thông qua việc loại bỏ dư thừa chất dinh dưỡng và các chất ô nhiễm khác (Tanner, 1996; Stewart et al, 2008) Đảo nổi . dể phục hồi hiệu quả môi trường nước bị ô nhiễm. 3. Nội dung: 3.1. Nội dung nghiên cứu của đề tài 01 1 Công việc dự kiến Công việc đã thực hiện − Khảo sát lựa chọn khu vực nghiên cứu để. - USA 9 1.6 Ứng dụng đảo nổi nhân tạo của công ty BlueWing - USA 10 1.7 Đảo nổi nhân tạo của công ty Shingang Hi-Tech - Korea 10 1.8 Ứng dụng đảo nổi nhân tạo của công ty Shingang Hi-Tech. - USA 9 1.6 Ứng dụng đảo nổi nhân tạo của công ty BlueWing - USA 10 1.7 Đảo nổi nhân tạo của công ty Shingang Hi-Tech - Korea 10 1.8 Ứng dụng đảo nổi nhân tạo của công ty Shingang Hi-Tech