Bài viết đánh giá chất lượng môi trường nước sông Đáy từ đập Phùng đến cửa Đáy và thử nghiệm khả năng đồng hóa ni tơ của một số loài thủy sinh vật. Kết quả nghiên cứu cho thấy các loài thủy sinh vật nghiên cứu đều có khả năng làm sạch nước trong điều kiện thí nghiệm.
Nghiên cứu ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC SÔNG ĐÁY VÀ KHẢ NĂNG ĐỒNG HÓA NI TƠ CỦA MỘT SỐ LOÀI THỦY SINH VẬT Lê Xuân Tuấn; Trần Quốc Cường Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội Tóm tắt Bài báo đánh giá chất lượng mơi trường nước sông Đáy từ đập Phùng đến cửa Đáy thử nghiệm khả đồng hóa ni tơ số loài thủy sinh vật Kết nghiên cứu cho thấy loài thủy sinh vật nghiên cứu có khả làm nước điều kiện thí nghiệm Ốc làm giảm hàm lượng NH4+ từ 12,66% đến 26,63%; Tảo Chlorella làm giảm hàm lượng NH4+ từ 14,3% đến 29,42% Bèo tây làm giảm hàm lượng NH4+ từ 14,27% đến 29,52%; Rau muống làm giảm hàm lượng NH4+ từ 14,27% đến 28,98% Kết nghiên cứu cho thấy kết hợp ốc tảo làm giảm hàm lượng NH4+ từ 32,94% đến 43,5%; Kết hợp ốc, tảo, bèo tây rau muống làm giảm hàm lượng NH4+ từ 35,97% đến 47,24% hiệu đồng hóa NH4+ cao sau 96h điều kiện thí nghiệm Từ khóa: Mơi trường nước; Thực vật thủy sinh; Chlorella; Động vật đáy; Sông Đáy Abstract Assessment on The water environmental quality of Day river and the Nitrogen Assimilation of Aquatic Organism This paper present the results of study on the environmental quality of Day river from Phung dam to Day estuary and simulates the nitrogen assimilation of aquatic organism This result demonstrates the water purification capacity from the surveyed aquatic organisms The NH4+ concentration has reduced from 12,66% to 26,63% by snail species.; from 14,27% to 29,52% by Chlorella; from 14,27% to 28,98% by Ipomoea aquatica, respectively And that number has decreased from 14,3% to 29, 52% by Ipomoea aquatica The result also illustrates the NH4+ concentration has reduced from 32,94% to 43,5% due to the combination between snail and alga species, the number has changed from 35,97% to 47,24% by the combination between snail, Chlorella and Ipomoea aquatica NH4+ assimilation reaches the highest perfornmance after 96 hours in laboratory condition Keywords: Water Environment; Aquatic organism; Chlorella; Benthos; Day river Đặt vấn đề Lưu vực sông Đáy nằm vùng kinh tế - xã hội trọng điểm Bắc Bộ, có tốc độ phát triển kinh tế, cơng nghiệp hóa, đại hóa mạnh vùng Bắc Bộ thời kì vừa qua Hiện nay, sơng Đáy chịu áp lực mạnh mẽ bùng nổ dân số, trình thị hố Dịng sơng Đáy phải tiếp nhận nhiều nguồn nước thải khác (nước thải sinh hoạt chiếm 56%, nước thải sản xuất công nghiệp chiếm 24%, nước thải canh tác chăn nuôi chiếm 16% 4% nước thải từ làng nghề sản xuất tiểu thủ công nghiệp) phạm vi rộng làm cho nhiều đoạn sông bị ô nhiễm tới mức báo động, ảnh hưởng đến môi trường đa dạng thủy sinh vật lưu vực sơng Đáy [3;4;10] Có nhiều cơng trình nghiên cứu liên quan đến hệ thống sông Đáy nhà khoa học Việt Nam thực Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 16 - năm 2017 79 Nghiên cứu năm gần Tuy nhiên, chất lượng nước sơng Đáy chưa có thay đổi đáng kể [3;12] Có nhiều phương pháp xử lý nhiễm nước phương pháp học, hóa học, hóa lí, sinh học Trong đó, phương pháp sinh học phổ biến an tồn, có hiệu lĩnh vực xử lý nước thải chứa nhiều chất hữu cơ, làm sinh vật thị sinh học để đánh giá chất lượng môi trường nước quan tâm ý nhiều phương pháp đánh giá hiệu [7; 8; 13; 14] Hiện nay, hầu hết sơng hồ Hà Nội nói riêng nước nói chung bị nhiễm hàm lượng nitơ photpho lớn [10; 12] Nitơ nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho phát triển thủy sinh vật Sự có mặt muối lượng thích hợp cần thiết song vượt q giới hạn quy định lại tác nhân gây ô nhiễm [4; 8] Nghiên cứu, đánh giá chất lượng môi trường nước dịng sơng Đáy đề xuất số biện pháp xử lý môi trường nước cách hiệu mang tính bền vững qua việc thử nghiệm khả đồng hóa nitơ số lồi thủy sinh vật điều kiện thí nghiệm mang tính cấp thiết, sở khoa học để nâng cao hiệu công tác xử lý nước thải, nhằm đáp ứng yêu cầu cấp bách xã hội kế hoạch bảo vệ môi trường nước bị ô nhiễm Vật liệu phương pháp nghiên cứu Các mẫu nước lấy trạm khảo sát lưu vực sơng Đáy (hình 1): Đập Phùng thuộc huyện Phúc Thọ, Hà Nội: Điểm lấy mẫu đại diện cho chất lượng nước sông Đáy thượng nguồn; Cầu Mai Lĩnh thuộc huyện Thanh Oai, Hà Nội: Điểm lấy mẫu đánh giá chất 80 lượng nước sông Đáy trước nhận nước sông Thanh Hà; Cầu Tuế Tiêu thuộc huyện Mỹ Đức, Hà Nội: Điểm lấy mẫu đánh giá chất lượng nước sông Đáy vùng trung lưu; Cầu Quế thuộc huyện Kim Bảng, tỉnh Hà Nam: Điểm lấy mẫu đánh giá chất lượng nước sông Đáy trước nhận nước sông Nhuệ; Cầu Đọ thuộc thị xã Phủ Lý, tỉnh Hà Nam: Điểm lấy mẫu đánh giá chất lượng nước sông Đáy sau nhận nước sông Nhuệ; Cửa Đáy thuộc huyện Kim Sơn, tỉnh Ninh Bình: Điểm lấy mẫu đánh giá chất lượng nước sông Đáy hạ nguồn Hình 1: Vị trí điểm lấy mẫu nước lưu vực sông Đáy - Thực vật thủy sinh, Bèo tây (Eichhornia crassipes) rau muống (Ipomoea aquatica Forsk) [8;11] thu từ khu vực nghiên cứu đưa phịng thí nghiệm ni bể lớn cho ổn định, tách nhỏ bèo rau thành nhóm có kích thước khối lượng vừa cho thử nghiệm đủ thân, rễ, cành lá, tránh trầy xước Khối lượng bèo rau thử nghiệm khoảng 0,3 kg loại bể thử nghiệm - Thực vật nổi: Tảo lục (Chlorella) thuộc ngành Tảo lục (Chlorophyta), nhóm Tảo (Algae)[7; 8; 9] Nguồn giống Tảo cung cấp mơn Vi Tảo, Phịng Mơi trường Thuỷ sinh Tạp chí Khoa học Tài ngun Mơi trường - Số 16 - năm 2017 Nghiên cứu vật, Viện Công nghệ Môi trường Tảo nuôi sinh khối túi nilon hay lọ có sục khí chất dinh dưỡng đảm bảo cho tảo phát triển sinh khối Khi mật độ đạt theo yêu cầu, giữ nguồn tảo thử nghiệm tủ điều nhiệt khơng có ánh sáng để tảo không tăng mật độ Mật độ tảo cho vào thử nghiệm bể tính tốn vào khoảng 56.103 tế bào/l/ bể - Động vật đáy: Ốc đá (Sinotaia aeruginosa Reeve) ốc vặn (Angulyagra polyzonata Frauenfeld) thuộc Chân bụng (Mesogastropoda), phân lớp Mang trước (Prosobranchia), lớp Chân bụng (Gastropoda) [1] Ốc lựa chọn có kích thước trọng lượng tương đối đồng đưa ni ổn định bể kính ni phịng thí nghiệm, sau lựa chọn cá thể sống khỏe, bám phát triển bình thường bể ương đưa bể nuôi thử nghiệm Số lượng ốc bể thử ngiệm 10 cá thể cho lơ thí nghiệm 2.1 Phương pháp nghiên cứu 2.1.1 Phương pháp thu mẫu nước Thu mẫu nước tầng mặt (cách bề mặt khoảng 20 cm) dụng cụ thu mẫu chuyên dùng hãng Wilco (Hoa Kỳ sản xuất) Mẫu nước bảo quản chai PVC trung tính vơ trùng Cố định mẫu H2SO4 cho mẫu phân tích chất hữu PO43, NH4+ Trong trường hợp khơng phân tích cần bảo quản mẫu nhiệt độ 4oC [3] 2.1.2 Phương pháp phân tích tiêu thuỷ lí, thuỷ hoá - Các tiêu: Nhiệt độ, pH, độ đục, độ dẫn, DO đo trực tiếp máy TOA WQC 22A (Water quality cheker, Nhật Bản); Các thông số PO43-, NH4+, BOD5, COD phân tích phịng thí nghiệm phịng Sinh thái mơi trường nước, Viện Sinh thái Tài nguyên sinh vật máy Spectrophotometer (DR/2010) hãng HACH - Mỹ máy Palintest Photometers Anh nguyên tắc so màu với bước sóng loại thuốc thử khác nhau; Xác định NH4+ tiến hành phương pháp trắc quang so màu với thuốc thử (Palintest Amonia No1 LR Tablets Palintest Amonia No2 LR Tablets) bước sóng 640nm; Xác định PO43- phương pháp trắc quang so màu với thuốc thử (Palintest Phosphate No1 LR Tablets, Palintest Phosphate No2 LR Tablets) bước sóng 640nm; Xác định BOD5 (Biological Oxygen Demand) theo phương pháp chuẩn với dung dịch Alkali- oide aside, Na2S2O3 0,025N; Xác định COD (Chemical Oxygen Demand) phương pháp Dichromat kali (K2Cr2O7) 0,25 N thiết bị COD hãng VELP Scientifica (Italia) 2.1.3 Phương pháp nghiên cứu phịng thí nghiệm Các thí nghiệm tiến hành Phịng Sinh thái mơi trường nước,Viện Sinh thái Tài ngun sinh vật Nước dùng phịng thí nghiệm lấy từ nguồn nước máy đưa vào bể lớn để 10 ngày cho thí nghiệm khơng bị ảnh hưởng chất sát trùng nước Bể kính để nuôi ốc thử nghiệm gồm loại: - Loại 1: Kích thước dài 30 cm x rộng 20 cm x cao 25 cm, dùng để nuôi ốc làm nguồn phục vụ cho ni làm thử nghiệm - Loại 2: Kích thước dài 30 cm x rộng 20 cm x cao 20 cm, dùng để làm thí nghiệm Thể tích nước bể lít Dùng máy sục khí Model BOSS - 9500 để đảm bảo lượng oxi hoà tan Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 16 - năm 2017 81 Nghiên cứu bể ni Bố trí bể thí nghiệm (tương ứng với lô) cho nồng độ khác NH4Cl (Dãy nồng độ chất thử nghiệm NH4Cl: Tính theo nitơ (2,0 mg/l, 4,0 mg/l, 6,0 mg/l) Tiến hành thí nghiệm để thử nghiệm khả đồng hóa loài ốc đá, ốc vặn, tảo, bèo tây, rau muống Mỗi thí nghiệm nhắc lại lần Sau 24 giờ, 48 giờ, 72 96 ni tiến hành đếm số lượng tế bào tảo có ml buồng đếm Goriaev để theo dõi biến động mật độ tảo lơ thí nghiệm Cùng với việc theo dõi biến động số lượng tế bào tảo đồng thời phân tích hàm lượng NH4+ bể nuôi sau 24 giờ, 48 giờ, 72 96 nuôi tầng bị ảnh hưởng nhiều gió làm cho nước bị xáo trộn mạnh nên nhiệt độ nước vị trí tương đối đồng Nhiệt độ cao điểm Đập Phùng Nhiệt độ trung bình tầng nước mặt lưu vực sông Đáy 26,880C 3.1.2 pH Kết nghiên cứu thảo luận 3.1 Chất lượng mơi trường nước 3.1.1 Nhiệt độ Hình 2.Nhiệt độ nước vị trí nghiên cứu Hình 2: Nhiệt độ nước vị trí nghiên cứu Nhiệt độ yếu tố liên quan đến tồn phát triển sinh vật thủy sinh, đồng thời nhân tố ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy sinh học chất ô nhiễm hữu nước [8;13] Kết nghiên cứu hình cho thấy , nhiệt độ nước khơng có thay đổi bất thường, nhiệt độ nước biến đổi theo biến đổi khí hậu: Nhiệt độ nước tháng cao tháng Trong mùa, nhiệt độ điểm chênh lệch khơng đáng kể vị trí lấy mẫu nước tầng nước mặt, 82 Hình pH tại cứucứu Hình 3: 3:ĐộĐộpH cácvịvịtrítrínghiên nghiên Sự thay đổi độ pH nước liên quan đến diện hóa chất axit kiềm, phân hủy hữu cơ, hòa tan số anion SO42-, NO3-, [6;14] Kết cho thấy khoảng dao động pH điểm nghiên cứu tương đối ổn định (mơi trường axit yếu, trung tính kiềm yếu) nằm giới hạn cho phép QCVN 08-MT:2015 loại B1 - Đây đặc điểm có lợi cho đời sống thủy sinh vật pH hầu hết điểm có tính kiềm nhẹ trừ điểm Cầu Mai Lĩnh có tính axit yếu Khoảng dao động pH vào mùa khô từ 6,53 đến 8,29 lớn mùa mưa (từ 6,64 đến 7,89) pH trung bình tất điểm nghiên cứu 7,36 3.1.3 Oxi hoà tan ( DO) Hàm lượng DO, ảnh hưởng đến khả tự làm dịng sơng, định phân hủy chất hữu mơi trường hiếu khí hay yếm khí [7;14] Nguồn nước mặt có bề mặt thống tiếp xúc trực tiếp với khơng khí nên thường có nồng độ oxi hịa tan cao Nếu hàm Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 16 - năm 2017 Nghiên cứu lượng DO thấp phản ánh tình trạng nhiễm hữu nguồn nước mơi trường nước có nhiều hợp chất hữu oxi hịa tan sử dụng nhiều cho q trình sinh hóa, dẫn đến làm giảm lượng oxi nước, chí cạn kiệt oxi gây ảnh hưởng lớn đến đời sống thủy sinh vật [4;5;8] (hình 4) Hình 4: Hàm lượng DO vị trí nghiên cứu Kết phân tích cho thấy hàm lượng DO biến đổi theo chiều dài sông biến đổi theo thời gian Hàm lượng DO vào mùa mưa cao mùa khô mùa trình xáo trộn nước thời gian diễn mạnh làm tăng hàm lượng DO nước Hàm lượng DO Cửa Đáy đạt trung bình 6,01 mg/l, điểm Đập Phùng, Cầu Mai Lĩnh, Cầu Tế Tiêu, Cầu Quế, Cầu Đọ Xá hàm lượng DO trung bình dao động từ 3,64 mg/l đến 5,22 mg/l điểm thường tiếp nhận nguồn thải khác nên giá trị DO đạt tương đối thấp so với Cửa Đáy Kết đo cho thấy: Trừ hai điểm Cầu Mai Lĩnh Cầu Đọ Xá, điểm cịn lại có hàm lượng DO trung bình đạt QCVN 08-MT:2015 loại B1 ( ≥ mg/l) Điều giải thích mẫu nước lấy tầng nước mặt nên hàm lượng DO lớn Tính trung bình tất vị trí nghiên cứu DO 4,81 mg/l 3.1.4 Nhu cầu oxi sinh học oxi hoá học (BOD5 COD) Hàm lượng BOD5 COD nước biểu thị mức độ ô nhiễm chất hữu nước [4;10] Phân tích, xác định hàm lượng COD BOD5 điểm lưu vực sông Đáy thu kết thể hình hình Hàm lượng BOD5 COD sông Đáy địa điểm nghiên cứu nằm giới hạn cho phép QCVN 08MT:2015 loại B1, trừ hai điểm Cầu Mai Lĩnh, Cầu Đọ Xá có hàm lượng BOD5 COD không đạt loại B1 Hàm lượng BOD5 COD sông Đáy biến thiên từ 4,12 đến 20,55 mg/l 16,12 đến 40,11 mg/l Hàm lượng BOD5 COD cao điểm Cầu Đọ Xá (18,97 mg/l 35,15 mg/l), cao gấp 1,16 lần 1,17 lần QCVN 08-MT:2015 loại B1 Các điểm lại, hàm lượng BOD5 COD có xu hướng giảm dần q trình tự làm dịng sơng Kết cho thấy ảnh hưởng rõ rệt chất lượng nước sông Nhuệ đến chất lượng nước sông Đáy so sánh hàm lượng BOD5 COD điểm trước hợp lưu với sông Nhuệ Cầu Quế (4,12 mg/l 16,12 mg/l) điểm sau hợp lưu với sông Nhuệ Cầu Đọ Xá (trung bình 17,38 mg/l 37,63 mg/l) Hàm lượng BOD5 trung bình tất điểm nghiên cứu 15,25 mg/l, hàm lượng COD trung bình 28,73 mg/l 3.1.5 NH4+ (tính theo N) Hàm lượng NH4+ (Hình 7) cho thấy nồng độ NH4+ biến thiên từ giá trị 0,45 mg/l đến 2,34 mg/l Nồng độ NH4+ vào tháng thấp tháng vào tháng mùa mưa, nước sơng bị pha loãng với nước mưa nên nồng độ NH4+ giảm Tất điểm có giá trị nồng độ NH4+ trung bình vượt giới hạn cho Tạp chí Khoa học Tài ngun Mơi trường - Số 16 - năm 2017 83 Nghiên cứu phép QCVN 08-MT:2015 loại B1 từ 1,48 đến 4,02 lần Nồng độ NH4+ điểm thượng nguồn sông Đáy (Đập Phùng) mức cao, trung bình 1,28 mg/l nhận nước thải từ Hà Đông Đến Cầu Mai Lĩnh, nồng độ NH4+ tiếp tục tăng lên đến 1,49 mg/l Xuống vùng trung lưu (Cầu Tuế Tiêu) nồng độ NH4+ giảm dần (trung bình 1,15 mg/l) vượt giới hạn cho phép loại B1 Trước nhận nước Hình 5: Hàm lượng BOD vị trí Hình 5: Hàm lượng BOD5 các5 vị trí nghiên cứu nghiên cứu 3.2 Khả đồng hóa nitơ số nhóm thủy sinh vật 3.2.1 Đối với ốc đá, ốc vặn Kết thí nghiệm xác định vai trò ốc việc làm thay đổi hàm lượng nitơ chất thử nghiệm NH4Cl thời gian từ 24 đến 96 (Hình 8) cho thấy: Hàm lượng NH4+ nước giảm dần đồng nghĩa với việc hiệu đồng hóa nitơ tăng dần sau 24h, 48h, 72h, 96h Trong lô I, sau 96h, hàm lượng NH4+ giảm tử 2mg/l xuống 1,467 mg/l tương ứng với hiệu đồng hóa nitơ 26,63% Ở lô II, sau 96h hàm lượng NH4+ giảm từ 4mg/l xuống 3,033 mg/l tương ứng với hiệu đồng hóa 24,17% Trong lơ III, hàm lượng NH4+ giảm từ 6mg/l xuống 5,24mg/l sau 96h tương ứng 84 sông Nhuệ, nồng độ NH4+ Cầu Quế 1,06 mg/l Sau nhận nước từ sông Nhuệ vị trí Cầu Đọ Xá nồng độ NH4+ lại tăng lên, trung bình 2,01 mg/l Sau đó, tới hạ nguồn (Cửa Đáy) nồng độ NH4+ lại có xu hướng giảm (trung bình 0,79 mg/l) khả tự làm dịng sơng Tính trung bình hàm lượng NH4+ tất điểm nghiên cứu 1,29 mg/l Hình 6: Hàm lượng COD vị trí Hình 6: Hàm lượng COD vị trí nghiên cứu nghiên cứu với hiệu đồng hóa nitơ 12,66% Sau 96h thử nghiệm với NH4Cl, lô thí nghiệm I (2mg/l) có hiệu đồng hóa cao nhất, sau lơ số II cuối lơ số III, hiệu đồng hóa nitơ trung bình đạt 21,15% (Hình 9) • Đối với tảo Chlorella Trong nước, tảo hấp thụ chất dinh dưỡng nước để tổng hợp chất hữu làm tăng sinh khối tảo, đồng thời thải khí oxi [8;9] Vi khuẩn nước sử dụng oxi để oxi hoá (phân huỷ) chất hữu thành chất vô tạo CO2 cho tảo Nhờ vậy, tảo phát triển muối giảm dần nước Sự biến đổi mật độ số lượng tảo mật độ tảo Chlorella qua thời gian từ 24 đến 96 (Hình 10) cho thấy: Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 16 - năm 2017 Nghiên cứu Hình 7: Hàm lượng NH4+ vị trí nghiên cứu Ở lơ thí nghiệm tảo Chlorella sinh trưởng tốt gia tăng số lượng Trong đó, từ mật độ 56.103 tế bào/l, lô I tăng lên 88,82.103 tế bào /l, lô II tăng lên 91,64.103 tế bào /l, lô III 90,2.103 tế bào/l Mật độ tảo lô II tăng nhiều nồng độ muối lô thuận lợi cho khả sinh trưởng phát triển tảo, lô I thấp (thấp 2,82.103 tế bào /l so với lô II) nồng độ muối lô không thuận lợi cho khả sinh trưởng phát triển tảo Cùng với phát triển số lượng tảo chất lượng nước lơ thí nghiệm cải thiện cách nhanh chóng Tuy nhiên, mức độ nước cải thiện lơ thí nghiệm khác (Hình 11), lơ I, sau 96h, hàm lượng NH4+ từ mg/l giảm xuống 1,412 mg/l tính hiệu đồng hóa nitơ đạt 29,42% Ở lô II, hàm lượng NH4+ từ mg/l giảm xuống 2,981 mg/l sau 96h tương ứng với hiệu đồng hóa nitơ đạt 25,48% Trong lơ III, hàm lượng NH4+ từ mg/l giảm xuống 5,142 mg/l tương ứng với hiệu đồng hóa nitơ đạt 14,30% Hình 10: Sự biến động mật độ tảo theo Hình 10:thời Sự biến gianđộng mật độ Hình 11: Sự biến thiên hàm lượng nitơ Hình theo 11: Sự biến thiênở hàm thời gian tảo lượng Hình 10: Hiệu đồng hóa nitơ sau 96h tảo Như vậy, hàm lượng muối dinh dưỡng nước lơ thí nghiệm có ảnh hưởng đến khả đồng hóa tảo Chlorella, kết thu hiệu đồng hóa nitơ phù hợp với tốc độ phát triển tăng số lượng tảo Chlorella lơ thí nghiệm nghiên cứu phần Sau 96h thử nghiệm với NH4Cl lơ thí nghiệm I đạt hiệu đồng hóa nitơ cao nhất, sau lơ thí nghiệm II, cuối thí nghiệm III, hiệu đồng hóa nitơ trung bình sau 96h đạt 23,07% (Hình 12) tảo theo thời gian nitơ theo thời gian tảo Tạp chí Khoa học Tài ngun Mơi trường - Số 16 - năm 2017 85 Nghiên cứu Hình 13: Sự biến thiên hàm lương nitơ theo thời gian • Đối với bèo tây Bèo tây có rễ lớn - phận để hấp thụ chất hữu kim loại nặng có nước [4] Để thấy rõ hiệu đồng hóa nitơ bèo tây, kết xác định thay đổi hàm lượng nitơ thời gian từ 24 đến Hình 14: Hiệu đồng hóa nitơ sau 96h bèo tây • Đối với rau muống Sự thay đổi hàm lượng nitơ qua thời gian từ 24 đến 96 thử nghiệm với rau muống thể hình 15 Kết cho thấy lô I, hàm lượng + NH4 từ mg/l giảm xuống 1,42 mg/l sau 96h tương ứng với hiệu đồng hóa nitơ đạt 28,98% Ở lô II, hàm lượng NH4+ từ mg/l giảm xuống 2,982 mg/l sau 96h tương ứng với hiệu đồng hóa nitơ đạt 25,45% Trong 86 96 (Hình 13) cho thấy hàm lượng NH4+ nước loại dần khỏi nước tương ứng với hiệu đồng hóa nitơ tăng dần Ở lơ I, hàm lượng NH4+ từ mg/l giảm xuống 1,41 mg/l sau 96h tương ứng với hiệu đồng hóa nitơ đạt 29,52% Ở lô II, hàm lượng NH4+ từ mg/l giảm xuống 2,983 mg/l sau 96h tương ứng với hiệu đồng hóa nitơ đạt 25,68% Trong lô III, hàm lượng NH4+ từ mg/l giảm xuống cịn 5,138 mg/l tương ứng với hiệu đồng hóa nitơ đạt 14,37% Như vậy, hàm lượng muối dinh dưỡng nước lơ thí nghiệm có ảnh hưởng đến khả đồng hóa bèo tây Sau 96h thử nghiệm với NH4Cl lơ thí nghiệm I đạt hiệu đồng hóa cao nhất, lơ thí nghiệm II, cuối lơ thí nghiệm III, hiệu đồng hóa nitơ trung bình sau 96h đạt 23,19% (Hình 14) Hình 15: Sự biến thiên hàm lượng nitơ theo thời gian rau muống lô III, hàm lượng NH4+ từ mg/l giảm xuống 5,144 mg/l tương ứng với hiệu đồng hóa nitơ đạt 14,27% Như vậy, hàm lượng muối dinh dưỡng nước lơ thí nghiệm có ảnh hưởng đến khả đồng hóa rau muống Sau 96h thử nghiệm với NH4Cl, lơ thí nghiệm I đạt hiệu đồng hóa cao nhất, lơ thí nghiệm II, cuối thí nghiệm III, hiệu đồng hóa trung bình sau 96h đạt 22,9% (Hình 16) Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 16 - năm 2017 Nghiên cứu Hình 16: Hiệu đồng hóa nitơ sau 96h rau muống • Đối với hỗn hợp ốc tảo Trong thí nghiệm ni hỗn hợp ốc tảo, thay đổi hàm lượng nitơ qua thời gian nuôi từ 24 đến 96 cho thấy hàm lượng NH4+ nước lô thí nghiệm tương ứng với hiệu đồng hóa nitơ tăng dần (Hình 17) Ở lơ I, hàm lượng NH4+ từ mg/l giảm xuống 1,319 mg/l sau 96h tương ứng với hiệu đồng hóa nitơ đạt 34,03% Ở lô II, hàm lượng NH4+ từ mg/l giảm xuống 2,16 mg/l sau 96h tương ứng với hiệu đồng hóa nitơ đạt 46% Trong lơ III, hàm lượng NH4+ từ mg/l giảm xuống 4,023 mg/l tương ứng với hiệu đồng hóa nitơ đạt 32,93% Hình 17: Sự biến thiên hàm lượng nitơ theo thời gian ốc tảo Như vậy, hàm lượng muối dinh dưỡng nước lơ thí nghiệm có ảnh hưởng đến khả đồng hóa hỗn hợp ốc tảo Sau 96h thử nghiệm với NH4Cl ta thấy hiệu đồng hóa cao lơ thí nghiệm II (Hình 18), sau lơ thí nghiệm I, cuối thí nghiệm III, hiệu đồng hóa trung bình sau 96h đạt 36,82% • Đối với hỗn hợp ốc, tảo, bèo tây, rau muống Hình 19: Sự biến thiên hàm lượng nitơ theo thời gian ốc, tảo, bèo rau muống Hình 18: Hiệu đồng hóa nitơ sau 96h ốc tảo Kết thử nghiệm (từ 24h đến 96h), lơ thí nghiệm, hàm lượng NH4+ nước giảm dần, hiệu Tạp chí Khoa học Tài ngun Môi trường - Số 16 - năm 2017 87 Nghiên cứu đồng hóa nitơ tăng dần Ở lơ I, hàm lượng NH4+ từ mg/l giảm xuống 1,11 mg/l sau 96h tương ứng với hiệu đồng hóa nitơ đạt 44,48% Ở lô II, hàm lượng NH4+ từ mg/l giảm xuống 2,16 mg/l sau 96h tương ứng với hiệu đồng hóa nitơ đạt 47,24% Trong lô III, hàm lượng NH4+ từ mg/l giảm xuống cịn 4,023 mg/l tương ứng với hiệu đồng hóa nitơ đạt 35,97% (Hình 19) Như vậy, hàm lượng muối dinh dưỡng nước lơ thí nghiệm có ảnh hưởng đến khả đồng hóa hỗn hợp loài ốc, tảo, bèo tây rau muống Sau 96h thử nghiệm với NH4Cl, hiệu đồng hóa nitơ cao lơ thí nghiệm II, sau lơ thí nghiệm I, cuối thí nghiệm III, khả đồng hóa nitơ trung bình 42,56% Hình 20: Hiệu đồng hóa nitơ sau 96h Hình 21: So sánh hiệu đồng hóa nitơ ốc, tảo, bèo rau muống sau 96h thử nghiệm loài hỗn hợp loài Qua kết nghiên cứu cho thấy loài ốc, tảo, bèo tây, rau muống có khả làm nước tốt Tuy nhiên, khả hấp thụ muối dinh dưỡng loài khác nên khả làm nước loài lại khác Đồng thời, khả làm nước lơ thí nghiệm khác (Hình 20, 21) Kết cho thấy khả đồng hóa nitơ ốc đá ốc vặn so với tảo, bèo tây rau muống Do lồi có khả đồng hóa nitơ tốt nên sử dụng kết hợp lồi lơ thí nghiệm hiệu xử lý nước cao so sử dụng lồi Do khả đồng hóa nitơ loài khác nên hiệu xử lý nước lơ thí nghiệm khác nhau: Hiệu đồng hóa cao lô I (2 mg/l) thử nghiệm lồi lơ II (4 mg/l) kết hợp lồi nồng độ muối lô phù hợp với khả hấp thụ dinh dưỡng 88 lồi thí nghiệm, hiệu đồng hóa thấp lơ III (ứng với nồng độ mg/l) nồng độ muối lô cao ức chế khả hấp thụ dinh dưỡng lồi thí nghiệm Kết luận kiến nghị 4.1 Kết luận: - Chất lượng môi trường nước sông Đáy vào tháng bị ô nhiễm nhiều tháng Nhiệt độ dao động từ 22,70C đến 310C; pH dao động từ 6,53 đến 8,29; Hàm lượng DO dao động từ 3,98 mg/l đến 6,69 mg/l; Hàm lượng BOD5 COD biến thiên từ 4,12 mg/l đến 20,55 mg/l 16,12 mg/l đến 40,11 mg/l (trừ hai điểm Cầu Mai Lĩnh, Cầu Đọ Xá); Hàm lượng NH4+ biến thiên từ 0,45 mg/l đến 2,34 mg/l vượt giới hạn cho phép QCVN 08-MT:2015 loại B1 từ 1,48 đến 4,02 lần Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 16 - năm 2017 Nghiên cứu - Các loài ốc, tảo, bèo tây, rau muống có khả làm giảm hàng lượng NH4+: Ốc làm giảm hàm lượng NH4+ từ 12,66% đến 26,63%; Tảo Chlorella làm giảm hàm lượng NH4+ từ 14,3% đến 29,42% tương ứng với tốc độ phát triển tăng số lượng tế bào tảo lơ thí nghiệm; Bèo tây làm giảm hàm lượng NH4+ từ 14,27% đến 29,52%; Rau muống làm giảm hàm lượng NH4+ từ 14,27% đến 28,98%; Hiệu đồng hóa nitơ tốt lô I (2 mg/l), lô III (6 mg/l) thấp nhất; Khả đồng hóa nitơ ốc đá, ốc vặn so với nhóm thực vật thủy sinh bèo tây, rau muống, tảo - Hiệu đồng hóa nitơ cao thử nghiệm đồng thời nhóm loài: Ốctảo-bèo tây rau muống Hàm lượng NH4+ giảm từ 32,94% đến 43,5%; Kết hợp ốc, tảo, bèo tây rau muống làm giảm hàm lượng NH4+ từ 35,97% đến 47,24%; Hiệu đồng hóa nitơ cao lô II (4 mg/l), thấp lô III - Trong lơ thử nghiệm khả đồng hóa nitơ tăng dần theo thời gian từ 24h đến 96h, hiệu đồng hóa cao sau 96h; Hàm lượng muối dinh dưỡng có ảnh hưởng đến khả đồng hóa nitơ lơ thí nghiệm thời gian 4.2 Kiến nghị: Trong khuôn khổ thử nghiệm, nghiên cứu cịn hạn chế nên chúng tơi dừng lại việc đánh giá chất lượng nước sông Đáy số điểm lưu vực tháng tháng 8, nghiên cứu thử nghiệm khả đồng hóa nitơ số lồi thủy sinh vật thời gian 96h Vì vậy, cần đánh giá khả đồng hóa chất dinh dưỡng lồi: Ốc, tảo, bèo tây, rau muống thời gian dài nhiều điều kiện môi trường khác để đánh giá đầy đủ khả xử lý nước chúng trước áp dụng vào thực tế Lời cảm ơn: Các tác giả xin trân thành cảm ơn hỗ trợ phần kinh phí từ nhiệm vụ “Điều tra, đánh giá bổ sung nguồn gây ô nhiễm đề xuất giải pháp quản lý, khắc phục tình trạng nhiễm mơi trường nước sơng Nhuệ - sông Đáy” Tổng Cục Môi trường, Bộ TN&MT chủ trì theo Quyết định số 57/2008/QĐ-TTg ngày 29/04/2008 Thủ tướng Chính phủ việc phê duyệt “Đề án tổng thể bảo vệ môi trường lưu vực sông Nhuệ-sông Đáy đến năm 2020” TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Thái Trần Bái (2005), Động vật học không xương sống, Nxb Giáo dục, tr 170-184 [2] Bộ tài nguyên môi trường (2007), Báo cáo môi trường Quốc gia 2006: Hiện trạng môi trường nước lưu vực sông: Cầu, Nhuệ - Đáy, hệ thống sông Đồng Nai [3] Phạm Văn Đức (2005), Nghiên cứu sử dụng bèo tây bèo để xử lý nước thải chế biến từ thủy sản, Trường ĐHSP Hà Nội [4] Đặng Đình Kim cộng (2007), Báo cáo tổng kết đề tài: Nghiên cứu môi trường nước sông Đáy, Viện Công nghệ môi trường - Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam [5] Phan Văn Mạch (2008), Báo cáo tổng kết thủy sinh vật lưu vực sông Nhuệ - Đáy năm 2008, Viện sinh thái Tài nguyên sinh vật [6] Mohd Harun Abdullah, Jovita Sidi and Ahmad Zaharin Aris (2007), Heavy Metals (Cd, Cu, Cr, Pb and Zn) in Meretrix meretrix Roding, Water and Sediments from Esturies in Sabah, North Boneo International Journal of Envronmental & Science Education, tr 69-74 [7] Nguyễn Đình San (2000), Vi tảo số thủy vực bị ô nhiễm tỉnh Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh vai trị chúng trình làm nước thải, Luận án Tiến sĩ Sinh học [8] Hoàng Thị Sản (2003), Phân loại học thực vật, Nxb Giáo dục, tr 32-42, 77-187 [9] Đặng Ngọc Thanh, Hồ Thanh Hải (2007), Cơ sở thủy sinh học, Nxb khoa học kỹ thuật công nghệ, tr 516-522 [10] Vu Phuong Thao, Le Xuan Tuan, Tạp chí Khoa học Tài ngun Mơi trường - Số 16 - năm 2017 89 Nghiên cứu (2014) Content of some heavy metals in water and in Ipomoe Aquatic colecting from Nhue river Proceedings of the 3rd International Conference on advances in mining and tunneling, 21-22 Oct., (2014) Vung Tau, Vietnam Advances in mining and tunneling Publishing house for Science and Technology, Hanoi, Vietnam 2014: 582-587 [11] Lê Thị Hồng Thanh (2009) Nghiên cứu ảnh hưởng nước thải lên sinh trưởng khả tích lũy số chất độc hại rau muống (Ipomoea aquatica Forsk), rau ngổ trâu (Enydra fluctuans Lour) rau dừa nước (Jussiaea repens Linn) thơn Trà Lâm, xã Trí Quả, huyện Thuận Thành, tỉnh Bắc Ninh, Luận văn Thạc sĩ khoa học Sinh học [12] Tổng cục môi trường, Bộ tài nguyên môi trường (2010), Báo cáo tổng kết: Điều tra, đánh giá bổ sung nguồn gây ô nhiễm đề xuất giải pháp quản lý, khắc phục tình trạng ô nhiễm môi trường nước sông Nhuệ - Đáy, 285 tr [13] Le Xuan Tuan, Mai Sy Tuan, Le Thi Phuong and Nguyen Thi Thu Hoa, (2008) Study on the ability of Platymonas sp And Nanochloropsis oculata microalgae to reduce shrimp pond water pollution in Giao Thuy District, Nam Dinh Province Journal of Science of HNUE, (2008) ISSN 0868-3719 Vol.53, No 7, pp 83-89 [14] Trần Văn Tựa, Đặng Đình Kim cộng (2004) Khả ứng dụng thực vật thuỷ sinh xử lý ô nhiễm thuỷ vực, Hội thảo Khoa học: Ứng dụng biện pháp sinh học nâng cao chất lượng hồ Hà Nội, 22/9/2004 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CÁC MƠ HÌNH (tiếp theo trang 112) nước vấn đề mà nhà khoa học giới quan tâm, với mong muốn tìm phương pháp tốn học, kỹ thuật tính tốn để giải thích, mô tả mối quan hệ tiêu phản ánh chất lượng nước q trình có liên quan Ngày với phát triển mạnh mẽ công nghệ thông tin, công nghệ viễn thám GIS nên mơ hình chất lượng nước có phát triển sở tích hợp, kết hợp cơng nghệ, cơng cụ phục vụ q trình quan trắc, tính tốn, kiểm chứng mơ hình nhằm giải tốn quy mơ lớn khơng gian thời gian Lời cảm ơn: Nhóm tác giả xin gửi lời cám ơn chân thành tới Thạc sĩ Trần Ngọc Huân, giảng viên khoa Tài nguyên nước Trường Đại học Tài ngun Mơi trường Hà Nội ý kiến đóng góp q báu, giúp chúng tơi hồn thiện nghiên cứu TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Alexakis, D (2008) Geochemistry of stream sediments as a tool for assessing contamination by Arsenic, Chromium and other toxic elements; East Attica region, Greece s.l.: European Water pp 57-72 90 [2] Jolly R, Tim, (1994), U.S., Evaluating agricultrual nonpoint - source pollution using integrated geographic information systems and hydrologic/water quality models, Journal of Environmental Quality, Vol 23, pp 25-35 [3] Loukas, A., Surface water quantity and quallity assessment in Pinios River, Thessaly, Greece Desalination, 2010, pp 266-273 [4] McBean, E.A, Burn, D.H, (1985) Optimization modelling of water quality in an uncertain environment 2, Water Resources Research, Vol 21, pp 9334-940 [5] Melidis, P, et al, (2007) Characterization of rain and roof drainage water quality in Xanthi, Greece 127, Environ Monit Assess, pp 15 - 27 [6] Lu, S.Q, Xu, Z.X, Research on hydrodynamic and water quality model for tidal river networks 2, 2003, Journal of Hydrodynamics, Vol 15, pp 64-70 [7] 7.Vemula, P.P Mujumdar and V.R.S, Fuzzy waste load allocation model: silmulation - optimization approach 2, (2004) Journal of Computing in Civil Engineering, Vol 18, pp 120-131 [8] Wolanski.E, Mazda.Y and Ridd.P, (1992) Mangrove hydrodynamics, Coastal and Estuarine Studies, Vol 41, pp 43-62 Tạp chí Khoa học Tài ngun Mơi trường - Số 16 - năm 2017 ... Nghiên cứu, đánh giá chất lượng mơi trường nước dịng sơng Đáy đề xuất số biện pháp xử lý môi trường nước cách hiệu mang tính bền vững qua việc thử nghiệm khả đồng hóa nitơ số lồi thủy sinh vật điều... đánh giá chất lượng nước sông Đáy số điểm lưu vực tháng tháng 8, nghiên cứu thử nghiệm khả đồng hóa nitơ số lồi thủy sinh vật thời gian 96h Vì vậy, cần đánh giá khả đồng hóa chất dinh dưỡng lồi:... mẫu đánh giá chất lượng nước sông Đáy sau nhận nước sông Nhuệ; Cửa Đáy thuộc huyện Kim Sơn, tỉnh Ninh Bình: Điểm lấy mẫu đánh giá chất lượng nước sơng Đáy hạ nguồn Hình 1: Vị trí điểm lấy mẫu nước