Nghiên cứu sử dụng công nghệ thân thiện để xử lý ao hồ bị nhiễm hữu cơ ở vùng nông thôn

Nội dung bài viết trình bày quá trình đô thị hóa ồ ạt tại các vùng nông thôn và sự bùng nổ dân số là nguyên nhân khiến môi trường ngày càng ô nhiễm. Ao hồ tại các khu dân cư, đặc biệt là ở các vùng nông thôn luôn có những vai trò quan trọng đối với sinh hoạt và sản xuất, tạo cảnh quan, điều hòa khí hậu, cân bằng sinh thái và môi trường.

K t qu nghiên c u KHCN NGHIÊN C U S D NG CÔNG NGH THÂN THI N Đ X LÝ AO H B Ô NHI M H U C VÙNG NƠNG THƠN Tăng Th Chính, Nguy n Th Hịa, Đ ng Th Mai Anh, Vũ Lê Minh Vi n Công ngh Môi tr
ng, Vi n Hàn lâm Khoa h c Công ngh Vi t Nam I MỞ ĐẦU Hiện nay, phát triển không ngừng ngành kinh tế, ngồi việc góp phần nâng cao chất lượng sống người dân làm phát sinh nhiều vấn đề mơi trường Ngồi q trình thị hóa ạt vùng nông thôn bùng nổ dân số nguyên nhân khiến môi trường ngày ô nhiễm [7] Ao hồ khu dân cư, đặc biệt vùng nơng thơn ln có vai trị quan trọng sinh hoạt sản xuất, tạo cảnh quan, điều hịa khí hậu, cân sinh thái mơi trường [4,6] Ở Hà Nam nói riêng nước nói chung, nhu cầu sử dụng mặt phục vụ sản xuất, kinh doanh làm nhà ngày tăng, việc san lấp ao hồ diễn ạt địa phương khiến diện tích nước mặt ngày suy giảm Tuy nhiên, việc san lấp ao hồ để phát triển kinh tế làm nhà thiếu quy hoạch, không đồng bộ, làm gia tăng ô nhiễm môi trường Rác thải sinh hoạt, nước thải sinh hoạt giàu chất hữu chất thải nông nghiệp, đặc biệt chất thải ngành chăn ni quy mơ gia đình đổ thải trực tiếp hệ thống kênh mương ao hồ chưa qua xử lý khiến nước ao hồ dần bị ô nhiễm, làm suy giảm vai trị quan trọng ao hồ mơi trường đời sống người dân, khiến ao hồ trở thành nguồn gây dịch bệnh tiềm tàng khu dân cư [4] Từ thực tế đó, chúng tơi tiến hành nghiên cứu ứng dụng công nghệ thân thiện môi trường để xử lý ao hồ bị ô nhiễm hữu vùng nông thôn, làm ao hồ bị nhiễm để góp phần làm lành khơng gian sống cho người dân II PHƯƠNG PHÁP VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu - Chế phẩm vi sinh vật Sagi Bio -2 Phòng Vi sinh vật môi trường, Viện Công nghệ môi trường sản xuất từ chủng vi khuẩn Bacillus, Lactobacillus nấm men Saccharomyces - Các loại thực vật thủy sinh: bèo Nhật Bản, rau muống - Hóa chất PAC, LTH100 - Các ao hồ ô nhiễm hữu vùng nông thôn tỉnh Hà Nam 2.2 Phương pháp nghiên cứu - Các phương pháp xử lý chất thải, nước thải nhiễm chế phẩm vi sinh vật, hố học, động thực vật thuỷ sinh [1,5] - Phương pháp đo, thống kê, phân tích, so sánh với tiêu chuẩn qui định [2,3,8] - Các phương pháp phân tích, đánh giá nồng độ chất gây ô nhiễm COD, BOD, Tổng nitơ, Tổng photpho, [3] - Phương pháp phân tích vi sinh vật [2] III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết khảo sát ao hồ ô nhiễm vùng nông thôn Khi tiến hành khảo sát thực tế ao hồ vùng nông thôn thuộc tỉnh Hà Nam, đánh giá cảm quan cho thấy, phần lớn ao hồ tình trạng nhiễm mức độ khác Màu nước Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2014 11 K t qu nghiên c u KHCN đen sẫm, mùi khó chịu, rác thải sinh hoạt trơi khắp mặt ao khu vực xung quanh bờ ao khảo sát, loại bèo phát triển dầy đặc, che kín mặt ao, số ao cịn có tượng cá chết Chúng tơi tiến hành lấy mẫu phân tích, nghiên cứu để đưa quy trình ứng dụng cơng nghệ thân thiện môi trường phù hợp để tiến hành xử lý B ng T ng h p k t qu phân tích m u n
c ao h kh o sát t i huy n Duy Tiên, t nh Hà Nam Ký hiệu mẫu STT Chỉ tiêu phân tích N1 N2 N3 N4 N5 QCVN 08:2008/B TNMT (B2) pH 6,2 5,9 5,8 7,2 6,5 5,5 – Do (mg/l) 1,7 2,2 2,4 2,0 1,8 •2 Bod5 (mg/l) 255 114 110 195 155 25 Cod (mg/l) 340 285 235 375 410 50 Tss (mg/l) 132 129 147 172 168 100 N-No2 (mg/l) 1,14 1,04 1,05 0,78 0,98 0,05 Nitrat (NO-3), (mg/l) 11,82 12,01 11,78 11,80 11,96 15 Phosphat (PO4)3-), (mg/l) 1,44 1,51 1,29 1,32 1,48 0,5 H2S (mg/l) 0,36 0,23 0,18 1,02 0,42 - 10 Cadimi (mg/l) 0,006 0,007 0,005 0,01 0,008 0,01 11 Crom (mg/l) 0,05 0,07 0,05 0,03 0,01 12 Chì (mg/l) 0,031 0,022 0,052 0,041 0,014 0,05 13 Thủy ngân (mg/l) 0,001 0,001 0,002 0,001 0,001 0,002 14 Asen (mg/l) 0,041 0,050 0,042 0,036 0,030 0,1 15 Toång vi khuẩn hiếu khí (CFU/ml) 2,0.106 3,0.105 1,0.105 2,0.105 1,0.106 - 16 Tổng vi khuẩn kị khí (CFU/ml) 3,0.101 2,0.101 1,0.101 3,0.101 - 17 Coliform (MPN/100ml) 9000 9100 75000 36000 56000 10000 18 E.Coli ( MPN /100ml) 1800 900 1300 1700 17000 200 19 Salmonella (CFU/ml) 1,0.103 2,0.102 1,0.102 3,0.102 2,0.103 20 Chlorophyl A (g/l) 70 81 62 135 95 - Chú thích: Các ao khảo sát thuộc làng Vũ Xá – Yên Bắc – Duy Tiên – Hà Nam 12 Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2014 K t qu nghiên c u KHCN Qua kết phân tích cho thấy, pH mẫu nước nằm khoảng cho phép, nồng độ DO thấp nhiều so với quy định Kết nồng độ DO thu ao khu vực khảo sát thấp 1,7 mg/l cao 2,4mg/l, hàm lượng oxy hòa tan nước thấp, không đạt yêu cầu theo QCVN 08:2008/BTNMT Hàm lượng kim loại nặng thấp so với quy định cho phép Tuy nhiên, hàm lượng COD tất ao khảo sát cao, vượt nhiều lần so với quy định cho phép Ví dụ mẫu N1, nồng độ COD 340mg/l, gấp 10 lần so với quy định mẫu N5 nồng độ COD 410mg/l, gấp 13 lần so với quy định Không thế, tất mẫu nước địa điểm khảo sát có nồng độ chất dinh dưỡng (nitơ photpho) cao so với quy định chất lượng nước mặt nước thải loại B2 Các kết phân tích vi sinh cho thấy, mật độ loại vi sinh vật gây bệnh cao, số vi khuẩn Coliform, E.coli, Salmonella mẫu nước vượt quy định cho phép, nồng độ Chlorophyl A ao hồ cao, có ao lên tới 135 µg/L Từ kết khảo sát nhận thấy, ao Chùa (N5) làng Vũ Xá, xã n Bắc ngồi vai trị điều hịa khí hậu, cảnh quan, cịn nơi tập trung văn hóa lịch sử, nơi sinh hoạt cộng đồng nhân dân làng Vũ Xá Ngoài ra, ao Chùa nằm bên cạnh giếng làng - nơi người dân sử dụng nước cho mục đích sinh hoạt, gây ảnh hưởng tới chất lượng nước làm ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe người dân làng Do vậy, đề tài chọn ao để xử lý công nghệ sinh thái trình bày 3.2 Nghiên cứu xử lý nước ao ô nhiễm hữu Từ kết khảo sát trên, nghiên cứu, lựa chọn đưa quy trình xử lý ao hồ nhiễm chế phẩm thân thiện môi trường, đảm bảo đơn giản, dễ thực đem lại hiệu cao Quy trình gồm bước sau: Bước Dọn vệ sinh xung quanh ao: vớt bèo, thu Hình S gom rác thải sinh hoạt trơi ao Bước Sử dung hóa chất PAC, LTH10 để xử lý (oxy hóa, kết lắng chất hữu khó phân hủy nước) Bước Bổ sung chế phẩm VSV Sagi Bio-2 gồm chủng vi sinh vật có tác dụng phân giải hợp chất hữu dùng để xử lý chất hữu có nước bùn đáy, bổ sung tạo điều kiện cho vi sinh vật có lợi phát triển, làm tăng khả tự làm ao Bước Sử dụng thực vật thủy sinh (bèo Nhật Bản, bèo cái, rau muống,…) để hấp thụ chất khoáng vi sinh vật phân giải hợp chất hữu giải phóng ra, tránh tái nhiễm nước, đồng thời giá thể giúp vi sinh vật phát triển, trì khả tự làm ao ô nhi m c a ao Chùa, làng Vũ Xá, Yên B c, Duy Tiên, Hà Nam (tr
c x lý) Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2014 13 K t qu nghiên c u KHCN Đây sở chứng minh cho hiệu xử lý, tăng cường khả tự làm ao hồ ô nhiễm chất hữu mà chế phẩm vi sinh 14 Nồng độ COD (Mg/L) thay đ i n ng đ COD, DO theo th i gian Nồng độ Phosphat (mg/L) Kết hình cho thấy, nồng độ COD nước ao giảm rõ rệt theo thời gian sau xử lý COD từ mức 410 mg/L giảm xuống trì khoảng 50 mg/L, hàm lượng oxy hịa tan nước ao Đình cải thiện đáng kể, từ 1,8 mg/L tăng lên trì nồng độ 5,8 mg/L sau xử lý, tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn hữu ích sinh vật ao sinh trưởng phát triển, từ làm tăng khả tự xử lý ao Hình S Thời gian trì (ngày) Nồng độ Nitrat (Mg/L) Để đánh giá hiệu xử lý ao hồ ô nhiễm chế phẩm thân thiện môi trường tiến hành đo đạc trường lấy mẫu phân tích định kỳ Sau xử lý chế phẩm thân thiện môi trường, đánh giá cảm quan ghi nhận ý kiến người dân xung quanh ao sau: mùi thối khó chịu giảm dần, đến ngày thứ 10 gần khơng cịn mùi; màu nước dần trở nên hơn, thay màu đen sẫm trước xử lý, nước Đặc biệt chế phẩm thân thiện sử dụng trình xử lý không ảnh hưởng đến sức khỏe người lồi cá có ao Hàm lượng DO (mg/L) 3.3 Đánh giá hiệu xử lý thông qua tiêu hóa lý Hình S Thời gian trì (ngày) thay đ i n ng đ nitrat, photphat theo th i gian Sagi Bio-2 thực vật thủy sinh mang lại Kết hình cho thấy, nồng độ nitrat (tính theo N) nồng độ photphat (tính theo P) nước ao giảm đáng kể trì mức cho phép, với điều kiện dinh dưỡng trì nước khơng bị phú dưỡng nên tảo phát triển giới hạn cho phép, ao không bị ô nhiễm trở lại 3.4 Hiệu xử lý tiêu vi sinh vật gây bệnh Để đánh giá hiệu xử lý tiêu vi sinh vật gây bệnh chế phẩm thân thiện môi trường, tiến hành lấy mẫu phân tích tiêu như: Coliform, E.coli, Salmonella Sau trình xử lý, khả tự làm ao phục hồi trì, mật Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2014 K t qu nghiên c u KHCN nguy gây hại cho sức khỏe người dân vật nuôi sinh sống ao Kết hình cho thấy, hàm lượng Chlorophyl A giảm đáng kể sau xử lý trì mức thấp, sở chứng minh cho việc hạn chế phát triển tảo, làm màu xanh mùi hôi Chỉ số Coilirorm, E.coli độ vi sinh vật gây bệnh ao giảm xuống trì khoảng quy định cho phép: mật độ Colifrom 200 MPN/100ml, mật độ E.coli 100MPN/100ml số vi khuẩn Salmonella CFU/ml Do làm giảm khả phát triển thành ổ dịch bệnh vi sinh vật này, làm giảm Thời gian trì (ngày) thay đ i Coliform, E.coli theo th i gian Mật độ Salmonella (mg/L) Hình S Thời gian trì (ngày) Hình S thay đ i Salmonella theo th i gian ao thời gian trì sau xử lý Trong trình xử lý trì, hàng ngày, lượng nước thải sinh hoạt hộ dân cư xung quanh xóm đổ thải trực tiếp vào ao Với mật độ vi khuẩn hữu ích chế phẩm Sagi Bio- bổ sung vào ao ln trì mức cao, hoạt động hiệu quả, làm tăng khả tự xử lý ao hồ tiếp nhận nguồn nước thải Thực vật thủy sinh sinh trưởng phát triển hấp thụ chất dinh dưỡng nước ao làm cho nước không bị phú dưỡng tái ô nhiễm IV KẾT LUẬN Sau trình xử lý thời gian trì hiệu xử lý, đánh giá cảm quan kết phân tích phịng thí nghiệm, chúng tơi đưa số kết luận sau: - Quá trình xử lý ao Chùa làng Vũ Xá, xã Yên Bắc, huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam chế phẩm thân thiện môi trường không ảnh hưởng tới sức khỏe người động vật, thực vật thủy sinh ao Mùi ao gần khơng cịn, nước ao dần đạt loại B2 theo QCVN 08:2008/BTNMT sau tháng xử lý - Nồng độ COD giảm xuống ln trì mức cho phép theo quy chuẩn 50 mg/L; nồng độ oxy hòa tan nước tăng đáng kể, lên Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2014 15 Hàm lượng Cholorophyl K t qu nghiên c u KHCN Thời gian trì (ngày) Hình S thay đ i n ng đ Chlorophyl A theo th i gian Hình Ao Chùa Vũ Xá sau x mức 5,8 mg/L; nồng độ tổng nitơ, tổng phốt đưa mức cho phép theo quy định - Mật độ vi khuẩn hữu ích trì mức cao để trì khả tự làm ao hồ; mật độ vi sinh vật gây bệnh giảm rõ rệt, Salmonella có thời điểm CFU/100ml; Coliform E.Coli 16 lý ln trì mức cho phép tới 103 - 104 lần - Việc kết hợp thực vật thủy sinh để xử lý nước ao hồ ngồi việc góp phần vào việc trì hiệu xử lý, làm tăng khả tự làm ao hồ tạo cảnh quan đẹp, mang lại không gian sống lành cho người dân khu vực TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tăng Thị Chính, Đặng Đình Kim, Phan Thị Tuyết Minh, Lê Thanh Xuân, Nghiên cứu sản xuất ứng dụng số chế phẩm vi sinh vật để xử lý chất thải hữu cơ, Tạp chí Khoa học – Đại học Quốc gia Hà Nội 22 (No3B PT) (2006) 38 – 44 [2] Nguyễn Lân Dũng cộng sự, Một số phương pháp nghiên cứu vi sinh vật, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1985 [3] Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Nguyễn Xuân Cự, Phạm Văn Khang, Nguyễn Ngọc Minh, Một số phương pháp phân tích mơi trường, Nhà xuất Đại học Quốc Gia Hà Nội, Hà Nội, 2004 [4] Trần Đức Hạ, Phạm Tuấn Hùng, Nguyễn Đức Tồn, Nguyễn Hữu Hịa, Bảo vệ quản lý tài nguyên nước, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2009 [5] Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội, 2003 [6] Vũ Trung Tạng, Cơ sở sinh thái học, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội, 2007 [7] Bộ Tài nguyên Môi trường, 2010, Báo cáo môi trường Quốc gia 2010 [8] Quy chuẩn kĩ thuật Quốc gia chất lượng nước mặt QCVN 08-2008/BTNMT, Hà Nội, 2008 Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2014 ... tài chọn ao để xử lý cơng nghệ sinh thái trình bày 3.2 Nghiên cứu xử lý nước ao ô nhiễm hữu Từ kết khảo sát trên, nghiên cứu, lựa chọn đưa quy trình xử lý ao hồ nhiễm chế phẩm thân thiện môi... trở nên hơn, thay màu đen sẫm trước xử lý, nước Đặc biệt chế phẩm thân thiện sử dụng q trình xử lý khơng ảnh hưởng đến sức khỏe người lồi cá có ao Hàm lượng DO (mg/L) 3.3 Đánh giá hiệu xử lý thông... sau xử lý, tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn hữu ích sinh vật ao sinh trưởng phát triển, từ làm tăng khả tự xử lý ao Hình S Thời gian trì (ngày) Nồng độ Nitrat (Mg/L) Để đánh giá hiệu xử lý ao