Hiện nay, các nguồn nước mặt trên địa bàn thành phố Huế như sông Hương, sông Ngự Hà, sông An Cựu, sông Đông Ba, sông Như Ý, hồ Tịnh Tâm... hàng ngày đang phải tiếp nhận một lượng lớn nước thải đô thị chưa qua xử lý đã tác động đến chất lượng nguồn nước và cảnh quan môi trường ở đây. Xuất phát từ tình hình thực tiễn trên chúng tôi mạnh dạn thực hiện đề tài Đánh giá khả năng xử lý nước thải đô thị bằng cây Ngổ dại (Enydra fluctuans Lour.) ở thành phố Huế .
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA SINH HỌC BM: TÀI NGUYÊN – MÔI TRƯỜNG Đánh giá khả xử lý nước thải đô thị Ngổ dại (Enydra fluctuans Lour.) thành phố Huế Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực TS Nguyễn Minh Trí Mai Thị Mỹ Hạnh Huế 5/2012 ĐẦU • Hiện nay, nguồn MỞ nước mặt địa bàn thành phố Huế sôngtốHương, sơngthiếu Ngựtrong Hà, sơng • Nước nhân khơng thể An sốngCựu, sông Đông Như hồ Đất TịnhThế Tâm hàng người Ba, sông sinh vật trênÝ,Trái nhưng, tài ngày lớntrầm nước thải đô nguyên nướcphải hiệntiếp naynhận đangmột bị ôlượng nhiễm trọng thị hoạt chưađộng qua xử táchội động đến chất lượng nguồn kinhlýtếđã- xã nước cảnh quan môi trường • Song song với thực tế trên, thành phố Huế trung • tâm Xuất phát tìnhlịch, hình chúng văn hóatừ- du vớithực qtiễn trìnhtrên thị hóa tơi mộtmạnh cách dạn thực hiệnđã đề đặt tài "Đánh khả nhanh chóng hànggiá loạt cácnăng vấn xử đề lývềnước mơi thải Ngổ dạiđó(Enydra fluctuans trường cầnthị phải giải quyết, phải kể đến việc Lour.) thành phố Huế nước thảiở đô thị chưa qua " xử lý thải sông ao hồ hàng ngày với lượng lớn THỜI GIAN, GIAN, ĐỊA ĐỊAĐIỂM, ĐIỂM, ĐỐI ĐỐI TƯỢNG TƯỢNG VÀ VÀ THỜI PHƯƠNG PHÁP PHÁPNGHIÊN NGHIÊN CỨU CỨU PHƯƠNG I Đối nghiên cứunghiên cứu III tượng Phương pháp - Các mẫu nước thải thị thành Phương pháp thuđômẫu nước phố Huế Mẫu nước thải lấy theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN - Cây Ngổ dại (Enydra fluctuans Lour.) 5999:1995) phân tích phịng thí nghiệm Tài II Thờinguyên gian nghiên - Môicứu trường, khoa Sinh học, trường Đại học Khoa Đề tài thực từ tháng 02 đến học Huế tháng 05/2012 Phương pháp phân tích mẫu nước III Địa điểm nghiên cứu Tài thông số môi- Môi trường như: DO, COD, BOD 5, Phịng Xác thí định nghiệm ngun + 3NO3-,NHkhoa theo Quy chuẩn Việt Nam , PO , Coliform trường, Sinh học, Trường Standard methods Đại học Khoa học Huế Hình Enydra fluctuans Lour THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU III Phương pháp nghiên cứu Tính hiệu xuất xử lý Hiệu suất q trình xử lý tính theo công thức: (%) = (A B) 100 A Trong đó: A: Giá trị thơng số trước xử lý B: Giá trị thông số sau xử lý Thống kê xử lý số liệu Tất kết xử lý máy tính chương trình Microsoft Excel 2003 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU I Hiện trạng môi trường nước thải đô thị thành phố Huế Hiện trạng môi trường nước thải đô thị thành phố Huế Bảng Đánh giá chất lượng nước thải đô thị thành phố Huế STT Thông số Cống thải vào QCVN 14:2008 Hồ Tịnh Tâm Sông Ngự Hà Sông Đông Ba Sông Hương Sông Như Ý Sông An Cựu A B Màu Đen Đen nhạt Đen nhạt Đen Nhạt Đen Đen - - Mùi Thối Thối Hơi thối Hơi thối Thối Thối - - DO (mg/l) ± 0,00 0,65 ± 0.05 2,19 ± 0.03 2,92 ± 0.22 0,97 ± 0.14 0,65 ± 0.11 - - -4 BOD (mg/l) 81,19 ± 1,52 67,87 ± 0,93 62,21 ± 1,31 58,11 ± 1,47 65,93 ± 0,82 71,88 ± 0,77 30 50 COD (mg/l) 291,75 ± 0,84 135,63 ± 1,26 103,09 ± 0,56 99,24 ± 1,21 116,47 ± 1,33 144,33 ± 0,92 - - P-PO43- (mg/l) 49,18 ± 0.57 34,80 ± 0,38 23,12 ± 0,83 32,63 ± 0,58 26,14 ± 0,53 39,72 ± 0.74 10 N-NO3- (mg/l) 27,93 ± 0.41 19,53 ± 0,24 16,68 ± 0,35 17,65 ± 0,39 18,63 ± 0,31 20,19 ± 0,46 30 50 N-NH4+(mg/l) 32.18 ± 0.59 20,05 ± 0,26 17,01 ± 0,55 13,26 ± 0,43 25,73 ± 0,39 38,11 ± 0,51 10 Total coliform (MPN/100ml) 2.104 1,06 104 1,13 104 0,1 104 1,52 104 3.103 5.103 0,3 104 Lưu lượng tải lượng chất ô nhiễm nước thải đô thị thành phố Huế * Tải Theo lượngkhảo ô nhiễm mộtgiá, chấtlưu ô nhiễm thểthải từ nguồn sát đánh lượng cụ nước đô thị xả thải đưathành vào nguồn tiếptạinhận tínhthải theo phố Huế số cống racơng sông thức hồ chúng Lt sau: = Qt x Ct x 86400 x 10-3 xác định Trong (kg/ngày): tảiTịnh lượngTâm chấtlà:ơ nhiễm - Lưuđó: lượngLt nước thải hồ 0,462trong x 10-3nguồn m3/s thải (m3/s): lưusông lượng nước thải lớn - Lưu lượngQt nước thải Ngự Hà là: 0,242 x 10-3 m3/s Ct (mg/l): giá trị nồng độ cực đại chất -3ô nhiễm 3/s - Lưu lượng nước thải sôngtrong Đông Ba là: 0,157 x 10 m nước thải - Lưu lượng86400: nước thải sông Hương là: 0,104 x 10-3 m3/s số giây 24 - Lưu lượng10 nước sông đổi Nhưđơn Ý là: -3: hệthải số chuyển vị 0,238 x 10-3 m3/s - Lưu lượng nước thải sông An Cựu là: 0,394 x 10-3 m3/s Bảng Tải lượng chất ô nhiễm nước thải đô thị thải vào số sông hồ thành phố Huế Tải lượng chất ô nhiễm (kg/ngày) STT Chỉ tiêu Tịnh Tâm Ngự Hà Đông Ba Sông Hương Như Ý An Cựu N-NO3- 1,11 ± 0,18 0,46 ± 0,09 0,24 ± 0,04 0,16 ± 0,01 0,39 ± 0,07 0,73 ± 0,12 P-PO43- 1,96 ± 0,15 0,89 ± 0,11 0,33 ± 0,05 0,30 ± 0,05 0,39 ± 0,06 1,36 ± 0.12 COD 7,31 ± 0,11 2,84 ± 0,06 1,42 ± 0,03 0.91 ± 0,01 2,42 ± 0, 04 4,96 ± 0,07 Qua kết phân tích bảng chúng tơi có số nhận xét sau: - Tải lượng ô nhiễm nguồn nước thải đô thị thành phố Huế lớn, bao gồm tải lượng chất dinh dưỡng tải lượng chất hữu - Nhìn chung tải lượng chất ô nhiễm theo NO 3-, PO43-, COD nước thải cống thải đổ vào hồ Tịnh Tâm lớn tất cống thải Như vậy, mức độ tác động nước thải đô thị đến hồ Tịnh Tâm lớn gây ô nhiễm nhiều II Tìm hiểu khả xử lý nước thải đô thị thành phố Huế Ngổ dại Tìm hiểu khả xử lý nước thải thị Ngổ dại * Các mơ hình : - Mơ hình 1: trồng Ngổ dại mơ hình đất ngập nước nhân tạo với số lượng 15 (tương đương với 250g) diện2 tích (80x40) cm2; tưới nước thải.Hình Đối chứng Hình Mơ hình1 - Mơ hình 2: trồng thủy canh 250g Ngổ dại (tương đương với 15 cây) thùng xốp chứa nước thải với diện tích bề mặt (80x40) cm2 - Đối chứng 1: mơ hình đất ngập nước nhân tạo khơng có trồng Ngổ dại, có tưới nước thải - Đối chứng 2: mẫu nước thải không trồng Ngổ dại Hình Mơ hình Hình Đối chứng II Tìm hiểu khả xử lý nước thải đô thị thành phố Huế Ngổ dại Tìm hiểu khả xử lý nước thải thị Ngổ dại - Oxy hịa tan (DO) Hình Biểu đồ biểu diễn biến thiên hàm lượng DO sau xử lý qua mô hình thủy canh Hình Biểu đồ biểu diễn biến thiên hàm lượng DO sau xử lý qua mơ hình đất ngập nước nhân tạo - Nhu cầu oxy sinh hóa BOD Hình Biểu đồ biểu diễn biến thiên BOD sau xử lý Hình Biểu đồ biểu diễn biến thiên BOD sau xử lý qua mơ hình đất ngập nước nhân tạo qua mơ hình thủy canh Hiệu suất xử lý tăng theo thời gian tham dị Sau ngày, mơ hình Sau ngày xửđối lý,chứng mơ hình đạt hiệu suất 73,49%, đối chứng đạt đạt876,25%, đạt 260% 48,43% - Nhu cầu oxy hóa học COD Hình 11 Biểu đồ biểu diễn biến thiên COD sau xử lý qua mơ hình thủyCOD canhsau xử lý qua mơ hình Hình 10 Biểu đồ biểu diễn biến thiên đất ngập nước nhân tạo So sánh với kết xử lý COD nước thải chăn nuôi mô hình thủy canh có trồng Hiệu saunhóm ngày xử Trương lý: Ngổsuất dại tác giả Thị Nga Võ Thị Kim Hằng (2010) nhận thấy -rằng: hình canh chúng tơi cho hiệu suất xử lý COD (66,52%) cao Mơmơ hình 1:thủy 86,86% nhiều- so vớichứng hiệu suất lý COD nhóm tác giả (44,97%) [19] Đối 1: xử 41,76% - Khả năngNOhấp thụ N-NO (mg/l) - NO3- (mg/l) Hình 12 Biểu đồ biểu diễn biến thiên hàm lượng NO 3- nước thải Hình 13 Biểu đồ biểu diễn biến thiên hàm lượng NO 3- nước sau xử lý qua mơ hình đất ngập nước nhân tạo thải sau xử lý qua mơ hình thủy canh Hiệu suất xử lý sau ngày: So sánh với kết xử lý NO3- nước thải chăn ni mơ hình thủy canh có - Mơ hình 1: 56,96 trồng Ngổ dại nhóm tác giả Trương Thị Nga Võ Thị Kim Hằng (2010) chúng - Mơ hình 2: rằng: 72,72mơ hình thủy canh cho hiệu suất xử lý NO - (66,60%) nhận thấy cao so với hiệu suất xử lý NO3- nhóm tác giả (53,60%) [19] - Khả hấp thụ P- PO433PO (mg/l) 3PO (mg/l) 3Hình 15 Biểu đồ biểu diễn biến thiên hàm lượng 3- PO Hình 14 Biểu đồ biểu diễn biến thiên hàm lượng PO4 nước thải nước lý qua hình thủy canh sau thải xử lýsau qua mơxửhình đấtmơ ngập nước nhân tạo So sánh với kết xử lý PO43- nước thải chăn ni mơ hình 3-thủy canh có trồng Ở mơ hình 1: Sau ngày xử lý hàm lượng PO4 giảm từ Ngổ dại nhóm tác giả Trương Thị Nga Võ Thị Kim Hằng (2010) chúng tơi nhận 49,18mg/l xuống cịn 41,36mg/l với hiệu suất đạt 15,94% Sau thấy rằng: mơ hình thủy canh của3-chúng cho hiệu suất xử lý PO 43- (75,11%) cao 2,24 ngày hàm lượng PO giảm xuống 8,68mg/l, đạt QCVN 3lần so với hiệu suất xử lý PO4 nhóm tác giả (33,56%) [19] 14:2008 loại B Trong lơ đối chứng đạt hiệu suất 65,83% sau ngày xử lý - Khả hấp thụ N- NH4+ NH4+ (mg/l) NH4+ (mg/l) Hình 17 16 Đồ Đồ thị thị biểu biểu diễn diễn sự biến biến thiên thiên hàm hàm lượng lượng NH NH44++ trong nước nước thải thải Hình sau khisau xử lý qua mơqua hình ngập nước nhân tạo xử lý mơđất hình thủy canh Hiệu lý đạt: Hiệusuất suấtsau xử8lýngày sau xử ngày đạt: • - Mơ Mơ hình hình 1: 2: 87,51% 40,62% • - Đối Đối chứng chứng 1: 2: 46,24% 71,07% So sánh hiệu suất xử lý mơ hình thí nghiệm Hiệu suất sau ngày xử lý nước thải mơ hình thể hình 18 NO3- PO43- NH4+ 19.sánh Mẫu nước saumơ xửhình lý thí nghiệm Hình 18 BiểuHình đồ so hiệu suấtthải xử trước lý giữavàcác - Cả mơ hình có hiệu suất xử lý thơng số nhiễm có nước thải cao Hiệu suất xử lý BOD, COD, NO3- , PO43-, NH4+ 66% sau ngày xử lý - Mơ hình cho hiệu suất xử lý cao mơ hình 3 Sự phát triển Ngổ dại sống môi trường nước thải • Sau 20 ngày sống mơi trường nước thải, Ngổ dại có khả tăng lên chiều cao khối lượng - Đối với mơ hình đất ngập nước nhân tạo: sau 20 ngày sống môi trường nước thải, chiều cao Ngổ dại tăng từ 21,3cm lên 104,8cm (tức tăng 83,5cm) Trong đó, chiều cao Ngổ dại sống môi trường nước máy (ĐC3) tăng 50,7cm Chiều cao (cm) Trước xử lý 10 ngày 12 ngày 12 ngày 16 ngày 18 ngày 20 ngày Hình 20 Mơ hình đất ngập nước nhân tạo có trồng Ngổ dại trước (bên trái) MH1 21,3 59,4 68,1 80,3 89,6 97,9 104,8 sau (bên phải) xử lý nước thải đô thị ĐC3 21,3 41,4 50,1 56,3 63,4 68,7 72,0 Bảng Sự tăng trưởng theo thời gian Ngổ dại mơ hình đất ngập nước nhân tạo - Đối với mơ hình thủy canh: phát triển khối lượng đáng kể Sau 20 ngày sống môi trường nước thải, khối lượng tăng từ 250g lên 340g (tức tăng 90g) Trong khối lượng Ngổ dại sống trog môi trường nước máy (ĐC4) tăng 40g 16 ngày đầu ngày sau khối lượng có xu hướng giảm xuống Khối lượng (gam) Trước xử lý 10 ngày 12 ngày 12 ngày 16 ngày 18 ngày 20 ngày MH2 250 275 279 286 294 311 340 Hình 21 Mơ hình thủy canh có trồng Ngổ dại trước (bên trái) ĐC4 250 sau267 281đô thị.279 276 (bên273 phải) xử 278 lý nước thải Bảng Sự tăng trưởng theo thời gian Ngổ dại mơ hình thủy canh III Đề xuất mơ hình xử lý • Từ kết nghiên cứu trên, chúng tơi thử đề xuất mơ hình xử lý nước thải đô thị thành phố Huế hệ thống đất ngập nước nhân tạo có trồng Ngổ dại Mơ hình khơng mang lại hiệu xử lý cao mà cịn góp phần tạo cảnh quan sinh thái khu vực nghiên cứu • Nước thải đô thị trước xả thủy vực cần thu gom cho qua hệ thống bãi lọc Nguồn nước thải dẫn vào hệ thống Ngổ dại trồng bãi lọc sau đổ nguồn tiếp nhận • Bãi lọc thiết kế với độ dốc 1% lớn để tạo dòng22.chảy Khiđất đingập qua nước bãi lọc Ngổ cácởchất Hình Mơ hình nhântrồng tạo cócây trồng dại, Ngổ dại thực dinh địa dưỡng có nước thải hệ thống rễ vi sinh vật sống cộng sinh vùng rễ giữ lại, chúng chuyển hóa hấp thụ, tạo sinh khối cho Như hạn chế tình trạng nhiễm nguồn nước tiếp nhận chúng • Đối với nơi bị hạn chế mặt bằng, khơng thể bố trí mơ hình đất ngập nước nhân tạo ta thả Ngổ dại sống thủy vực tiếp nhận nguồn nước thải Khi hấp thu phần chất gây nhiễm có nước thải hạn chế ô nhiễm thủy vực Hình 23 Mơ hình trồng thủy canh Ngổ dại thực địa KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ I Kết luận Từ kết phân tích rút số kết luận sau: Nước thải đô thị thành phố Huế có độ nhiễm bẩn cao mặt vật lý, hóa học vi sinh vật, thể qua thông số DO, BOD, COD NO3-, PO43-, NH4+, total coliform… đáng ý nguồn nước thải hồ Tịnh Tâm Nước thải có màu đen Tải lượng chất nhiễm có nước thải đô thị tác động đến số sông hồ địa bàn thành phố Huế (như: hồ Tịnh Tâm, sông Ngự Hà, sông Đông Ba, sông Hương, sông Như Ý, sông An Cựu) lớn; tác động mạnh khu vực hồ Tịnh Tâm với tải lượng chất ô nhiễm cụ thể là: NO3-: 1,11kg/ngày; PO43-: 1,96kg/ngày; COD: 7,31kg/ngày, lớn cống thải khác nhiều Cây Ngổ dại đối tượng thực vật có khả xử lý nước thải đô thị với hiệu suất xử lý cao (trên 66%) Cây sinh trưởng tốt mơi trường nước thải nên thu sinh khối để sử dụng cho mục đích khác Cây Ngổ dại trồng theo mơ hình đất ngập nước nhân tạo cho hiệu suất xử lý chất nhiễm có nước thải cao mơ hình thủy canh II Đề nghị • Kết thăm dị khả xử lý nước thải đô thị Ngổ dại cho thấy khả xử lý nguồn nước có nhiều hợp chất hữu chất dinh dưỡng cao; sử dụng lồi làm đối tượng xử lý nguồn nước thải đô thị, sinh hoạt, sở sản xuất chế biến hay xử lý nguồn nước có tượng phú dưỡng • Những mơ hình chúng tơi đề xuất đơn giản, dễ thực rẽ tiền, chúng tơi đề nghị thử áp dụng mơ hình để xử lý nguồn nước thải đô thị thành phố Huế vùng phụ cận ... cống thải Như vậy, mức độ tác động nước thải đô thị đến hồ Tịnh Tâm lớn gây ô nhiễm nhiều II Tìm hiểu khả xử lý nước thải thị thành phố Huế Ngổ dại Tìm hiểu khả xử lý nước thải đô thị Ngổ dại. .. môi trường nước thải đô thị thành phố Huế Hiện trạng môi trường nước thải đô thị thành phố Huế Bảng Đánh giá chất lượng nước thải đô thị thành phố Huế STT Thông số Cống thải vào QCVN 14:2008... hànggiá loạt cácnăng vấn xử đề lýv? ?nước mơi thải Ngổ dại? ?? ?(Enydra fluctuans trường cầnthị phải giải quyết, phải kể đến việc Lour.) thành phố Huế nước thải? ?? đô thị chưa qua " xử lý thải sông ao hồ hàng