Nghiên cứu khả năng xử lý nước bị nhiễm phèn nặng tại U Minh, Cà Mau bằng một số vật liệu sẵn có tại địa phương

Nghiên cứu khả xử lý nước bị nhiễm phèn nặng U Minh, Cà Mau số vật liệu sẵn có địa phương Hoàng Văn Thơi1 Tóm tắt Nghiên cứu khả xử lý nước bị nhiễm phèn số vật liệu sẵn có địa phương, thực Lâm ngư trường U Minh I, thuộc xã Nguyễn Phích, huyện U Minh, tỉnh Cà Mau thời gian từ tháng 1/2007 đến tháng 10/2008 Nghiên cứu nhằm chọn hàm lượng thích hợp cho loại vật liệu thử nghiệm đánh giá mức độ cải thiện môi trường nước nhiễm phèn nặng địa phương sau sử dụng loại vật liệu sẵn có than bùn, chuối cây, rơm rạ Sử dụng chuối 20% đạt tiêu với 04 tiêu giảm từ 2,5 – 5,1 lần 01 tiêu tăng 1,6 lần Rơm 15% đạt tiêu, 05 tiêu giảm từ 1,5 – 3,6 lần, 01 tiêu tăng 1,6 lần Than bùn 10% đạt tiêu, tiêu giảm 2,0 - 2,9 lần, 01 tiêu tăng mức 1,4 lần Lục bình sống sinh trưởng tốt nghiệm thức sử dụng chuối 20%, không tồn nghiệm thức Than bùn 10% Rơm 15% Cá Sặt sống ao có xử lý vật liệu thí nghiệm, không tồn ao đối chứng Từ khóa: đất phèn, môi trường, than bùn, chuối cây, rơm rạ Việt Nam nước có diện tích đất phèn lớn giới với 2.140.306 ha, Đồng Sông Cửu Long (ĐBSCL) chiếm tới 88% với 1.885.890 Riêng tỉnh Cà Mau có 279.974 đất phèn, chiếm 53,73% diện tích toàn tỉnh, đất phèn hoạt động 81.285 ha, đất phèn tiềm tàng 198.689 (Phân viện Quy hoạch thiết kế nông nghiệp Miền Nam, 1999) Tuy nhiên, diện tích đất phèn tiềm tàng bị giảm nhanh chóng, nhường chỗ cho diện tích đất phèn hoạt động hoạt động kinh tế trồng rừng thâm canh, đào kênh … dẫn đến lan tỏa phèn gần toàn vùng, kéo theo hậu gây ức chế trình trao đổi chất, làm vô hiệu hoá chất dinh dưỡng môi trường đất, nước làm cho chúng tạo thành hợp chất khó hấp phụ, dẫn đến thiếu hụt giả tạo dinh dưỡng đất Hiện nay, nguồn nước mặt kênh rạch, đồng ruộng mặt đất rừng Tràm vùng U Minh hạ, bị nhiễm phèn nghiêm trọng Vào mùa mưa (tháng 10-2005) độ pH tầng nước mặt đo thấp dao động từ - Do vậy, làm hoạt hoá hợp chất gây độc cho trồng đặc biệt động vật sống nước, dẫn đến nguồn lợi cá đồng bị đe doạ nghiêm trọng đến khả sống sót trì nòi giống Có nhiều nguyên nhân gây tình trạng phèn hoá cháy rừng, khai thác rừng mức, trình đào đắp kênh mương làm cho vùng rừng Tràm rộng lớn từ U Minh tới Trần Văn Thời bị nhiễm phèn nặng Một số biện pháp xử lý phèn thực (i) biện pháp thuỷ lợi, trọng đến vấn đề đào kênh xổ phèn; (ii) Dùng nước ém phèn: Là biện pháp giữ cho mặt đất luôn ngập nước để hạn chế khả phóng thích độc chất bị oxy hóa; (iii) bón vôi làm tăng pH, giảm phèn, khử độc…Tuy nhiên, biện pháp có mặt hạn chế định, để khặc phục nhược điểm tiên hành nghiên cứu khả xử lý nước bị nhiễm phèn nặng U Minh, Cà Mau số vật liệu sẵn có địa phương 2.Nội dung, mục tiêu nghiên cứu Sử dụng vật liệu có sẵn vùng U Minh như: Than bùn, thân chuối rơm rạ sẵn có vùng để xử lý nước bị nhiễm phèn vùng U Minh Mục tiêu nghiên cứu: Xác định mức độ cải thiện môi trường nước nhiễm phèn số loại vật liệu có phổ biến địa phương như, than bùn, rơm rạ, chuối Khu vực bố trí thí nghiệm đất phèn hoạt động nông, phèn tiềm tàng với đặc trưng có độ chua cao, hàm lượng dinh dưỡng thấp, độc tố lại cao Theo tài liệu Phân viện KSTL Nam (1997) vào tháng V, VII, IX, XII năm 1993, số pH =2,7 - 5,0; đa phần mẫu nước có pH=2,7-4,0 Vật liệu phương pháp nghiên cứu Vật liệu nghiên cứu i) Rơm rạ sau thu hoạch- Vật liệu - Ký hiệu : R ii) Thân chuối sau thu hoạch - Vật liệu - Ký hiệu : C iii) Than bùn - Vật liệu - Ký hiệu :T Phương pháp nghiên cứu Bố trí thí nghiệm thăm dò khả giảm phèn số loại vật liệu có địa phương theo tỷ lệ trọng lượng loại vật liệu i) Rơm rạ sau thu hoạch: 5%, 10% 15% - Ký hiệu R5, R10 R15 ii) Thân chuối sau thu hoạch: 10%, 15% 20% - Ký hiệu C10,C15 C20 iii) Than bùn: 5%, 10% 15% - Ký hiệu T5, T10 T15 Thử nghiệm khả giảm phèn Than bùn, Chuối Rơm trường Hình Sơ đồ bố trí thí nghiệm Hộ ông Tấn R3 Hộ ông Bình T3 R2 ĐC T2 C3 C2 Hộ ông T ấ C3 R3 T1 * Diện tích thử nghiệm: Thực 10 ao nuôi cá có kích thước từ 33-72 m2 * Theo dõi biến động tiêu nghiên cứu theo thời gian tháng/lần Lấy mẫu nước ao thí nghiệm, mẫu đại diện cho ao (nghiệm thức thí nghiệm + đối chứng) Các tiêu nước cần theo dõi: DO, pH , độ mặn, SO42-, Fe2+, Fe3+, Al+3, H2S, BOD5, COD theo định kỳ tháng/lần Đánh giá mức độ cải thiện môi trường nước nhiễm phèn tiêu Chỉ tiêu hóa học nước: pH, Fe2+, Fe3+, Al3+, độ mặn, SO42-, DO , BOD5, COD, H2S đạt được; theo tiêu chuẩn Việt Nam nước phục vụ nuôi trồng thủy sản (nuôi cá đồng) Chỉ thị sinh học: (i)Thả lục bình (Eichhornia crasspipes) 50 bụi/ao, theo dõi tự tồn sau tuần; (ii) Thả cá sặt rằn(Trichogaster pectoralis) 11 con/lặp, theo dõi khả sống sót nghiệm thức thí nghiệm Kết thảo luận a Thành phần hóa học vật liệu thí nghiệm( Bảng 1) Bảng Thành phần vật liệu thử nghiệm tính theo tỷ lệ % chất TT Loại vật liệu Than bùn(T) Chuối cây(C) Rơm(R) Chất khô 40,131 4,022 69,522 Tro 8,5 6,5 9,0 Cellulose 25,46 29,03 Thành phần(%) C N P 49,35 1,736 0,216 44,55 0,294 0,281 48,75 0,630 0,153 K 0,154 2,607 1,355 Ca 0,153 0,089 0,028 Mg 0,097 0,039 0,050 Kết phân tích bảng cho thấy, hàm lượng chất khô cao có rơm sau thu hoạch chiếm gần 70%, than bùn 40,131%, thấp chuối có 4,022% Chứng tỏ hàm lượng nước chuối lớn rơm có hàm lượng nước thấp Thành phần chất xơ cao rơm với 29,03%, chuối 25,46%, than bùn phân huỷ hết chất xenlulo Về tỷ lệ bon ba vật liệu cao đồng đều, biến động từ 44,5% chuối đến 48,75% rơm 49,35% than bùn Đây thành phần quan trọng để tạo nên hợp chất hữu mùn Về dinh dưỡng than bùn giàu đạm chiếm 1,736%, chuối lại loại vật liệu chứa nhiều lân (0,2607%) nhiều kali (2,607%) Về hàm lượng Ca, Mg: Than bùn có tỷ lệ Ca cao chiếm 0,153%, chuối (0,089%), thấp rơm có 0,028% Trong Mg có nhiều than bùn (0,097%) rơm (0,050%) sau chuối xấp xỉ với rơm (0,039%) Như vậy, ngâm ba loại vật liệu nêu vào dung dịch nước phèn xảy tượng thuỷ phân chất xenlulo khoáng chất nhờ men phân giải vi sinh vật yếm khí kỵ khí b Thành phần hóa học nước phèn trước thí nghiệm (Bảng Thành phần hóa học nước phèn trước thí nghiệm Tên mẫu Thành phần(mg/l) Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Cl- Al3+ Fe3+ Fe2+ Mẫu Mẫu Mẫu Trung bình 8,5 8,17 0,8 0,8 0,6 0,73 0,603 0,78 0,567 0,65 277,8 228,6 257,5 254,64 298,5 274,8 281,7 285,0 15,78 18,24 11,78 15,27 Tên mẫu Thành phần(mg/l) DO BOD5 COD SO42- H2S NO2- NO3- NH4+ pH 8,15 7,59 7,27 7,67 2490 2634 1829 2,317,67 0,04 0,04 7,3 5,4 2,2 4,97 2,82 2,67 2,75 2,75 2,36 1,7 1,9 1,99 Bảng (tiếp theo) Mẫu Mẫu Mẫu Trung bình 10 11 9,67 5,4 5,8 4,2 5,13 78 66 38 60,67 0,03 0,02 0,02 0,02 0,69 0,24 0,16 0,36 Đ,mặn (‰) 1,7 2,0 1,6 1,8 Kết bảng cho thấy, nồng độ ion hòa tan: Na+ biến động từ – mg/l, cao so với nước sông hồ thông thường (6 mg/l), nồng độ K+ 1,7 -2,36 mg/l lại khác biệt đáng kể (2 mg/l) Nồng độ Cl-, Ca2+ Mg2+ thấp nhiều so với nước thông thường, Ca2+ thấp lần, Mg2+ thấp lần Cl- thấp 12 lần Như vậy, với nồng độ ion thấp không làm ảnh hưởng đến độ mặn nước, lượng Ca2+ Mg2+ thấp nên khả cải thiện độ chua nước phèn Nồng độ độc chất: Trái với nồng độ ion kiềm kiềm thổ có khả làm gia tăng pH nước, ion Al3+, Fe2+, Fe3+, SO42- lại có nồng độ cao nước sông hồ bình thường gấp nhiều lần pH mẫu nước thấp biến động từ 2,67 – 2,82, điều kiện thuận lợi để ion sắt, nhôm, sulphate gia tăng hoạt động gây độc Các chất dinh dưỡng: Amoni (NH+) mức trung bình cao, so với quy định nước mặt Hà Lan > mg/l coi ô nhiễm nặng, theo tiêu chuẩn nước nuôi thủy sản FAO yêu cầu nồng độ amoni < 0,2 mg/l với cá Salmonid 0,8 mg/l cá cyprinid Nitrat(NO3-) thấp so với nước bề mặt thông thường (10 - 15 mg/l) nitrit (NO2-) mức giới hạn thấp theo TCVN 5942-1995 Các thông số ô nhiễm hữu DO, BOD, COD thấp đạt so với tiêu chuẩn nước bề mặt thông thường Như vậy, kết phân tích mẫu nước trước thí nghiệm cho thấy nước khu vực bị phèn nặng, có số pH số dinh dưỡng thấp, số độc tố lại cao Điều ảnh hưởng lớn đến đời sống thủy sinh loài trồng địa phương Mặt khác, nước ao lại luôn bổ sung cách thường xuyên loại độc chất đất phèn theo chế thấm ngang chế trao đổi làm cho nước ao lại bị ô nhiễm nặng c Kết thăm dò tỷ lệ vật liệu tham gia thí nghiệm (Bảng 3) Bảng Sự biến động số pH nghiệm thức theo thời gian từ 18/01 đến 18/05/2008 Tên vật liệu Rơm Chuối Than bùn Đối chứng Ký hiệu R5 R10 R15 C10 C15 C20 T5 T10 T15 ĐC pH theo thời gian 18/01/2007 18/02/2007 2,48 3,57 3,78 4,42 2,48 3,15 3,39 3,8 2,48 3,2 3,41 3,44 2,48 2,38 18/03/2007 2,98 3,44 5,5 3,14 3,3 3,75 3,13 3,29 3,3 2,07 18/04/2007 2,98 3,51 6,21 3,14 3,25 3,77 3,13 3,33 3,36 2,09 18/05/2007 3,01 3,34 6,29 3,26 3,65 4,02 3,26 3,54 3,56 2,14 Kết bảng cho thấy, trị số pH hàm lượng chất biến động theo hướng tăng dần theo tháng 1- ổn định tháng 5, cụ thể: Đối với Rơm (R): Biến đổi pH theo thời gian Sau tháng theo dõi biến động số pH thay đổi từ 2,48 tháng đến 6,21 tháng ổn định tháng Hàm lượng 5% 10% có biến 0 động gần khác Tháng biệt Riêng hàm lượng 15% có trị số biến động tăng pH mạnh hoàn toàn khác biệt thống kê so với hàm pH 6 R5 R10 R15 ĐC lượng 10% (F05= 24.38; P= 0.0002