TY BAN NAN DAN THANE PHO HO CHI MIND
56 KHOA HOC VA CONG NGHỆ THANH PHO HO CHi MINH ow Law
NGHIEN CUU UNG DUNG HỆ SINH THÁI TỰ NHIÊN ĐỂ XỬ
LÝ NƯỚC THÁI ĐÔ THỊ VÀ TÁI TAO NGUON LOI TRONG
ĐIỀU KIỆN THÀNH PHƠ HỒ CHÍ MINH
PGS TS ĐOÀN CẢNH
ThS PHAN VĂN MINH
Thành Phố Hồ Chí Minh
Trang 2
CẢM TẠ
Nghiên cứu này đã được tiến hành trong những điểu kiện khó khăn ngoài thực địa và tài chính, nhưng đã có thể hoàn thành nhờ sự giúp đỡ chân tình, hợp
tác
và động viên của nhiều đơn vị và cá nhân
Mãi ghi nhận diéu này, chúng tôi chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến :
- Sở Khoa Học và Công nghệ TpHCM và Phòng Quản Lý Khoa học và
Công nghệ thuộc Sở đã tài trợ kinh phí và động viên nhiệt tình cho việc
thực hiện nghiên cứu
- Trung Tâm Nghiên cứu Bảo vệ Môi trường và Bệnh xá Thú Y Trường DH Nong Lam TpHCM đã không ngân ngại chia sẽ nhân và vật lực trong
việc triển khai nghiên cứu - -
-_ Bộ môn Hóa Phân Tích, Khoa Hóa, trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên Tp
HCM đã giúp đỡ, chia sẽ và hợp tác thân ái trong việc phân tích các chỉ tiêu hóa môi trường phức tạp
_ Viện Sinh học Nhiệt Đới, Trung Tâm Khoa Học Tự Nhiên và Công nghệ
Quốc gia đã giúp đỡ và khuyến khích trong việc quản lý và triển khai
nghiên cứu
- Phòng Quản lý Môi trường và Công nghệ, Viện Sinh học Nhiệt Đới; Trung tâm Kỹ thuật Hạt nhân Tp HCM và Phân Viện Khảo sát & Thiết kế Thủy Lợi Miễn Nam đã giúp đỡ và chia sẽ những khó khăn khi thực
hiện nghiên cứu
gởi lời cảm ơn trân trọng đến :
GS TS Lâm Minh triết PGS.TS Bùi Cách Tuyến PGS.TS Nguyễn
Trang 3
TÓM TẮT
Nghiên cứu được thực hiện tại lưu VỰC rạch Ruột Ngựa,
Q9 6 & 8, TpHCM Nguồn nước được lấy từ rạch nầy và có mức độ ô
nhiễm tương đương nước thải sinh hoạt có mức độ ô nhiễm trung bình Đã sử dụng 2
ao đất có diện tích trung bình 800 m/ao dé bế trí thí nghiệm như hệ ao đơn (single-pond
system) Một ao được sử
dụng như đối chứng : xử lý nước thải không kết hợp
sản xuất giống cá rô phì
(Oreochromis niloticus), Và một ao như nghiệm
thức thí nghiệm : xử lý nước thải và
sản xuất giống cá Thí nghiệm được tiến hành trong một
mùa mưa và một mùa
nắng, lặp lại 3 lần trong một mùa
Những kết quả nghiên cứu cho thấy cả bệ đối chứng
lẫn thí nghiệm đều có
hiệu quả xử lý nước thái tốt về mặt thủy lý hóa và về vi
sinh chỉ thị gây bệnh, đạt
các tiêu chuẩn môi trường và tiêu chuẩn của WHO
Tuy nhiên, hệ có kết hợp nuôi
cá có hiệu quả xử lý phospho và Tổng coliforms tốt hơn,
nhưng hiệu xuất xử lý
chất rắn Io ling (TSS) thấp hơn Đã nghiên cứu các đặc
tính định tính và định lượng
của các quần thể phiêu sinh thực vật và phiêu sinh động
vẬI Chất lượng an toàn
thực phẩm về vi sinh dich té va kim loại nặng của
cá giống được thu hoạch từ hệ
nghiên cứu đã được phân tích và so sánh với cá
được nuôi trong môi trường nước
sông khơng bị Ơ nhiễm và một số loài cá biển được
ưa thích Ngoài ra, chất lượng
cá giống từ hỆ nghiên cứu nhưng được tiếp tục nuôi trong
môi trường nước không ô
nhiễm, quá trình tự làm sạch (self-depuration),
cũng đã được 50 sánh Hiệu quả
kinh tế của việc kết hợp sản xuất cá giống từ hệ nghiên
Trang 4MỤC LỤC CAM TA i TOM TAT MUC LUC
DANH SACH CAC BANG
DANH SACH BIEU BO
pHAN1 DAT VANDE
pHAN2 VAT LIEU VA PHƯƠNG PHAP
1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu
2, Vật liệu nghiên cứu
2.J — Hệ thống ao và chế độ lấy nước
2.2 — Cá rô phi
3 Phương pháp nghiên cứu
3 — Bế trí thí nghiệm
3.2 Phương pháp thu mẫu và phân tích các chỉ tiêu thủy lý hóa
3.2.1 Phương pháp thu mẫu nước
3.22 Phương pháp phân tích chỉ tiêu thủy lý hóa
3.2.3 Phương pháp thu và phân tích mẫu phiêu sinh vật
và động vật đáy
3.2.4 Phương pháp thu và phân tích vi sinh chỉ thị g và trứng giun trong nước
Trang
3.2.5 Phương pháp thu mẫu cá và phân tích vi sinh gây bệnh
trong cá il
3.2.6 Phương pháp phân tích Kim loại nặng trong thịt cá PHẨN3 KẾT QUÁ VÀ THẢO LUẬN
CHƯƠNG 1 HIỆU QUẢ XỨ LÝ NƯỚC Ô NHIỄM CỦA HỆ AO ĐƠN
1 Đặc tính thời tiết và chất lượng nước đầu vào của nghiên cứu
1.1 Lượng mưa và giờ nắng trong hai màa nghiên cứu
].2 — Chất lượng nguồn nước đầu vào của nghiên cứu
2 Các đặc tính thủy hóa chủ yếu của hệ ao đơn trong hai
Trang 5
2] — Sự phân tẳng của ÔxY hòa tan và vai trò khuấy trộn
sinh học (Bioturbation) của cá
2.1.1 Su bién động và phân tầng trong ngày của ôXY hòa tan trong hệ
2.1.2 Tác động của việc nuôi cá đến sự phân tầng của ôxy hòa tan:
vai trò khuấy trộn sinh học của cá
22 — Biến thiên của hàm lượng chất rắn lơ lĩng (TSS)
2.3 Biến thiên của hàm lượng BOD: va COD
2.4 Biénthién của hàm lượng tổng nirogen, NH.-N, NO3-N va NO:-N
23 — Biến thiên của hàm lượng phosphor
26 — Biến thiên của hàm lượng kim loại nặn§ và thuốc trừ sâu
2.6.1 Sự biến thiên của hàm lượng kim loại nặng
2.6.2 Sự biến thiên của hàm lượng thuốc trừ sâu
27 — Biến thiên của hàm lượng các vi sinh chỉ thị gây bệnh và trứng gian
2.7.1 Biến thiên của hàm lượng Tổng Coliforms theo
thời gian thí nghiém trong hệ ao đơn
2.7.2 Biến thiên của hàm tượng StreptococcuS phân
theo thời gian thí nghiệm trong hệ ao đơn
2.73 Biến thiên hàm lượng Coliforms phân
trong hệ ao đơn theo thời gian thí nghiệm
2.7.4 Biến thiên của hàm lượng trứng giun sán
theo thời gian thí nghiệm trong ““ hệ ao đơn
Đặc tính và sự biến động của các quần thể phiêu sinh thực vật ll Đặc tính định tính 1.2 Đặc tính định lượng Đặc tính và sự biến động của các quần thể phiêu sinh động vật 2/1 Đặc tính định tính 2.2 Đặc tính định lượng Thảo luận 1V
CHƯƠNG 2 ĐẶC TÍNH VÀ SỰ BIẾN ĐỘNG CỦA CÁC QUẦN THỂ PHIÊU SINH THỰC VẬT VÀ PHIÊU SINH ĐỘNG VẬT
Trang 6“”
CHUONG 3 CHAT LUONG AN TOAN THUC PHAM CUA
CÁ GIỐNG DUOC SAN XUẤT TỪ HỆ AO ĐƠN
VA HIEU QUA KINH TE 1 Chất lượng vi sinh dịch tễ 11 12 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7
Chi tiéu Coliforms phan (Faecal coliforms)
Chỉ tiêu tổng vi khuẩn hiếu khí
Chỉ tiêu Staphylococcus aureus
Chi tiéu Clostridium perfringens
Chi tiéu Salmonella
Kết quả phân tích vi sinh trong cá sau quá trình làm sạch (depuration) trong nước sạch tại Trại nuôi Thủy sản Phú Hữu
Thảo luận
2 Hàm lượng kim loại nặng trong thịt cá
3 Hàm lượng dư lượng thuốc trừ sâu
4 Hiệu quả kinh tế của hệ ao đơn trong việc tái tạo nguồn lợi thông qua sản xuất cá rô phí giống
4.1 4.2
Canh tác lúa truyền thống
Trang 7
DANH SÁCH BẰNG Bảng 1: Lượng mưa và Giờ nắng trong suốt thời gian thí nghiệm
Bảng 2: Chất lượng nước đầu vào của hệ thống nghiên cứu
Bảng 3: Biên thiên của hàm lượng TSS theo thời gian thí nghiệm trong hệ ao đơn
Bảng 4: Biến thiên của hàm lượng BOD¿ theo thời gian thí nghiệm trong
hệ ao đơn
Bảng 5: Biến thiên hàm lượng COD trong hệ ao đơn theo thời gian thí nghiệm
Bảng 6: So sánh hàm lượng BODs lọc và BODs đầu ra của các thí nghiệm
trong hai mùa
Bảng 7: Biến thiên của hàm lượng Tổng Nitrogen trong hệ ao đơn theo thời gian
thí nghiệm
Bảng 8 : Biến thiên của hàm lượng NH4-N trong hệ ao đơn theo thời gian thí nghiệm
Bảng 9: Biến thiên hàm lượng NO2-N trong hệ ao đơn theo thời gian thí nghiệm
Bảng 10: Biến thiên hàm lượng NO3-N trong hệ theo thời gian thí nghiệm
Bang 11: Bién thién ham lugng Phospho hoa tan (mg/L) trong hé ao đơn theo
thời gian thí nghiệm
Bảng 12 :Biến thiên hàm lượng Tổng phosphor trong hệ ao đơn theo thời gian
thí nghiệm
Bảng 13: Biến thiên Tổng coliform trong hệ ao đơn theo thời gian thí nghiệm
Bảng 14: Biến thiên Faecal streptococcus trong hé ao don theo thdi gian thi
nghiém
Bảng l5 : Biến thiên Faecal coliforms trong hệ ao đơn theo thời gian thí nghiệm
Bảng 16: Thành phần loài của các quần thể tảo trong hai mùa mưa và nắng trong hệ ao đơn Bảng 17 : Số lượng loài theo hai mùa mưa và nắng của các ngành tảo trong hệ ao đơn Bảng 18: Số lượng loài tảo theo hai mùa mưa và nắng của các ngành tảo trong hệ ao đơn Bảng 19: Biến thiên cấu trúc số lượng loài (%) giữa các ngành tảo theo thời gian thí nghiệm trong mùa khô
Bảng 20: Biến thiên cấu trúc định tính (%) của các ngành tảo theo thời
gian thí nghiệm
trong mùa mưa
Bảng 21: Sự biến động số lượng cá thể tảo (tế bao/L) theo thời gian thí nghiệm Bảng 22: Cấu trúc định lượng (%) của các quần thể tảo theo thời gian thí nghiệm trong mùa khô Bảng 23 : Cấu trúc định lượng (%) của các quan thể tảo theo thời gian thí nghiệm trong mùa mưa
Bảng 24 :Danh mục các loài phiêu sinh động vật trong hệ ao đơn trong
bai mùa mưa nắng
Báng 25: Biến động số lượng loài phiêu sinh động vật trong hệ ao đơn
Trang 8
Bảng 26 : Cấu trúc định tính các quẫn thể phiêu sinh động vật trong hệ ao đơn trong mùa
khô
Bảng 27: Cấu trúc định tính các quần thể phiêu sinh động vật trong hệ ao
đơn trong mùa mưa Bảng 28 : Số lượng cá thể phiêu sinh động (con) trong hệ ao đơn trong hai mùa mưa nắng Bảng 29: Cấu trúc định lương của các quần thể phiêu sinh động vật trong mùa khô trong hệ ao đơn Bảng 30: Cấu trúc định lương của các quần thể phiêu sinh động vật trong mùa mưa khô trong hệ ao đơn Bảng 31: Hàm lượng FC trong thit và ruột của cá giống sản xuất từ hệ ao đơn và sau khi
được nuôi trong nước sạch (depuration)
Bảng 32: Hàm lượng Tổng vi khuẩn hiếu khí trong thịt và ruột của cá giống sản xuất từ
hệ ao đơn và sau khi được nuôi trong nước sạch (depuration)
Bảng 33: Nông độ Staphylococcus aureus trong thịt và ruột cá giống và cá thịt
Bảng 34: Nông độ Clostridium perfringens trong thịt và ruột của cá giống và cá thị
Bảng 35: Hàm lượng vi sinh chi thị gây bệnh trong nước tại trại Phú Hữu
Bảng 36: Nông độ vi sinh trong thịt cá sau quá trình làm sạch từ
nước sạch của trại nuôi
thủy sản Phú Hữu
Bảng 37: Nông độ vi sinh trong ruột cá được nuôi từ nước sạch của trại
nuôi thủy sản Phú
Hữu
Bảng 38: Tiêu chuẩn vi sinh áp dụng cho nhóm cá và thủy sản
Bảng 39: Kết quả phân tích kim loại nặng trong thịt cá của mô hình thí nghiệm (đơn vị ppb, trọng lượng tươi) Bảng 40: Kết quả phân tích kim loại nặng trong thịt cá được sản xuất từ trại Phú, Hữu (đơn vị: ppb trọng lương tươi) Bảng 41: Hàm lượng kim loại nặng hiện điện trong nước của hệ ao thí nghiệm XLNT va
trại Phú Hữu (don vi: ppb)
Bang 42: Bang so sánh hàm lượng kim loại nặng trong thịt cá của thí nghiệm
với tiêu
chuẩn cho phép của Bộ Y tế (đơn vị: ppb, trọng tượng khô)
Bảng 43: Hàm lượng Crom trong mẫu cá biển thông thường
Trang 9
DANH SÁCH BIEU DO
Biểu đồ 1: Tổng lượng mưa (mm) và Tổng giờ nắng (giờ) trong các tháng trong năm 2001- 2002 (nguồn: Đài Khí Tượng Thủy Văn phiá nam, trạm Tân Sơn Nhất) Biểu để 2a: Biến động ham lugng oxy hòa tan trung bình (% bảo hòa) trong hệ ao đơn
theo thời gian thí nghiệm trong mùa khô
Biểu đồ 2b : Biến động hàm lượng 0XY hòa tan trung bình (% bảo hòa) trong hệ ao đơn
theo thời gian thí nghiệm trong mùa mưa
Biểu đồ 3a: Sự phân tầng nhật ky Oxy hòa tan (% bão hòa) trong hệ ao đơn có nuôi cá
vào mùa mưa
Biểu dé 3b: Su phan tang nhat ky Oxy hòa tan (% bão hòa) trong hệ ao đơn
không nuôi cá vào mùa mưa
Biểu đổ 3c: Sự phân tầng nhật kỳ Oxy hòa tan (% bão hòa) trong hệ ao đơn có nuôi cá vào
mùa khô
Biểu đổ 3d: Sự phan tang nhat ky Oxy hòa tan (% bão hòa) trong hệ ao đơn không nuôi cá
vào mùa khô
Biểu đổ 4: Biến thiên hàm lượng TSS trong hệ ao đơn có và không nuôi cá theo
thời gian thí nghiệm trong mùa mưa và mùa khô
Biểu đồ 5: Biến thiên hàm lượng TSS trong hệ ao đơn có và không nuôi cá theo thời gian
thí nghiệm trong mùa mưa và mùa khô
Biểu đồ 6: Biến thiên BOD5 và COD trong hệ ao đơn theo thời gian thí nghiệm
Biểu đồ 7: Biến thiên của hàm lượng Tổng nitrogen và NH4-N theo thời gian thí nghiệm
Biểu để 8 : Biến thiên của hàm lượng SRP theo thời gian thí nghiệm trong hệ ao đơn
Biểu đô 9: Biến thiên hàm lượng Tổng Phospho hoà tan theo thời gian thí nghiệm
Biểu đê10:Biến thiên hàm lượng Tổng Cr theo thời gian thí ngnghiệm Biểu đề 11: Biến thiên hàm lượng Pb theo thời gian thí nghiệm
Biểu đồ 12: Biến thiên hàm lượng Hg theo thời gian thí nghiệm
Biểu đồ 13: Biến thiên hàm lượng Cd theo thời gian thí nghiệm
Biểu đô 14: Biến thiên của hàm lượng Tổng coliforms khí theo thời gian thí nghiệm
Biểu đề 15: Biến thiên hàm lượng Streptococcus phân theo thời gian thí nghiệm trong hệ ao
Biểu để 16: Biến thiên của hàm lượng Coli phân theo thời gian thí nghiệm trong hệ ao
đơn
Biểu đỗ 17: Biến thiên số lượng loài tảo theo thời gian thí nghiệm trong hệ ao đơn
Trang 10
Biểu để 19: Biến thiên cấu trúc định tính (%) giữa các ngành tảo theo thời
gian thí
nghiệm trong mùa khô
Biểu đồ 20: Biến thiên cấu trúc định tính (%) của các ngành tảo theo thời
gian thí nghiệm
trong mùa mưa
Biểu đồ 21: Sự biến động số lượng cá thể tảo (tế bào/L) theo thời gian
thí nghiệm
Biểu đồ 22: Sự biến động cấu trúc định lượng (%) của các quan thể tảo
theo thời gian thí
nghiệm trong mùa khô
Biểu đồ 22: Sự biến động cấu trúc định lượng (%) của các quần thể tảo
theo thời gian thí
nghiệm trong mùa mưa
Biểu đồ 24 : Biến đơng số lượng lồi phiêu sinh động vật trong hỆ
ao đơn
Biểu đô 25: Cấu trúc định tính các quan thể phiêu sinh động vật
trong hệ ao đơn trong mùa khô
Biểu để 26: Cấu trúc định tính các quần thể phiêu sinh động vật trong
hệ ao đơn trong
mùa mưa
Biểu đồ 27: Số lượng cá thể phiêu sinh động vật (con/ Ð trong
hệ ao đơn trong hai mùa
Biểu đồ 28: Sự biến động về Cấu trúc định lương của các quần thể
phiêu sinh động vật
trong mùa khô trong hệ ao đơn
Biểu đồ 29: Cấu trúc định lương của các quần thể phiêu sinh động
vật trong mùa mưa
trong hệ ao đơn
Trang 11
PHAN 1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Sự ô nhiễm của các nguồn nước mặt ngầy càng gia tăng trên toàn thế giới
đến mức
tất cả các nước đều đặt thành mối quan tâm hàng đầu trong các chiến
lược về môi trường
của quốc gia mình Nguyên nhân chính của vấn nạn này là các nguồn
nước thải đô thị
(sinh hoạt và công nghiệp) không được xử lý và thải vào các nguồn nước mặt, đặc biệt là ở các nước đang phát triển Trong thực tế, các nước đang phát triển không dễ dàng xử lý nước thải đô thị, bởi vì tình hình phát triển kinh tế còn yếu kém và bởi vì các công nghệ xử lý nước thải biện có khá đất đỏ để các nước này có thể sử dụng Theo tính toán của Ngân hàng Thế giới, những nước có GNPingười từ 300-400 USD sẽ mất đến hàng trăm năm mới có thể xử lý 100% nước thải của họ, dầu rằng chỉ cẩn sử dụng công nghệ bùn
hoạt tính (Grau,1994; Gijzen,1998) Vì vậy một trong những hướng
nghiên cứu quan trong
hiện nay là tầm các giải phấp công nghệ thích hợp về kinh tế nhưng vẫn
đạt hiệu quả cao
Những năm vừa qua đã chứng kiến một sự chuyển địch mạnh
mẽ trong các chiến
lược xử lý nước thải từ công nghệ cao sang công nghệ sinh
thái (eco-tech) hiệu qua, chi
phí thấp, và vững bên về môi trường bằng cách dựa vào các nguồn tài
nguyên sinh học
sản có tại địa phương và dựa trên các nguyên lý sinh thai
(Saha & Jana, 2003) Một trong
các giải pháp này là nghiên cứu công nghệ hệ Ào Sinh Học
(Stabilization Ponds) Công
nghệ Ao sinh học, thực ra, đã xuất hiện rất sớm nhưng các
nghiên cứu thường chủ yếu chỉ
tập trung vào những khía cạnh xây dựng dân dụng (civil engineerings),
Va những hiểu biết
về các đặc điểm sinh thái học thì hãy còn rất hạn chế, mặc dâu
cơ chế hoạt động của hệ
Ao sinh Học được biết chủ yếu dựa trên nguyên tắc chuỗi thức ăn sinh thái (ecological food chains) Do đó những nghiên cứu về sinh thái học của hệ này có lẽ sẽ làm sáng tỏ hơn về đặc tính hoạt động của nó, đặc biệt là ở các vùng khí hậu khác nhau nhằm có thể xác định hiệu quả ứng dụng ở các điểu kiện tự nhiên khác nhau Thành phố Hỗ Chí Minh (Tp HCM), tương tự cũng đang đối diện với vấn nạn 6
nhiễm nguồn nước mặt do nước thải đô thị Tác hại có thể nhận
thấy hiện nay của vấn nạn
này là hạn chế nguồn nước sử dụng cho các hoạt động nông
nghiệp trong nhiều vùng ven
và ngoại thành mà các phương tiện truyền thông thường đưa tin Đã có
nhiều nghiên cứu vẻ các công nghệ khác nhau tronE xử lý nước thải sinh hoạt và công
nghiệp ở TpHCM
Tuy nhiên những nghiên cứu về công nghệ Ao Sinh Học
rong điểu kiện tự nhiên của Tp
là còn khá ít, đặc biệt các nghiên cứu về khía cạnh sinh thái học
của hệ này Vì vậy rất cân thiết nghiên cứu hoạt động của hệ về mặt sinh thái học nhằm
tạo điều kiện cho những ứng dụng ở quy mô thực tiến
Để công nghệ Ao Sinh Học có thể ứng dụng cao vào thực tiễn
của TpHCM, các nghiên cứu vé hé Ao sinh học nên bao gồm các nội dung sau:
1) Hiện nay công nghệ Áo Sinh Học đang được nghiên
cứu và ứng dụng chủ yếu dạng ao
liên hoàn (pond series) và theo kiểu xử lý nước thai Lién tuc (flow-through)
Về sinh thái
học đây là một hệ mở Vì vậy, nó khó có thể cho thấy
Trang 12trong một điều kiện tự nhiên cụ thể Trái lại, nghiên cứu xử lý nước thải trong hệ ao đơn tức xử lý theo từng mở (batch treatment), sé giúp đơn giản hóa việc nghiên cứu các đặc tính sinh thái học cd sở của hệ Ao sinh hoc vì đây là một hệ sinh thái kín Do đó, nghiên cứu hoạt động của hệ ao đơn (hệ kín) trước tiên, rồi từ đó tạo cơ sở để nghiên cứu thành lập hệ ao liên hoàn (hệ mở) sẽ là hướng nghiên cứu thích hợp Ngoài ra, nghiên cứu xử lý
nước ô nhiễm bằng hệ ao đơn cũng sẽ giúp tạo ra một công nghệ rất phù hợp điều kiện
đất đai hạn chế của nhiều hệ thống canh tác có quy mô nhỏ ở ngoại thành Tp HCM Các
nghiên cứu hệ ao đơn hiện cũng chỉ có một vài công trình được thực biện
tại Brazil và
Tsrael (Mara & cộng tác viên, 1996)
2) Xác định hiệu quả xử lý của nó trong cả hai mùa mưa nắng với các
khía cạnh thủy hóa và thủy sinh 3) Nghiên cứu khả năng nối dài chuỗi thức ăn sinh thái của hệ ao đơn bằng một bậc sử dung (consumer) cao hơn nữa là cá cũng SẼ có ý nghĩa thực tiễn lớn Nó sẽ tăng cường khả năng tái tạo nguồn lợi, bên vững hơn về môi trường và ẠO r4 nguôn thu nhập có ý nghĩa kinh tế, đặc biệt là ở những vùng nuôi cá của Tp đang bị tác hại bởi nguồn nước thải
đô thị Tuy nhiên, để thực hiện được điêu này, cũng cần phải nghiên cứu chọn lựa các loại hình nuôi cá phù hợp với yêu câu kỹ thuật của quá trình xử lý nước thải đô thị Trong đó , yêu cầu về sự ngắn hạn của chu kỳ nuôi sao cho không kéo đài thời gian lưu nước để xử lý quá lâu có lẽ là yêu cầu quan trọng nhất
Với quan điểm trên, dường như rằng việc kết hợp xử lý nước thải đô thị với
sẵn xuất
cá giống là một giải pháp tối ưa Về mặt lý thuyết, sẵn xuất cá giống bằng nước thải (sau
xử lý) có nhiều ưu điểm kinh tế-kỹ thuật hơn nuôi cá thịt:
- Chu kỳ sẵn xuất cá giống thường ngắn, 1-2 tháng, hơn thời gian nuôi
cá thịt, 6-12
tháng, nhờ vậy có thể giúp hạn chế những cẩn ngại đối với thời
gian lưu nước Nhờ
ngắn hạn nó cũng giúp hạn chế tối đa khả năng tích lũy sinh học các chất độc hai, cũng như sự nhiễm các mâm bệnh cho người Ngoài ra chu kỳ sản xuất ngắn còn
giúp dễ quan lý các rủi ro thiệt hại trong sản xuất đo cá chết bởi nước thải
- Các phiêu sinh vật phát triển trong hệ ao sinh học nhờ các muối dinh dưỡng còn lại
trong nước thải là thức ăn chủ yếu cửa giai đoạn cá giống, do đó cá giống là bậc tiêu thụ (consumer) trực tiếp và hữu hiệu đối với các phiêu sinh vật, tái tạo lại nguồn lợi vật chất Về ý nghĩa kinh tế đầy là một loại hình sản xuất mà không phải dùng thức ăn
nhân tạo, để giảm chỉ phí đầu tử
- Cá giống sau sản xuất sẽ được chuyển sang các vùng nước sạch
để nuôi cá thịt một
cách tự nhiên qua con đường thương mại Đặc điểm này tình cờ đã tạo
ra quá trình
cách ly tự nhiên sản phẩm khỏi môi trường nhiễm bẩn, và nhờ đó cá có thể sử dụng
Trang 13
PHÂN2 VAT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU
Thí nghiệm được tiến hành trong mùa mưa năm 2001,
từ 19⁄4 đến 23/8/2001, và
trong mùa khô năm 2002, từ 11/12/2001 đến 13/5/2002
Nghiên cứu được thực hiên tại trại sản xuất giống cá
tư nhân Phường 16, Quận 8, Thành phố Hồ Chí Minh, thuộc lưu vực rạch Ruột Ngưa
có kết nối chặt chế với lưu vực kênh Tân Hóa - Lò Gốm và Tàu Hu - Bến Nghé, là khu vực có nguồn nước
mặt bị Ô
nhiễm nghiêm trọng (PMU 415, 2002)
2, VAT LIEU NGHIEN CUU
2.1 HỆ THỐNG AO VÀ CHẾ ĐỘ LẤY NƯỚC
Ao thi nghiệm gồm có hai ao, mỗi ao có diện tích khoảng
800 m2 Trước mỗi đợt
thí nghiệm, ao được làm sạch cổ ven bờ, san bùn
đáy ao, rãi vôi để diệt cá tập và phơi
nắng đầy ao khoảng 1 ngày Khi triểu lớn, bắt đầu tấy nước
mặt Ô nhiễm (“nước đen”) từ kênh qua cống ngẫm vào ao để đạt mức nước trong a0 0,8
— 1,0 m Sau đồ cống được đóng
lại và không châm nước định kỳ vào ao trong suốt
thời gian thí nghiệm Thời gian lưu
nước của hệ là 5 tuần
22 CA RO PHI
Sử dụng cá rô phi (Oreochromis niloticus) bO me có kích
thước tưởng đương nhau
khoảng 6 con/Kg và đã thành thục sinh sắn cho
thí nghiệm sản xuất giống cá trong hệ ao
đơn
Bên cạnh cá bố mẹ, cá rô phi giống được sản xuất từ
thí nghiệm cũng đã được sử
dụng để so sánh và đối chiếu về chất lượng dich té và tích
tụ kim loại nặng với cá giống
rô phi được san xuất trong diéu kiện nước khơng bị Ơ nhiễm
tại trại cá Phú Hữu
3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM
Nghiên cứu gồm 02 thí nghiệm nối tiếp theo thời gian Sơ
đỗ 1 trình bày quá trình
của 2 thí nghiệm Thí nghiệm thứ nhất nhằm đánh giá khả
năng xử lý nước Ô nhiễm và
sản xuất giống cá của hệ ao đơn Thí nghiệm thứ hai nhằm
đánh giá quá trình tự đào thải
chất có hại trong cở thể của cá (depuration) thông
qua đánh giá chất lượng dịch tễ và kim
loại nặng của cá giống một khi được chuyển sang
nuôi trong môi trường sạch Cả hai thí
nghiệm này được thực hiện trong cả hai mùa
Trang 14|: Thí nghiệm về khả năng xế lý nước bị ô nhiễm và sẵn xuất cá giống đồng thời của hệ ao đơn
Thí nghiệm gồm 01 nghiệm thức và 01 đối chứng được bố trí theo phương pháp khối hòan toàn ngẫu nhiên (Randomized Complete Block) và được lap lại 02 lần trong mùa nắng và 03 lần trong mùa mưa Mỗi lần kéo đài 05 tuần, tương đương với một chu kỳ
sẵn xuất giống cá rô phi
e Nghiệm thức thí nghiệm: Ao được lấy nước vào để đạt mức nước từ 0,8 — 1,0
m
Tiến hành khảo sát các thông số chất lượng nước đầu vào và nước trong a0 định kỳ hàng tuần Tiến hành lấy mẫu nước đầu vào và nước trong ao định kỳ hằng
tuần để khảo sát các chỉ tiêu hóa lý nước, vì sinh chỉ thị gây bệnh, phiêu sinh
vật và động vật đầy Ao được thả cá bố mẹ sau khoảng l tuần lưu nước với số
lượng khoảng 1000 con, tỉ lệ đực : cái = l : 5 Cá bố mẹ được giữ trong
ao
khoảng 2 tuần, sau đó dùng lưới có mắt lưới lớn để lưới cá bố mẹ ra khdi ao,
giữ cá con vừa được sinh sản lại trong ao Kết thúc đợt thí nghiệm (sau 5 tuần),
dùng lưới thu toàn bộ cá con Dùng lồng phân cỡ cá (theo chiều cao thân phân
thành cỡ lỗng 6,8, 10 và > 10 cm) và cân trọng lượng các cỡ cá, để tính sản
lượng mỗi đợt Thu mẫu ngẫu nhiên cá giống để kiểm tra chất lượng dịch tế và
kim loại nặng trong cá
« Đối chứng: Ao được tiến hành lấy mẫu nước và khảo sắt các chỉ tiêu tương tự như nghiệm thức thí nghiệm nhưng không tiến hành thả cá vào ao để sản xuất Thí nghiệm về khả năng tự tẩy sạch tự nhiên các chất ô nhiễm tích tu trong co thể cá
Cá giống sau khi được thu hoạch từ hệ ao đơn thí nghiệm nói trên sẽ đuợc chuyển đến trại cá giống Phú Hữu, Quận 9, TpHCM để nuôi tiếp trong nước sạch 5-6 tuân nữa Phân tích các chỉ tiêu vi sinh gây bệnh trong một và thịt cá cũng như kim loại nặng trong thịt cá trước và sau thí nghiệm để so sánh với cá giống được bản thân trai này sản xuất trong điểu kiện nước sạch
3.2 PHUONG PHAP THU MAU VA PHAN TICH CÁC CHỈ TIỂU THỦY LÝ HÓA
3.21 Phương pháp thu mẫu nước:
Mỗi ao bố trí hai cầu thu mẫu cách bờ khoảng 3 m: một gần cống lấy nước và một
ở phía đối diện cuối ao (điểm A và điểm B như hình vẽ) Mỗi điểm thu mẫu ở ba độ sâu khác nhau (20, 50 và 80 cm), sau đó trộn lại thành một mẫu gộp Bên cạnh thu mẫu nước đầu vào, hàng tuấn tiến hành thu mẫu nước trong ao cho đến khi kết thúc một đợt thí nghiệm (5 tuần) như đã nói ở trên
Trang 15
3.2.2 Phương pháp phân tích chỉ tiêu thủy hóa lý:
Các chỉ tiêu pH, độ dẫn điện, độ đục, nhiệt độ, độ
mặn và oxy hòa tan
Các chỉ tiêu pH, độ dẫn điện, độ đục, nhiệt độ, độ
mặn đo tại điểm thu mẫu ở các
độ sâu 20, 50 và 80 cm trước khi thu mẫu nước bằng thiết
bị cầm tay Horiba U-10 và ôxy
hòa tan được đo theo các độ sâu tưởng tự bằng thiết
bị Oxi 320 và điện cực CellOx 325
Các chỉ tiêu thiy héa co bdn
Các chỉ tiêu thủy hóa cở bản được nghiên cứu đã được
phân tích theo phương pháp
chuẩn (Standard Methods) của APHA (1995) như
được để cập dưới đây theo các mã SỐ
tương ứng của từng phương pháp:
BOD; không lọc — APHA (5210 B), COD/COD
loc — APHA (5220 Cc); Ammonia
(NHa*/NH3) — APHA (4500-NH3 B, C va F); Nitrate (NO3)
- Disulfophenic acid; Nitrite
(NO2) - APHA (4500-NOz B), N tổng số; P hòa
tan dang hoạt động (SRP — Soluble
Reactive Phosphorous) — APHA (4500-P E); P tổng
số APHA (4500-P B va E); Sulfide ($Ở
)~ APHA (4500-5” C và DỲ; Sulfate (SO.”) ~ APHA (4500-SO.” E)
Kim loai ndng (Cd, Cr, Hg, Pb)
Miu dude bao quan bing HNO: dam đặc, pH < 2, chứa bing
Trang 16
Sơ độ }: Bế trí thí nghiệm 2 giai đoạn
1L với nước ô nhiễm
Trang 17
«— Đối với Hg:
Phân tích Hg bằng phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử sử dụng kỹ thuật
nguyên tử hóa hơi lạnh ghép nối bộ phận lạo hỗn hống với vàng (CV-Amalgam-AAŠ:
Cold Vapor Amalgamation Atomic Absorption Spectrometry)
- Thiét bi: quang phổ hấp thu nguyên tử Perkin Elmer P4000 ghép nối với
bộ hóa
hơi MHS-10 và bộ tích góp
- Bước sóng: 253,7 nm Khe 0,7 nm Khi mang: Argon Thời gian tích góp: 5 phút
Thời gian đo: 10s «_ Đối với Cr : Phân tích Cr bằng phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử sử dụng kỹ thuật nguyên tử hóa ngọn lửa (F-AAS: Flame Atomic Absorption Spectrometry) sau khi đã làm giàu mẫu
- Thiết bị: quang phổ hấp thu nguyên tử Perkin Elmer P4000
- Bước sóng: 357,9 nm Khe: 0,7 nm Ngọn lửa: CaHz/không khí, chế độ khử (CoH2:khong khi = 30:35) e Đối với Pb và Cả: Phân tích các nguyên tố Pb và Cd bing phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử sử dụng kỹ thuật nguyên tử hóa nhiệt điện (lò graphite) hiệu chỉnh nên bằng hiệu ứng Zeemann (ZGF-AAS: Zeemann Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry) - Thiết bị: quang phổ hấp thu nguyên tử lò graphit€ sử dụng hiệu ứng Zeemann Hitachi 170-70 - Bước sóng: 283,3 nm (Pb) và 228,28 nm (Cd) Khe: | nm Khí mang: Argon LO graphite pyrocoated + platform
3.2.3 Phương pháp thu và phân tích mẫu phiêu sinh vật và động
vật đáy
Phương pháp thu và cố định mẫu :
Mẫu thực vật phiêu sinh (Phytoplankton) và động vật phiêu sinh (Zooplankton) được thu là mẫu trộn: trong mỗi ao, chọn lấy hai vị trí (rùng với hai vị trí của hai điểm lấy thủy hóa trong mỗi ao) mỗi vị trí lấy khoảng 6 lít nước ở tầng mặt bằng cách múc trộn chung
lại với nhau trong xô thành khoảng 12 lít Từ phần nước trộn chung
Trang 18
- - Định lượng Zooplankton: lấy 10 lít nước (nước trộn chung)
lọc qua lưới Juday (hình
phểu) với kích thước mắt lưới là 25um Phần nước và sinh vật trên
lưới (không đi qua
được mắt lưới) được cho vao lo plastic (thé tich 150ml), rồi cố định bằng formol giống như phytoplankton - Định tính Phytoplankton và dinh tinh Zooplankton: lấy giống nhau, đều dùng lưới Tuday (kích thước mắt lưới là 25um), kéo trên và bên đưới mặt aO tại 2 vị trí đã dùng
để thu mẫu định lượng, sau d6 cho vao lo plastic va cố định bằng formol
- Mẫu Protozoa: sử dụng chung với mẫu Zooplankton (sau khi
phân tích Zooplankton,
dùng mẫu đó để phan tich Protozoa)
- Mẫu định lượng động vật đáy (Zoobenthos): được thu bằng cuốc bùn Peterson điện tích mỗi cuốc là 0.025mŸ, mỗi ao thu tại 2 vị trí, mỗi vị trí lấy 2 cuốc (lấy cách bờ ao khoảng 2 - 3m), tổng cộng là 4 cuốc (diện tích tổng cộng là 0.1m) 4 cuốc bùn sẽ cho vào một rây (đường kính 35 cm, kích thước 15 rây là 0.3mm), sau đó sàng dười nước để
loại bỏ phần lớn bùn phần còn lại trên rây (gồm Zoobenthos và
xác bã hữu cơ) cho
vào lọ plasuc (cỡ lớn) rỗi cố định bằng formol
- Mẫu định tính Zoobenthos: dùng rây vớt ven bờ có để bắt thêm một
số loài động vật
sống quanh cây bụi thủy sinh khác, và cho chúng vào một lọ plastic khác,
cố định bằng
formol
Phương pháp phân tích mẫu :
- Mẫu định lượng Phytoplankton được lắng trong ống đong 1 lít, sau ít nhất 2 ngày thì loại bỏ phần nước trong ở trên, chỉ lấy phần tảo lắng dưới đầy ống dong và một phần nước Sau đó cho vào một ống đong khác (ống đong thứ 2) và giữ ở một thể tích xác định trước khi hút ra Iml, cho lên buông đếm và đếm Buông đếm được chia làm 1000 ô
(window), nhưng chỉ đếm trong một số lượng ô xác dinh, tay theo mật độ
tao nhiéu hay it
Đếm 2 lần, lấy trung bình và suy ra số lượng tho trong cả buông đếm (1000
ô = 1ml), từ đó tính ra mật độ tảo trong thể tích trong ống đong thứ 2 và suy ra mật
độ táo trên 1 lít nước
Mẫu định tính phytoplankton cũng được lắng, lấy phần tảo nằm dudi day
lo plastic,
cho lên lam và xác định tên khoa học bằng kính hiển vi
thường (bright field)
Trang 19Ị
Định lượng ProtoZOa: sử dùng mẫu định lượng Zooplankton lắng trong
ống đong
đến một thể tích nhất định nào đó (ví du a ml), sau d6 hut ra
0.1ml mau trong a mi, dua
lên lam, đặt trên kính hiển vi Ghi nhận và đếm số lượng các
giống loài trong 2 lam
(0.1mUlam * 2 lam = 0.2ml) Đơn vị tính: cá thể/lít Công
thức tinh: A= (n*a/0.2)/10 (io
Út nước lọc qua lưới) Với n: số lượng cá thể đếm được trong 0.2ml, a: thể tích mẫu trong ống đong - Định lượng Zoobenthos: ghi nhận và đếm số lượng tất cả các loài có trong mẫu định lượng đơn vị tính: cá thể/m” Công thức tính: A = n*10 Với n: số lượng cá thể trong mẫu định lượng Dinh tinh Zoobenthos: ghỉ nhận thành phần loài Zoobenthos trong mẫu định tinh va các loài động vật sống quanh cây bụi thủy sinh Tóm tắt thành bằng sau: Ghi nhận thành phẩn Đếm số lượng từng giống tẢo trong một số Ơ lồi tảo hiện diện trong mẫu định tính Phytoplankton trong buông đếm Đếm 2 lần, lấy trung bình ,
Công thức tinh: A= (n* 1000/k)*a
Với: n: tổng số tế bào (chuỗi) tảo, là số lấy
trung bình, k: số ô đã đếm trong buông
đếm, a: thể tích mẫu lắng trong ống đong
(ưước khi hút ra đưa lên buồng đếm)
Đơn vị tính: tế bào (chuỗi,
Ghi nhận và đếm số lượng tất cả các loài có Zooplankton Ghi nhận tất cả các loài trong mẫu Công thức tính: A=n/10 Với n: số lượng cá thể trong mẫu Đơn vị nh: cá thể/m`
Ghi nhận và đếm số lượng các giống loài
trong 2 lam (0.1ml * 2 lam = 0.2m])
Công thức: À = (n*a/0.2)/10
Với: n: số lượng cá thể đếm được trong 0.2ml, a: thể tích mẫu trong ống đong Đơn vì tính: cá thé [it T Ghi nhan va đếm số lượng L có trong mẫu định tính Protozoa Lắng trong ống đong đến thể tích 50ml
Ghi nhận các giống loài hiện diện trong 2 lam ất cả các loài có
| Zoobenthos — | Ghi nhận tất cả các loài trong mẫu định lượng
Trang 20
3.2.4 Phương pháp thu và phân tích vi sinh chỉ thị gây bệnh và trứng giun trong nước
Phương pháp thu mẫu nước:
Mẫu nước được thu cách mặt nước khoảng 20 cm, 50cm và 70 cm và chứa trong chai thủy tinh cé dung tích 0,51 đã được rữa sạch sẽ và khử trùng ở 180°C trong 30 phút Mẫu chứa trong chai phải có khoảng trống để dễ dàng tắc rộn khi tiến hành phân tách Đối với mẫu trứng giun, phương pháp thu mẫu cũng tưởng tự như trên nhưng dụng
cụ chứa mẫu là chai nhựa có dung tích | lít
Phương pháp phân tích vi sinh chỉ thị gây bệnh:
-Tổng VSV Hiếu Khí được xác định bằng kỹ thuật đổ đĩa (APHA, 1995)
-Tổng Coliforms đuợc xác định bằng phương pháp lên men nhiều ống
với môi trường
Lauryl Tryptose Broth (APHA, 1995)
-Coliform phân được Xác định bằng phương pháp nhiều ống
với môi trường EC
(APHA, 1995)
-Streptococcus phân được xác định bằng phương pháp nhiều ống qua
2 môi trường Azid
Dextrose Broth và Bromoresol Purpule Dextrose Broth (APHA.1995)
Phương pháp phân tích trứng giun sán:
1 Thu 1 lít nước thải từ hỗn hợp nước được lấy ở 2 tầng khác nhau
(tầng 20cm, ting 50cmva tang 70cm);
2 bé lang 1-2 gid;
3 Bơm hoặc đổ nhẹ phân nước bên trên;
4 Cẩn thận chuyển phần cặn lắng bên dưới sang các ống ly tâm, tráng phần cặn lắng còn sót lại bằng dung dich detergent, chuyển vào ống ly tâm Ly tâm 100087 15phút; 4ˆ Phần cặn sau khí ly tâm được thêm vào dung dịch đệm aceacetate pH 4.5 đến 4ml: 6 Thém vao 4mi ethyl acetate hoặc cther, lắc đều dung dịch mẫu bằng máy
Votter mixer mẫu cũng có thể được lắc mạnh bằng tay, dung dịch
mẫu sẽ được chia làm 3
phase:
_TAt cd chat không béo, những mảnh cặn nặng hơn, ấu trùng va protozoa
sé Ở phan day;
- Kế đến là lớp dịch đệm;
- Các thành phần khác sẽ được ethyl acetate hoặc
ether lôi cuốn tạo thành một lớp đen
dày nổi phía bên trên
2 Ghí nhận thể tích của phần cặn lắng có chứa trứng giun, nhẹ nhàng
đổ bỏ phần nổi phía bên trên;
Trang 21
8 Phan còn lại của căn được thêm vào dung dich
ZnSO; với tỷ lỆ thể tích 1:5
Dùng Voxter mixer lắc đều mẫu:
9 Dung pipet pasteur nhanh chóng chuyển mẫu sang buông đếm Mc Master để kiểm tra: 10 Đưa buông đếm soi dưới kính hiển vi với độ phóng đại của thị kính 10 X hoặc 40 X Đếm tất cả các trứng giun có thể nhìn thấy; 11 Tính số trứng giun theo công thức: N=AX/PV Trong đó:
N: Số trứng giun có trong Ì tít mẫu nước thải;
A: Số trứng giun đếm được từ buồng đếm MC Master;
X: Thể tích ghi nhận được của phần cặn lắng;
P: Thể tích của buồng đếm Mc Master (0.3m]);
V: Thể tích mẫu thu ban đầu
Ghi chú: nếu dùng buồng đếm đơn thì P = 0,15m
3.2.5 Phương pháp thu mẫu cá và phân tích vi sinh vật
gâY bệnh trong mẫu cá
Phương pháp thu và xử lý mẫu cả:
Sau khi thu hoạch cá giống đuợc sản xuất từ ao thí nghiệm, cá giống
có các kích cỡ khác nhau được thu ngẫu nhiên sao cho đạt một trọng lượng khoảng
3 Kg đủ để phân tích vị sinh vật chỉ thị gây bệnh và kim loại nặng trong thịt cá Cá
giống được vận chuyển sống
về phòng thí nghiệm trong các túi plastdc có bơm oXY-
Xử lý mẫu cá theo Buras (1995): Mẫu cá thu về phòng thí nghiệm
được rửa sạch
bằng nước máy sau đó rửa lại bằng nước cất Sau đồ
mẫu cá được xử lý với dung dịch đặc
biệt (g6m 550ml ethanol, 75ml acid acetic, 2ml formalin, thêm
nước cất đủ 1 lí0, tiếp tục
xử lý với dung dịch crystal violet 0,5% Sau cùng đánh vay, tach
bổ da, lấy phần thịt cá
trong điều kiện vô trùng
Phương pháp phân tích vi sinh vật trong mẫu cá:
© Tổng vi sink hiéu khi dude xác định bằng phương pháp để cập ở rên (APHA,1995) e Tổng Faecal Coliform duge xác định bằng phương pháp để cập ở trên (APHA.,1995) © SraphylococCus a4r£H5 được xác định bằng phương pháp đổ đĩa, đếm khuẩn lạc nghỉ ngờ trên môi trường thạch Baird paker (BP) của Pháp sau khi ủ hiếu khí ở 370C trong 24 — 48 giờ Xác dinh Staphylococcus aureus bằng thử nghiệm Staphylatex
Clostridium perfringens được định lượng bằng phương
nuôi cấy ky khí trên môi trường
TSC (tryptone — Sulphite D Cycloserine), Pháp, với
các khuẩn lạc đen tròn ở 440C sau
24 — 48 giờ
Trang 22
© Saimonella được phat hiện bằng
Hektoen, KIA (Kligler’s Tron Agar
sinh hóa của Sabnonella, lên men
HS
3.2.6 Phương pháp phân tich kim lo:
Nguyén tac: ding phương các chỉ tiêu:Hg, Cr, Ca, va Pb Các bước tiến hành: * Xử lý mẫu: _ Cá thu về được ló _ Mẫu cá được làm * Phân tích: © Hg: Phân tích Hg b
thuật nguyên tử hóa hơi lạn
Amalgam — AAS: Col
- Thiết bị: quang phé hap t hoi MHS-10 va bộ tích gÓP› - Bước sóng: 253.7nm; Thời gian do: 10s e Cr: Phân tích Cr bang thuat nguyén tử hóa ngọn lửa (F đã làm giàu mẫu -_ Bước sóng: 351.0nm; (C3H2: không khí = 30:35) © Pb và Cả: phân tích các n thu nguyên tử sử dụng kỹ thuậ bằng hiệu Ứng Zeemann Spectromectry ) - Thiết bị: quang Hitachi 170-70; graphite pyrocoared + platform 4, PHAN TÍCH Trong nghién cứu này, thí nghiệm và đối chứng cũng pháp quang phổ hấp thụ nguy ằng phương pháp quang P h ghép nối bộ phận tạo
Id vapour Amalgamation Ato
Khe: 0.7am; Khí mang:
Thiết bị: quang phổ hấp thu nguyê
(ZGF-AAA: Zemann Graphite Furnan
phé hap thu nguyên tử lò
Bước sóng: 283.2nm (Pb) và 2
c nhau, peptone đệm Selenite,
ôi cấy và bằng các I€St
lactose và sinh hơi 4 môi trường khá ), theo trình tự các bude nu đường glucose không lên men ại nặng trong thịt cá: ên tử (AAS) để phân tích c lấy phần thịt, đông nhất với HINO; dam đặc; thu nguyên tử sử dụng kỹ hổ hấp (CV - hỗn hợp hống với vàng
mic Absorption Spectrometry)
hu nguyén wt Perkin Elmer P4000 ghép nối
với bộ hóa
Argon; Thời gian tích góp: 5 phút;
nguyên tử sử dụng kỹ
phương pháp quang phổ hấp thu Spectrometry) sau khi
-AAA: Flame Atomic Absorption nt Perkin Elmer P4000; gọn lửa: CzHa / không khí, chế độ khử Khe: 0.7nm; N à Cd bằng phương pháp q02n6 phổ hấp raphite) hiệu chỉnh nên ce Atomic Absorption guyên tố Pb v
t nguyên tử hóa nhiệt điện (lÒ 8
graphite sử dụng hiệu ứng Zeemann
28228nm (Cd); Khe: inm; Khi mang: Argon, Lo kiểu mới VÀ XỮ LÝ THỐNG KÊ SỐ LIỆU để so sánh sự khác nhau của mỗi yếu tố giữa nghiệm thức
như giữa hai mùa, phương pháp phân tích phương
sai đa yếu
Trang 23
tế (ANOVA) được sử dụng Xác xuất khác biệt có Ý nghĩa thống
kê được sử dụng trong
nghiên cứu này là P<0.05 Ở những nơi cần thiết các tương
quan (regression) cũng sẽ được
tính toán Sử dụng các phần mềm Excel 2000 và Statgraphic Plus Version
3.0 để hỗ trợ
cho quá trình phân tích số liệu
Trong phần báo cáo kết quả, khi có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (P<0.05)
giữa
các nghiệm thức các đô thị dạng đường thang sẽ được
sử dụng cho từng nghiệm thức để
thể hiện sự khác biệt Tuy nhiên khi không có sự khác
biệt có ý nghĩa giữa các nghiệm
thức đỗ thị sẽ là dang đồ thị tương quan tưởng ứng với trung bình gộp
của tất cả các
nghiệm thức để thể hiện đặc tính chung của hệ ao đơn trong điều kiện
tương ứng
Trang 24
PHÂN3: KẾT QUÁ VÀ THẢO LUẬN
CHƯƠNG 1: HIỆU QUẢ XU LÝ NƯỚC Ô NHIÊM CỦA HỆ AO ĐƠN
1.ĐẶC TÍNH THỜI TIẾT VÀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC ĐẦU VÀO
CỦA NGHIÊN CỨU
11 LƯỢNG MƯA VÀ GIỜ NẮNG TRONG HAI MÙA NGHIÊN CỨU
Biểu đồ 1 cho thấy tổng lượng mưa và téng s6 gid nắng trong
các tháng trong mùa mưa năm 2001 và mùa nắng năm 2002 tại Tp HCM Mùa
mưa năm 2001 chủ yếu bắt đầu vào tháng 5 và kết thúc vào tháng 11, có tổng lượng mưa/
tháng thấp nhất là 150 mm và cao nhất là 350 mm Trái lại tổng lượng mưa/ tháng trong
mùa nắng năm 2002 là không đáng kể từ tháng 12/2001 đến tháng 5/2002 Điều này cho
thấy có sự sai khác lớn về tổng
tượng mưa giữa mùa khô và mùa nắng ở thành
phố Hỗ Chí Minh (TpHCM) Tương tự,
tổng số giờ nắng trong mùa nắng và mùa mưa cũng sai
khác rõ rệt, tối thiểu 300 giờ/ tháng và tối đa 400 giờ/ tháng vào mùa nắng trong khi chỉ
là từ 200 giờ/tháng đến 300
giờ/tháng cho mùa mưa
Biểu đồ 1: Tổng lượng mưa (mm) và Tổng giờ
nang (gid) trong các tháng trong năm 2001- 2002 (nguồn: Đài Khí Tượng Thủy Văn phía Nam, trạm
Tân Sơn Nhat) nee | 1 t—tong tuong mua (mm) _—ả—tong $0 gio re nang (gio) t 300 | | | aso | | 400 | \ 350 | 300 250 tuong muai thang (mm) to glo nang! thang(glo)} Ngoai Biểu đổ 1, các số liệu chỉ tiết về tổng lượng mưa và giờ nắng cũng như số
ngay mua wong các tháng của thời gian thí nghiệm
còn được ghi nhận tron Bảng Ì
Những số liệu về thời tiết trong Biểu đồ 1 và Bảng 1
cho thấy thời gian từ 26/4-10/8/2001
thời gian của thí nghiệm mùa mưa, có số ngày mưa
và tổng lượng mưa/tháng khác rõ rệt
Trang 25
với thời gian Ì 1/1/2001 — 3/5/2002, thời gian của thí nghiệm mùa nắng
Do đó có thể xác
định rằng nghiên cứu đã được thực hiện dưới tác động trọn
vẹn cua mùa mưa và mùa nắng Bảng 1: Lượng mưa và Giờ nắng trong suốt thời gian thí nghiệm [ Nam 2001 Tu STagiy maa oxy —_—_—_| 6 Tổng lượng mưa (mm/thg) _ 39.5 2467| 3646| 1482 Tổng giờ nắng (gid/ thg) | 1946| 2062 147.4| 1976 Năm 2002 Hai | Ba | TY | Số ngày mưa (ngày) Tổng lượng mua (mm/ the) Tổng giờ nang (gid)
1.2 CHAT LUGNG NGUỒN NƯỚC ĐẦU VÀO CỦA NGHIÊN CỨU
Chất lượng nước đẫu vào của hệ thống thí nghiệm được trình bày ở Bảng 2 Nhìn chung nước đầu vào lấy từ rạch Ruột Ngưa có chất lượng tương đương
với nước
thải sinh hoạt có mức độ ô nhiễm trung bình theo sự phân
chia của Tchobanoglous (1991)
Tất cả các chỉ tiêu đều không đạt tiêu chuẩn chất lượng nước mặt cho
phép theo TCVN
(5942:1995) Hàm lượng BOD: trung bình từ 118 — 127 mgO./L
và COD trung bình từ 168
~177 mgOz/L Tỉ lệ COD/BOD biến thiên trung bình từ 1,3 — 1.5, cho
thấy đa số chat 6 nhiễm là có thể phân hủy sinh học và sự Ô nhiễm của nguồn nước này
chủ yếu là do các
chất thải sinh hoạt
Vẻ mức độ ô nhiễm bởi các muối dinh dưỡng, hàm lượng Tổng Nitrogen và
Amonia là
khá cao, tương ứng 19 mgíL và l5 mg/L Trai lai, ham lugng
Niưat và Niưit luôn nhỏ hơn
0.0 mg/L, phan 4nh qua trình Niưat hóa trong nguồn nước là rất yếu do hàm lượng Oxy hòa tan đo được luôn luôn có giá tị 0 mg/L Tương tự, hàm lượng Tổng phospho, 3-5 mg/L, cũng được xem là ở mức độ cao so với chất lượng nguồn nước mặt
Tổng hàm lượng (ppb) của các kim loai nang Cr, Cd, Pb va Hg
trong nguồn nước đầu
vào, nhìn chung là thấp Cr biến thiên trong khoảng 7.30 — 30.73 ppb, Cd
từ 0.052 - 0.549
ppb Pb là 0.45 —14.29 ppb va Hg ty 0.048 — 0.180 ppb Cr
va Pb luén cho thấy có ham lượng cao hơn Củ và Hg
Điểm đặc biệt nhất về chất lượng của nguồn nước đầu vào là sự nhiễm
bẩn nặng nể
của các vi sinh vật chỉ thị gây bệnh có nguồn gốc từ phân người
và gia súc, hàm lượng
luôn dat 10° - 107/100 mL Một lần nữa cho thấy rõ rệt nguồn gốc
Ô nhiễm của nước đầu
vào là từ các chất thải sinh hoạt đê thị Tuy nhiên, đối với trứng giun sán
gây bệnh cho
Trang 26người, đã không phát hiện được trong nguồn nước Có thể do tốc độ lắng nhanh của trứng giun sán (Mara,1997) chúng đã lắng xuống bùn đáy kênh rạch trong quá trình di chuyển
theo dòng nước trước khi đến khu vực nghiên cứu
Đối với dư lượng thuốc trừ sâu gốc Clor, đã không phát hiện thấy trong nguồn nước đâu vào nghiên cứu, cho thấy nguôn nước nghiên cứu có nguên gốc đô thị là chủ yếu Trong khu vực nghiên cứu quá trình đô thị hóa đang diễn ra rất mạnh và các hoạt
động canh tác nông nghiệp hầu như không còn, ngoại trừ một
vài gia đình còn nuôi cá và trồng rau muống Vì vậy dư lượng thuốc trừ sâu từ hoạt động nông
nghiệp trong khu vực
đã không đủ nhiều để có thể hiện diện trong nguồn nước
Khi so sánh sự khác biệt chất lượng nguồn nước nghiên cứu giữa hai mùa mưa nắng, Bắng 2 cũng cho thấy rằng hầu hết các chỉ tiêu khác biệt không đáng kể, ngoại trừ hàm lượng Pb và hàm lượng vị sinh chỉ thị gây bệnh Hầm lượng Pb trung bình trong mùa
mưa cao hơn trong mùa khé, 7.78 ppb so với 1.69 ppb Ngược
lại, trong mùa khô hàm lượng vì sinh gây bệnh trung bình cao hơn trong mùa mưa
một cách đáng kể, 10” so với 106
2 CÁC ĐẶC TÍNH THỦY HÓA CHỦ YẾU CỦA HỆ AO ĐƠN TRONG HAI MÙA
VÀ AO NUÔI VÀ KHÔNG NUÔI CÁ
2.1 SU PHAN TANG CUA OXY HOA TAN VA VAI TRÒ KHUẤY
TRỘN SINH
HỌC (BIOTURBATION) CỦA CÁ
2.1.1 Sự biến động va phan ting trong ngày của oxy hòa
tan trong hệ ao đơn
Sự biến động và phân tang trong ngày (chu kỳ ngày) của oXY hòa
tan trong hệ ao đơn ở 3 độ sâu khác nhau trong hai mùa mưa và nắng và trong tinh
trạng có nuôi và không
nuôi cá được trình bày trong các Biểu đổ 2a, 2b va 3a, 3b
Bất kể mùa mưa hay mùa khô biến động hàm lượng oxy hòa
tan tronš hệ ao đơn có
tính nhật kỳ rõ nét Oxy hòa tan đạt mức cao nhất từ lúc 14:00 — 16:00
giờ và xuống đến
mức thấp nhất lúc 2:00 — 6:00 giờ trong ngày Tính chu kỳ được
thể hiện bằng hàm số
tượng quan bậc 3 (có 2 điểm uốn cực đại và cực tiểu) giữa oxy hòa tan và
thời gian với RŸ = 80 ~ 90% Do đó trong hệ ao đơn toàn bộ khối nước được chuyển từ
trạng thái hiếu khi sang yếm khí và ngược lại theo chu kỳ 24 tiếng đồng hỗ
`
Trang 27Bảng 2: Chất lượng nước đầu vào của hệ thống nghiên cứu TCVN** 7 Min Max | Average Min Max Average Nhiệt đô nước °C mm rai 948, 28.16 3L18 20.67 pH 6.30: 6.16.53 641 678 638 | 32 | 0.00: 0.00! 0.00 0.00: 0.001 0.00 180.00! 118.00 111.00! 156.00! 127.00 NOxN, mgL _ —_ -—}: Total Phosphorus, mg/L _ S Re Phosphorus, mg/L 508405) 4.60E+06, 2.335E+06]
Trang 28Sự khác biệt theo mùa của hàm lượng 0Xy hòa tan trong hệ ao đơn cũng dễ đàng nhận thấy khi xét hệ không ở trong tình trạng yếm khí (trước thời gian 2:00-6:00 giờ) trong ngày Nhìn chung, hàm lượng oxy hòa tan của hệ trong mùa nắng thuờng có các giá trị cao hơn trong mùa mưa Điều này chắc chắn có liên quan cường độ bức xạ mặt trời mà hệ
nhận được trong hai mùa khác nhau và dẫn đến hiệu năng quang hợp khác
nhau của phiêu
sinh thực vật trong hai mùa
21.2 Tác động của việc nuôi cá đến sự phân tầng của oxy hòa tan : vai trò khuấy trộn sinh học của cá Điều quan trọng rất đáng được chú ý trong nghiên cứu về sự phân tầng của hàm lượng oxy hòa tan là ảnh hưởng củaviệc nuôi cá Bất kể hai mùa khác nhau, hàm lượng oxy hòa
tan trong ao có nuôi cá đều cao hơn ao không có nuôi cá Mặc đầu hàm
lượng oxy hòa tan 6 tang mat trong ao nuôi cá và không nuôi cá là tương đương nhau nhưng đặc biệt hàm lượng oxy hòa tan của tầng giữa và tầng đáy của ao có nuôi cá đều luôn cao hơn ao không nuôi cá một cách rõ rỆt Điều này không những chỉ được nhận thấy trong khảo sát sự phân tầng trong ngày, mà còn được nhận thấy khi khảo sat oxy hòa tan hàng tuần của hệ ao đơn trong suốt thời gian thí nghiệm (Biểu dé 2a & 2b) Các hoạt động của cá trong hệ (sinh trưởng và sinh sản) đã có thể khuấy trộn oxy hòa tan giữa 3 tầng nước khác nhau như một công cu “ khuấy trộn sinh học” (Saha & Jana, 2003) Mặt khác sự khuấy trộn này cũng làm các quần thể tảo bị khuấy trộn và nhờ đó chúng tránh được vấn để “tự che chắn” (“self-shading”) va gia tang khả năng quang hợp của mỗi cá thể tảo Cả hai khả năng này đều có thể làm cho hàm lượng 0XY hòa tan tăng cao và phần bố đều hơn giữa 3 tầng so với
ao không có nuôi cá Sự kiện này được xác định bởi các hệ
số tương quan R? của hàm số
bậc 3 về hàm lượng oxy hòa tan trong ao có nuôi cá luôn cao hơn
Các kết quả đo đạc hàng tuân hàm lượng oxy hòa tan trong hệ ao đơn vào buổi sáng (8:30 -10:30) được ghi nhận ở Biểu dé 3a & 3b (mùa mưa) và Biểu 46 3c &
3d (mùa
khô)
Sau một tuân lưu nước, từ trạng thái yếm khí hệ đã chuyển sang hiếu khí Hàm lượng oxy hòa tan đã có thể lên đến 80-90% bảo hòa đối với tầng mặt vào buổi sáng
Sự phân tầng về oxy hòa tan một lần nữa cho thấy rõ rệt đối với 3 tầng khác nhau
và tầng
giữa và tâng đáy ao có nuôi cá luôn luôn cao hơn ao không nuôi
cá Tang đáy của ao
Trang 32—i
22 BIẾN THIÊN CỦA HÀM LƯỢNG CHAT RAN LG LUNG (TSS)
Bảng 3: Biến thiên của hàm lượng TSS theo thời gian thí nghiệm trong hệ ao đơn TSS (mg/L)® Mùa Ni cá Đâuvào TuấnI TuẩnI Tuần HI TudnIV Tuần V Mưa Có 78.33 29.83 54.67 69.00 52.33 65.95 Không 87.17 34.67 54.67 63.00 45.17 51.00 Nắng Có 74.83 34.00 44.00 48.46 74.24 83.42 Không 76.02 21.83 38.50 38.33 38.50 38.17 ® Trung bình của ba lần lặp lại
Biểu đồ 4 : Biến thiên hàm lượng TSS trong hệ ao đơn có và không nuôi cá theo thời gian thí nghiệm trong mùa mưa và mùa khô | ek Mưa&cá ~TL Mưa&không cá —x Khô&cá —X Khô&không cá | 140 120 100 80 TSS (mg/L) 60 40 20 Wk0 Wk1 Wk2 Wk3 Wk4 Wk5
Sự biến động của hàm lượng TSS trong hệ ao đơn có và không nuôi cá theo thời gian thí nghiệm được trình bày trong Biểu đồ 5
Hàm lượng TSS và hiệu xuất xử lý TSS trong ao có nuôi cá khác biệt có ý nghĩa về
mặt thống kê với ao không nuôi cá (P<0.05)
Trang 33Sau một tuần lưu nước hàm lượng TSS đã giảm đáng kể trong các ao thí nghiệm trong ao có và không có nuôi cá, cũng như trong cả mùa mưa lẫn mùa nắng, từ 74.83-
87.17mg/1 xuống còn 21.83-34.67 mz/1 Hiệu xuất xử lý đạt 54.57-61.91%
Tuy nhiên sau khi cá được thả (từ ngày thứ 8) thì hàm lượng TSS tăng lên nhanh
trong hệ có thả cá, đặc
biệt là tuần II trổ đi Sau 4 tuần thả cá, hiệu xuất xử lý suy giảm mạnh
trong hỆ có nuôi cá,
15.81% so với 41.49% của hệ không cá vào mùa mưa, và thậm
chí gia tăng hơn đầu vào
11.47% so với sự suy giảm 50.58% so với đầu vào của hệ không cá
vào mùa khô
Sự tăng cao hàm lượng TSS trong a0 nuôi cá có thể là do hoạt động
khuấy trộn của
cá làm cho chất lơ lững tái lơ lững trở lại trong cột nước và cả sự phát
triển mạnh hơn của tảo Trong hai nguyên nhân này, dường như Sự phát triển của tảo
là chủ yếu, đặc biệt khi xem xét hàm lượng T55 trong mùa khô giữa ao có và không thả cá Hàm lượng TSS trong cùng mùa khô ở ao có cá vượt trội hàm lượng TSS trong ao không thả cá từ tuần HH trở đi và đến tuần V thì vượt cao gấp đôi Trong khi đó hàm lượng TSS ở ao không thả cá có
khuynh hướng giữ nguyên giá trị từ tuần TI đến tuần V (Biểu đồ 5)
Không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về hàm lượng TSS giữa
mùa mưa và
nắng Tuy nhiên từ Biểu đô 5 có thể nhận thay ham lugng TSS trong mùa
mưa biến động
lớn theo thời gian thí nghiệm Tác động của gió và mưa có thể
là nguyên nhân chính của
hiện tượng này Vào mùa nắng không nhận thấy sự biến thiên rõ rệt nào
của hàm lượng
TSS trong ao không nuôi cá sau một tuần lưu nước
Henderson (1979, 1982) khi thí nghiệm tiến hành nuôi cá bằng
nước thải đã qua xử
lý bằng hỆ thống ao sinh học (Stabilization ponds) đã nhận thấy hàm lượng T55 trong 49 có nuôi cá thấp hơn ao không nuôi cá nhung sau đó tác gid này đã đính chính kết quả đã đạt được Ngược lại, Jimenez-Montealegre (2001) trong một công trình gần đây đã chứng mình cá có thể làm hàm lượng TSS tái lơ lửng trở lại và điểu này có tác động tốt đến khả
năng tái sử dụng hàm lượng các muối dinh dưỡng trong 40
2.3 BIẾN THIÊN CUA HAM LƯỢNG BOD; & COD
Bién thién cia BODs
Phân ch thống kê cho thấy không có sự khác biệt có ý nghĩa thống
kê về hàm
lượng BOD; giữa hai mùa và giữa ao có nuôi cá và không nuôi cá ở
các tuần sau tuân 1 Tuy nhiên sự khác biệt giữa từ lúc lấy nước vào (ngày 0) đến ngày
7 và sau ngày 7 là có ý
Trang 34
Bảng 4 cho thấy sau 1 tuần lưu nước, hàm lượng BOD; đã giảm đến trung bình
81.75% trong hệ ao đơn và tốc độ suy giảm chậm lại nhiều vào các tuần kế tiếp Sau 5 tuần
lưu nước hiệu xuất xử lý trung bình của hệ ao đơn là 85.69% Như vậy hàm lượng BODs chỉ
tiếp tục suy giảm 4% trong 4 tuần kế tiếp
Bảng 4: Biến thiên của hàm lượng BOD: theo thời gian thí nghiệm trong hệ ao đơn BOD5 (mg/L) ® Mùa Nuôi cá Đầu vào Tuần] TuảnHI TuảnIHI Tuấn IV Tuần V Mưa Có 1133° 2050° 21.64" 1709 5 14739 1137” Không - 12290° 2074° — 2235 > 9390% 20.23 19.49° Khô Có 12502" 2439" 2883" 23.12 > 90.76" 2245" Không 129.63* 23.58" 26.44 > 1644° 2860" - 1664” Trung bình gộp®® 12222” 2230 5 7382° 2014" 2108° 1749” Stdev 7.78 197 3.41 3.92 5.70 4.72
®Trung bình 3 lần lặp lại ® ® Trung bình gộp
Cùng trong một cột hay hàng, các số trung bình có cùng chữ cái giống nhau theo sau là
không khác biệt rõ rệt thống kê ở mức 5%,
Sự kiện hàm lượng BOD: của nước đầu vào từ hơn 100 mg Oz/L xuống đến quanh
20 mg Oz⁄/L sau một tuần lưu nước, và sự kiện không có sự tử vong của cá khi được thả ở
hàm lượng BODs nay da cho thấy triển vọng sử dụng nước thải sau xử lý có nễng d6 BODs
20 mg Oz/L để kết hợp nuôi cá đưới điều kiện TpHCM Edwards (1992) cũng đã khuyến
cáo việc tái sử dụng nước thải có nỗng độ BOD; khoảng 20 mg Oz⁄L cho việc nuôi cá để tái tạo nguồn lợi sinh vật
Biến thiên của COD
Tương tự trường hợp BODs, kết quả thí nghiệm cho thấy không có sự khác biệt có ý
nghĩa thống kê về hàm lượng COD trong tất cả các nghiệm thức thí nghiệm sau một tuần
lưu nước, ngoại trừ sự khác biệt có ý nghĩa (P<0.05) về hàm lượng COD giữa đầu vào và
sau một tuần lưu nước ở tất cả các nghiệm thức (Bảng 5)
Tuy nhiên, trái với sự suy giảm của hàm lượng BOD; , hàm lượng COD trung bình
trong hệ ao đơn sau một tuần lưu nước chỉ giảm khoảng 46.235 so với lượng ban đầu Sau
5 tuần lưu nước hiệu xuất xử lý trung bình của hệ ao đơn là 62.49%
Trang 35Bảng 5: Biến thiên hàm lượng COD trong hệ ao đơn theo thời gian thí nghiệm
Mùa Nuôi cá - - COD (mg/L)® - -
Đâuvào TuầnÏI TuầnI TuẩnII TuầnIV Tuấn Vv Mưa Có 16461° 85.16" 7839° 6636” 63.40" 56.23 ° Không 171.98 10051° 105.98°— 80.34 ° 8520° 76.81° Khô Có 17981° 9356" 8894° 8289" 76.29" 63.10 ° Khong 174.06" 9200° 7817" 75,67 b 79.33" 6283” Trung bìnhgộp®® 172.61° 92.81" 8787 °P 76318 7606° 64.74” Stdev 6.28 6.30 13.08 7.28 9.21 8.65
®Trung bình 3 lấn lặp lại ® ® Trung bình gộp
Cùng trong một cột hay hàng, các số trung bình có cùng chữ cái giống nhau theo sau là không khác biệt rõ rệt thống kê ở mức 5%
Do không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về hàm lượng BOD; và COD giữa tất
cả các nghiệm thức thí nghiệm nên có thể thành lập Biểu đô 6 trên cơ sở số Trung bình gộp
của BOD; và COD của các nghiệm thức tương ứng Biểu đồ 6 cho thấy sau 7 ngày lưu nước
tốc độ suy giảm của BOD; và COD chậm lại đáng kể trong suốt các tuần còn lại.-Đặc biệt
hàm lượng BODs gần như không suy giảm gì thêm sau một tuần lưu nước
Những kết quả trên cho thấy khả năng sử dụng hệ ao đơn để xử lý nguồn nước ô nhiễm có hàm lượng BOD và COD ở mức trung bình theo sự phân chia của Tchobanoglous (1991) trong điều kiện tự nhiên ở TpHCM, đặc biệt là nguồn nước mặt bị ô nhiễm hiện nay cho canh tác nông nghiệp
Theo kết quả phân tích BOD; lọc đầu ra (Bang 6), cho thấy hàm lượng BOD:; lọc biến thiên từ 1.83 — 4.00 mg O2/L (trung binh 1a 3.03 mg OL); chiếm t trong 14.9 - 24.0% (trung bình là 18,60%) BOD: Bảng 6: So sánh hàm lượng BÓD; loc va BODs dau ra của các thí nghiệm trong hai mùa Mùa Ni cá BOD/ lọc (mg/L)® BOD; (mg/L)® BOD; ige/BODs (%) Có 1.83 11.37 16.1 Mưa Không 5 2.90 19.49 14.9 Có 3.39 22.45 15.1 Khô Không ° 4.00 16.64 24.0 ®Trung bình 3 lần lặp lại
Vì vậy, khoảng 80% BOD còn lại là BOD do tảo Theo Mara (1997), BOD tảo
chiếm 70 — 90% BOD đầu ra của hệ ao sinh học Kết quả BOD: lọc thỏa mãn tiêu chuẩn
nước đầu ra của Cộng Đồng Châu Au (EU) thiết lập riêng cho hệ ao sinh học (stabilization ponds)
Trang 36Biểu độ 6: Biến thiên BOD5 và COD trong hệ ao đơn theo thời gian thí nghiệm ® BODS a cob ypons = 80.183x°"*"| _—_—_—-— ycob = 5498x998 ——— | R=0752 7 [j9 R? =0.9172 "— ị i mạO2/L
2.4 BIẾN THIÊN CỦA HÀM LƯỢNG TONG NITROGEN, NH4-N, NO3-N VÀ NO2-N
Các Bảng 7,8,9 & 10 va Biểu đổ 7 cho thấy sự biến động của hàm lượng Tổng
Nitrogen, NH4-N, NO2-N và NO3-N trong hệ ao đơn theo thời gian thí nghiệm
Kết quả so sánh thống kê cho thấy không có sự khác biệt có ý nghĩa về các hàm lượng
Tổng nitrogen, NH4-N, NO3-N và NO2-N giữa hai mùa và giữa hai nghiệm thức có và
không có nuôi cá (P>0.05)
Hàm lượng Téng nitrogen va NH4-N ở nguồn vào khá cao, trung binh 18:67 mg/l cho Téng nitrogen va 14.68 mg/l cho NH4-N Ham lugng của hai chỉ tiêu nầy giảm nhanh sau 7
ngày lưu nước và tiếp tục giảm ở các tuân kế tiếp Sau 5 tuần lưu nước hiệu xuất xử lý
trung bình của hệ đối với Tổng nitrogen là 68.34% và đối với NH4-N là 92.12% bất kể hai
mùa hay có hoặc không có thả cá
Khi xem xét sự biến thiên của hàm lượng NO2-N và NO3-N theo thời gian thí nghiệm
so với hàm lượng NH4-N, các hàm lượng này hiện diện trong hệ luôn ở mức rất thấp trong
suốt thời gian thí nghiệm Hàm lượng NO2-N và NO3-N có gia tăng theo thời gian nhưng
luôn thấp hơn 0.0 mg/1 rong khi đó hàm lượng NH4-N luôn có những giá trị dễ nhận biết,
>1 mg/I Điều này cho thấy quá trình niưat hóa xây ra rất yếu trong hệ này, mặc đầu hàm
lượng oxy hòa tan trong hệ sau một tuần lưu nước rất khả quan (xem phần 2.1, Chương 3),
và do vậy quá trình amôn hóa là quá trình chủ yếu trong hệ Trong điều kiện môi trường
mà NH4-N chiếm ưu thế như thế thì tảo sẽ là tác nhân chính làm giảm hàm lượng NH4-N
Trang 37thông qua sự hấp thụ của chúng cho sự phát triển Syrett (1981) đã xác định được rằng đa số các loài tảo ưu tiên sử dụng NH4-N trước NO3-N và các dạng nirogen khác một khi môi trường giàu NH4-N Sự phát triển của tảo sau đó sẽ tạo điều kiện phát triển các nguồn thức ăn tự nhiên của cá trong hệ
Khi bàn về ảnh hưởng của việc nuôi cá trong các hệ thống xử lý nước thải, Opuszynski (1987) đã có sự nghỉ ngại khả năng xử lý các muối dinh dưỡng của hệ thống bị hạ thấp do các hoạt động sống từ cá Tuy nhiên những kết quả trên đã cho thấy sự sản sinh các chất
thải hữu cơ nói chung và các hợp chat nitrogen hữu cơ nói riêng bởi quá trình trao đổi chất
của cá trong hệ đã không thể hạ thấp hiệu xuất xt ly nitrogen hữu cơ của hệ Khả năng này mở ra triển vọng kết hợp việc nuôi cá trong các hệ thống xử lý nước thải bằng công nghệ sinh thái, đặc biệt là xử lý nguồn nước mặt bị ô nhiễm bởi nước thải đô thị tại TpHCM Một sự kết hợp như vậy sẽ làm cho giải pháp có tính bền vững hơn về môi trường
Trang 38Bảng 9: Biến thiên hàm lượng NO2-N trong hệ ao đơn theo thời gian thí nghiệm NO2-N (mg/L) ® Mùa Nuôi cá Đầu vào | Tuần! | Tuần II | Tuần HI Tuần IV | Tuần V Mưa Cá 0.003 0.095 0.099 0.342 0.194 0.078 Không 0.003 0.136 0.039 0.003 0.002 0.006 Khô Có 0.004 0.029 0.035 0.011 0.027 0.055 Không 0.003 0.020 0.019 0.036 0.010 0.011 Trung bình ® ® 0.003 0.070 0.048 0.098 0.058 0.037
© Trung bình 3 lần lặp lại © © Trung bình gop-
Bảng 10: Biến thiên hàm lượng NO3-N trong hệ theo thời gian thí nghiệm
Trang 39
2.5 BIEN THIÊN CỦA HÀM LƯỢNG PHOSPHOR
Bảng 11 & 12 và Biểu đổ 8 & 9 cho thấy sự biến thiên về hàm lượng Phospho hòa tan
và Tổng phospho theo thời gian thí nghiệm trong hệ ao đơn
Nhìn chung hàm lượng của cả 2 dạng phospho ở đầu vào đều có giá trị thấp, 1.74 - 2.76
mg/l cho phospho hòa tan va 3.69 — 4.45 mg/l cho Tổng phospho Hàm lượng Tổng
phospho và phospho hòa tan ở đầu vào trong mùa mưa có xu hướng cao hơn mùa khô, cho
ˆthấy phần ảnh tác động “rữa trôi” của mùa mưa đối với chỉ tiêu này là rõ hơn các chỉ tiêu
khác ở nguồn nước đầu vào
Không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về sự biến thiên hàm lượng Tổng phospho
và phosphor hòa tan giữa hai mùa Tuy nhiên hàm lượng phospho ở 2 dạng trong ao có nuôi
cá khác biệt có ý nghĩa thống kê (P<0.05) với ao không nuôi cá Hiệu xuất xử lý của hệ đối
với tổng phospho trong hệ có nuôi cá là 60.31 - 60.65%, trái lại với không nuôi cá là 41.58
~ 49.01%, cao hơn từ 1,2 ~ 1,5 lần (P<0.01) Tương tự hiệu xuất xử lý đối với phospho hòa
tan trong hệ có nuôi cá là 66.24 - 73.94%, trong khi không nuôi cá là 35.88 — 45.72%
(P<0.01), cao hơn từ 1.6 — 1.8 lần
Xem xét sự biến thiên của hàm lượng phospho hòa tan ở Biểu đổ 8 có thể nhận thấy
sau 7 ngày lưu nước hàm lượng phospho hòa tan trong cả hai mùa đều không giảm đáng kể
Chúng chỉ giảm từ tuần H (ngày thứ 14) trở đi khi quan sát thấy tảo trong ao phát triển
mạnh Sự suy giảm nhanh này là rất rõ rệt, giảm khoảng 50% so với hàm lượng đầu vào
Hàm lượng phospho hòa tan của hệ có cá trong cả hai mùa luôn có giá trị thấp hơn 1 mg/1 Trái lại trong hệ không nuôi cá, xu hướng suy giảm của hàm lượng phospho hòa tan sau tuần thứ hai thường không gia tăng thêm hoặc sự suy giảm có khi không rõ nét, đặc biệt là vào mùa khô
Bảng 11 : Biến thiên hàm lượng Phospho hòa tan (mg/L) trong hệ ao đơn theo thời gian Phosphor hòa tan ® (mg/L)
Trang 40| |
Biểu đồ 8 : Biến thiên của hàm lượng SRP theo thời gian thi nghiém trong hệ ao đơn
—"®— Mưa&cá —O— Mưa& khơng —®— Khô&cá —c— Khô&không 4.0 3.50 3.00 2.50 mg/L 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00
Biểu đồ 9 cho thấy sự biến thiên của hàm lượng tổng phospho theo thời gian thí nghiệm
trong hệ ao đơn Khác với sự biến thiên theo thời gian của hàm lượng phospho hòa tan,
bàm lượng Tổng phospho trong ao có và không tha cá đều có xu hướng giảm theo thời gian
lưu nước rõ rệt chỉ ngay sau 7 ngày lưu nước Sau đó sự suy giầm theo thời gian là khá đều đặn trong hệ có cá hơn trong hệ không cá Tương tự trường hợp của phospho hòa tan, hàm lượng Tổng phospho trong ao có thả cá luôn có giá trị thấp hơn ao không thả cá khá rõ Điều này chắc chắn là có phần đóng góp của hàm lượng phospho ở dạng hòa tan
Nhìn chung, sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về hiệu xuất xử lý Tổng phospho và
phospho hòa tan giữa hệ ao đơn có và không có nuôi cá, đã dẫn đến một ý nghĩa quan trọng về việc kết hợp nuôi cá trong các giải pháp công nghệ sinh thái để xử lý nước thải
nhiễm bẵn với chất thải sinh hoạt đô thị Những kết quả này xác định rằng khi gia tăng
thêm một bậc dinh dưỡng trong hệ là cá thì khả năng suy giảm của phospho sẽ tăng lên
Trong hệ sinh thái nước ngọt phospho luôn là yéu t6 gidi han (limiting factor), đặc biệt là
phospho hòa tan, cho sự phát triển của tảo do đó tảo có khả năng sử dụng phospho rất