Góp phần đánh giá hiện trạng môi trường nước và thăm dò khả năng xử lý của vi tảo spirulina platensis đối với nước thải làng nghề sản xuất bún trung hậu (xã nghi hoa, huyện nghi lộc, tỉnh nghệ an)

577.6 TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA SINH HỌC === & === ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MÔI TRƢỜNG NƢỚC VÀ THĂM DÕ KHẢ NĂNG XỬ LÝ CỦA VI TẢO SPIRULINA PLATENSIS ĐỐI VỚI NƢỚC THẢI LÀNG NGHỀ SẢN XUẤT BÖN TRUNG HẬU, Xà NGHI HOA, HUYỆN NGHI LỘC, TỈNH NGHỆ AN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH KHOA HỌC MƠI TRƢỜNG SV thực hiện: NGUYỄN THỊ PHƢỢNG Lớp: 51B2 - KHMT Mã số SV: 1053063238 GV hƣớng dẫn: TS MAI VĂN CHUNG VINH – 2014 LỜI CẢM ƠN Khóa luận tốt nghiệp giúp chúng em có hội tiếp cận với công tác nghiên cứu khoa học, tạo tiền đề phục vụ cho cơng việc sau Trong q trình nghiên cứu, hồn thành khóa luận tơi hướng dẫn giúp đỡ nhiệt tình thầy cô khoa Sinh học Tôi xin chân thành cảm ơn tới thầy cô giảng dạy, truyền đạt kiến thức cho em bốn năm học tập trường Tôi xin gửi lời cảm ơn đặc biệt tới thầy giáo Ts Mai Văn Chung người trực tiếp bảo, hướng dẫn đồng thời cho ý kiến đóng góp quý báu để đồng thời cho tơi ý kiến đóng góp q báu để tơi hồn thành nội dung khố luận tốt nghiệp Qua Tôi xin gửi lời cảm ơn tới trung tâm thực hành thí nghiệm trường Đại học Vinh, cô giáo Lê Thị Hồng Lam, cô giáo Nguyễn Thị Thanh Lam, thầy giáo Phùng Quang Hào thầy cô giáo làm việc trung tâm tạo điều kiện, giúp đỡ tơi suốt q trình nghiên cứu, thực hành làm khố luận Tơi xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới gia đình người sinh thành, nuôi dưỡng khôn lớn trưởng thành Cảm ơn lời động viên chân thành từ bạn bè suốt thời gian qua Tôi xin chân thành cảm ơn! Vinh, tháng năm 2014 Sinh viên Nguyễn Thị Phƣợng MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội vùng nghiên cứu 1.1.1 Điều kiện tự nhiên 1.1.2 Điều kiện kinh tế 1.1.3 Công nghệ sản xuất bún làng bún Trung Hậu 1.2 Khái quát làng nghề 1.2.1 Khái niệm phân loại 1.2.2 Vài nét làng nghề nước vấn đề ô nhiễm môi trường nước làng nghề 1.2.3 Vài nét làng nghề địa bàn tỉnh Nghệ An vấn đề ô nhiễm môi trường nước làng nghề 1.4 Nước thải 10 1.4.1 Khái niệm 10 1.4.2 Phân loại nước thải chất gây ô nhiễm nước thải 11 1.4.3 Cơ sở sinh học trình làm nước thải 13 1.4.4 Cơ chế phân giải tinh bột nhờ vi sinh vật 14 1.5 Giới thiệu chung tảo lam Spirulina 16 1.5.1 Đặc điểm hình thái cấu trúc tế bào tảo lam Spirulina 16 1.5.2 Đặc điểm sinh lý, sinh hóa đặc điểm dinh dưỡng tảo lam Spirulina 16 1.5.2.1 Đặc điểm sinh lý 16 1.5.2.2 Đặc điểm sinh hóa 17 1.5.2.3 Đặc điểm dinh dưỡng tảo Spirulina 18 1.5.3 Tình hình nghiên cứu tảo lam Spirulina 19 1.5.3.1 Tình hình nghiên cứu tảo lam Spirulina giới 19 1.5.3.2 Tình hình nghiên cứu tảo lam Spirulina Việt Nam 20 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.1 Đối tượng nghiên cứu 24 2.2 Nội dung nghiên cứu 24 2.3 Địa điểm thời gian nghiên cứu 24 2.3.1 Địa điểm nghiên cứu 24 2.3.2 Thời gian nghiên cứu 24 2.4 Phương pháp nghiên cứu 24 2.4.1 Phương pháp thu thập số liệu 24 2.4.2 Phương pháp thu mẫu 24 2.4.3 Phương pháp bảo quản mẫu 25 2.4.4 Phương pháp phân tích tiêu 26 2.4.5 Phương pháp bố trí thí nghiệm xử lý nhiễm tảo Spirulina 27 2.4.5.1 Điều kiện môi trường nuôi cấy tảo lam Spirulina 27 2.4.5.2 Bố trí thí nghiệm 28 2.5 Phương pháp xử lý số liệu 28 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 29 3.1 Hiện trạng chất lượng nước làng nghề bún Trung Hậu 29 3.1.1 Kết phân tích số tiêu thủy lý nguồn nước 29 3.1.2 Kết phân tích số tiêu thủy lý nguồn nước làng nghề 30 3.2 Đánh giá chung chất lượng nước làng nghề sản xuất bún Trung Hậu 37 3.2.1 Nước ngầm 37 3.2.2 Nước mặt 39 3.2.3 Nước thải 40 3.3 Ảnh hưởng nguồn nước đến môi trường người dân xung quanh 42 3.4 Thăm dò khả xử lý tảo Spirulina platensis nước thải sản xuất bún…………………………………………………………………………………… 43 3.4.1 Sinh trưởng tảo lam Spirulina platensis thu nước thải làng nghề bún Trung Hậu 43 3.4.2 Sự thay đổi tiêu DO, BOD5, COD môi trường nước thải làng nghề sản xuất bún Trung Hậu 44 3.4.2.1 Sự thay đổi tiêu DO 45 3.4.2.2 Sự thay đổi nhu cầu oxy hóa hóa học (COD) 46 3.4.2.3 Sự thay đổi nhu cầu oxy hóa sinh học (BOD5) 47 3.4.3 Nhận xét q trình thăm dị khả xử lý chất hữu vi tảo Spirulina platensis 47 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49 A KẾT LUẬN: 49 B KIẾN NGHỊ 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHỤ LỤC 52 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DO :Hàm lượng oxy hòa tan BOD5 :Nhu cầu oxy sinh học ngày COD : Nhu cầu oxy hóa hóa học PO43- :Photphat NH4+ :Amoni TSS :Tổng hàm lượng chất rắn lơ lửng VSV :Vi sinh vật XLNT :Xử lý nước thải UBND :Ủy ban nhân dân Fe :Sắt NĐ :Nghị định TƯ :Trung ương TCCP : Tiêu chuẩn cho phép CT :Công thức BTNMT :Bộ tài nguyên môi trường QCVN 08: 2008/BTNMT :Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt QCVN 09: 2008/BTNMT :Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước ngầm QCVN 24: 2009/BTNMT :Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nuớc thải công nghiệp DANH MỤC BẢNG, BIỂU ĐỒ, HÌNH Bảng2.1 : Phương pháp phân tích tiêu 26 Bảng 3.1 : Nhiệt độ mẫu nước qua đợt phân tích 30 Bảng 3.2: Giá trị BOD5 mẫu nước qua đợt phân tích (mgO2/l) 33 Bảng 3.3: Giá trị COD mẫu nước qua đợt phân tích(mgO2/l) 34 Bảng 3.4: Giá trị NH4+ PO43- mẫu nước qua đợt phân tích(mg/l) 35 Bảng 3.5: Giá trị Fetổng số mẫu nước qua đợt phân tích(mg/l) 36 Bảng 3.6 Chất lượng môi trường nước ngầm làng nghề 38 Bảng 3.7 Chất lượng môi trường nước mặt làng nghề qua tiêu 39 Bảng 3.8 Chất lượng môi trường nước thải làng nghề qua tiêu 41 Bảng 3.9: Sự phát triển tảo Spirulina platensis mẫu nước thải bún với tỷ lệ pha loãng khác nhau(g/l) 44 Bảng 3.10: Sự thay đổi tiêu DO, COD, BOD sau xử lý với nồng độ pha loãng nước thải khác 45 Biểu đồ 3.1 Biểu đồ biểu diễn pH trung bình mẫu nước qua đợt phân tích 31 Biểu đồ 3.2 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng oxy hịa tan trung bình mẫu nước qua đợt phân tích (mgO2 /l) 32 Biểu đồ 3.3 Biểu đồ biểu diễn giá trị coliform mẫu qua đợt phân tích (MNP/100ml) 37 Biểu đồ 3.4: Sự thay đổi hàm lượng DO sau thời gian xử lý vi tảo Spirulina Platensis 46 Biểu đồ 3.5 Sự thay đổi hàm lượng COD sau thời gian xử lý vi tảo Spirulina Platensis 46 Biểu đồ 3.6 Sự thay đổi hàm lượng BOD5 sau thời gian xử lý vi tảo Spirulina Platensis 47 Hình 1.1: Phân loại làng nghề Việt Nam theo ngành sản xuất Hình 1.2: Hình dạng tảo spirulina (nguồn http://thuoctot24h.com/vinataor-tinhhoa-tao-xoan-spirulina-vn) 16 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong năm gần đây, sách phát triển kinh tế - xã hội định hướng cơng nghiệp hóa - đại hóa nơng nghiệp, nông thôn Đảng Nhà nước ta tạo động lực cho phát triển mạnh mẽ làng nghề Nhiều làng nghề truyền thống khôi phục trở lại nhiều làng nghề đời, góp phần thay đổi mặt nơng thơn Việt Nam, mang lại nhiều hiệu kinh tế, nâng cao đời sống, tăng thu nhập cho người lao động, góp phần xóa đói giảm nghèo, giải lao động dư thừa địa phương Do tính chất linh hoạt sản xuất, quy mô sản xuất nhỏ, sản phẩm đa dạng thay đổi theo nhu cầu thị trường, làng nghề phận quan trọng cấu thành kinh tế trọng định hướng phát triển kinh tế xã hội nước ta Bên cạnh mặt thuận lợi, làng nghề Việt Nam đối mặt với nhiều khó khăn, thách thức trình độ sản xuất, chất lượng sản phẩm, mâu thuẫn xã hội quan trọng tác động đến chất lượng môi trường sống sức khỏe cộng đồng hoạt động sản xuất làng nghề gây Đa phần làng nghề Việt Nam hình thành phát triển cách tự phát với công nghệ lạc hậu thiết bị đơn giản, thủ công, hiệu sử dụng nguyên nhiên liệu thấp, mặt sản xuất hạn chế, việc đầu tư cho xây dựng hệ thống bảo vệ mơi trường quan tâm; ý thức bảo vệ môi trường sinh thái bảo vệ sức khỏe cho gia đình người lao động cịn hạn chế Vì vậy, nhiễm mơi trường làng nghề nông thôn vấn đề xúc cần quan tâm giải Nghệ An tỉnh thuộc Bắc Trung Bộ, có nhiều tiềm phát triển làng nghề Nhờ chủ trương Đảng, sách nhà nước, chủ trương, sách tỉnh, từ có nghị 06-NĐ/TU ngày tháng năm 2001 Ban chấp hành Đảng tỉnh (khóa XV) phát triển công nghiệp,tiểu thủ công nghiệp, xây dựng làng nghề thời kỳ 2001-2010, làng nghề địa bàn tỉnh khôi phục phát triển nhanh Năm 2007 tỉnh có 55 làng nghề đạt tiêu chí tỉnh [17] Là làng nghề truyền thống huyện Nghi Lộc, làng nghề sản xuất bún Trung Hậu, xã Nghi Hoa, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An góp phần lớn trọng phát triển kinh tế giải vấn đề xã hội huyện Tuy nhiên làng nghề thải môi trường lượng lớn nước thải Từ trước tới nay, nước thải làng nghề xả trực tiếp xuống mương làng mà không qua hệ thống xử lý nước thải Điều dẫn đến ô nhiễm nguồn nước nơi ngày trở nên trầm trọng Do đặc thù nước thải sản xuất bún ô nhiễm chất hữu dễ phân hủy sinh học nên việc áp dụng biện pháp sinh học để xử lý nước thải hoàn toàn phù hợp.Việc sử dụng lồi vi tảo, có Spirulina, để xử lý nước thải ô nhiễm hữu coi giải pháp hiệu quả, thân thiện với môi trường cần thiết Ngoài ra, việc thu hồi sinh khối tảo nước thải sau xử lý thực cách dễ dàng thuận tiện Việc sử dụng vi tảo Spirulina platensis xử lý nước thải giàu hữu mang ý nghĩa mặt khoa học thực tiễn tính cấp thiết Do vậy, chúng tơi thực đề tài nghiên cứu: “Góp phần đánh giá trạng mơi trƣờng nƣớc thăm dị khả xử lý vi tảo Spirulina platensis nƣớc thải làng nghề sản xuất bún Trung Hậu (xã Nghi Hoa, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An)” Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá trạng nước mặt, nước ngầm, nước thải làng nghề sản xuất bún Trung Hậu - Thăm dò khả xử lý chất thải hữu vi tảo Spirulina platensis nước thải làng nghề sản xuất bún CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội vùng nghiên cứu 1.1.1 Điều kiện tự nhiên Làng bún Trung Hậu thuộc xã Nghi Hoa, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An nằm phía Tây Bắc huyện Nghi Lộc, cách thị trấn Quán Hành khoảng 5km Tọa độ: 180 47’49”B 1050 37’42”Đ Xã có diện tích 4,97 km²(2007) Dân số 5512 người Mật độ 1109 người/km2 (2007) 1.1.2 Điều kiện kinh tế Theo số liệu thống kê, đến năm 2012 làng có 297 hộ có 120 hộ làm nghề Trong đó, có khoảng 40% hộ gia đình làm bún, 60% làm bánh loại Không người độ tuổi lao động mà từ người già đến trẻ nhỏ, tất nhân lực gia đình tùy sức tham gia làm bánh bún Bún Trung Hậu tạo thương hiệu riêng thị trường chất lượng sợi bún Bún ngon, sợi bún nhỏ, mịn, không dai Bánh Trung Hậu đa dạng với loại bánh bánh mướt, bánh đa, kẹo lạc,…Bún bánh Trung Hậu có mặt hầu khắp góc chợ địa bàn huyện vùng lân cận Hưng Nguyên, Diễn Châu Từ năm 2008, nhờ mạnh dạn đưa máy móc vào sản xuất bún, miến nên nhiều hộ gia đình có thu nhập cao 2, lần trước Nhiều gia đình, tháng sau trừ chi phí, họ thu lãi từ 10 - 20 triệu đồng Hiện tại, làng có khoảng 40 hộ làm bún 12 hộ làm bún máy.[9] Theo số liệu năm 2012 UBND xã Nghi Hoa hộ giàu làng Trung Hậu chiếm khoảng 45% Thu nhập bình quân đầu người triệu đồng/ tháng 1.1.3 Công nghệ sản xuất bún làng bún Trung Hậu Nguyên liệu sản xuất bún gạo Gạo sau ngâm ngày, ủ ngày, xay thành bột nước Sau để lắng ngày nữa, bỏ phần nước trong, lấy phần bột 3.2.2 Nước mặt Nước mặt nước chảy qua đọng lại mặt đất: sông, suối, kênh, mương, ao, hồ, Nguồn nước mặt nghiên cứu nước sông Cấm chảy qua làng nghề chịu ảnh hưởng trực tiếp nước thải sản xuất bún nước thải sinh hoạt chung Chúng tiến hành đo đạc khảo sát chất lượng nước mặt chảy qua làng nghề gồm mẫu nước M3(nước sơng Cấm đoạn phía sau nhà ơng Tồn) M4 (nước sơng Cấm đoạn phía sau nhà ông Hà) Kết mẫu nước mặt thể sau: Bảng 3.7 Chất lượng môi trường nước mặt làng nghề qua tiêu Mẫu đo Các tiêu Đơn vị pH QCVN 08: 2008/BTNMT M3 M4 A1 A2 B1 B2 - 7,02 6,45 6-8,5 6-8,5 5,5-9 5,5-9 DO mgO2/l 4,96 4,2 ≥6 ≥5 ≥4 ≥2 BOD5 mgO2/l 18,2 18,2 15 25 COD mgO2/l 35,3 29,6 10 15 30 50 NH4+ mg/l 1,64 1,17 0,1 0,2 0,5 1,0 PO43- mg/l 0,25 0,18 0,1 0,2 0,3 0,5 Fetổng số mg/l 1,92 1,97 0,5 1,5 9000 8500 2500 5000 7500 10000 Coliform MNP/100ml Ghi chú: A1: Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt cho mục đích khác A2, B1, B2 39 A2: Dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp, bảo tồn động thực vật thủy sinh mục đích sử dụng loại B1, B2 B1: Dùng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi mục đích sử dụng khác có u cầu chất lượng nước tương tự mục đích sử dụng loại B2 B2: Giao thông thủy lợi mục đích sử dụng khác với yêu cầu chất lương nước thấp Qua phân tích cho thấy mơi trường nước mặt có nhiều tiêu vượt tiêu chuẩn cho phép QCVN 08: 2008 cột B1 - Mẫu nước mặt M3 + COD = 35,3 mgO2 /l (gấp 1,18 lần so với QCVN 08: 2008 cột B1) + BOD5 = 18,2 mgO2 /l (gấp 1,21 lần so với QCVN 08: 2008 cột B1) + Fetổng số =1,92 mg/l (gấp 1,28 lần so với QCVN 08: 2008 cột B1) + NH4+ =1,64 mg /l (gấp 3,28 lần so với QCVN 08: 2008 cột B1) + Coliform = 9000MNP/100ml (gấp 1,2 lần so với QCVN 08: 2008 cột B1) - Mẫu nước mặt M4 + BOD5 = 18,2 mgO2 /l (gấp 1,21 lần so với QCVN 08: 2008 cột B1) + Fetổng số =1,97 mg/l (gấp 1,31 lần so với QCVN 08: 2008 cột B1) + NH4+ =1,17 mg /l (gấp 2,34 lần so với QCVN 08: 2008 cột B1) + Coliform = 8500MNP/100ml (gấp 1,13 lần so với QCVN 08: 2008 cột B1) Từ kết chứng tỏ nguồn nước mặt chảy qua làng bị ô nhiễm Nguyên nhân rác thải nước thải sinh hoạt sản xuất làng nghề trực tiếp thải xuống sông mà chưa qua xử lý Điều ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước sống người dân 3.2.3 Nước thải Làng nghề đóng vai trị quan trọng nhiên xả thải mơi trường lượng lớn nước thải Làng nghề sản xuất bún nên nước thải chứa nhiệu tinh bột Do đặc thù nước thải làng nghề sản xuất bún nhiễm hữu 40 Q trình sản xuất bún tiêu tốn nhiều nước Trung bình sản xuất tạ bún tiêu tốn khoảng m3 nước Lượng nước chứa nhiều tinh bột giai đoạn ngâm gạo luộc bún Để đánh giá mức độ gây ô nhiễm nguồn nước thải làng nghề, chúng tơi tiến hành lấy mẫu, phân tích mẫu nước thải mương thải chung làng Bảng 3.8 Chất lượng môi trường nước thải làng nghề qua tiêu Mẫu đo Các tiêu Đơn vị pH - 6,49 7,15 5,5 - DO mgO2/l 2,36 3,01 - BOD5 mgO2/l 84 68 50 COD mgO2/l 196 184 100 NH4+ mg/l 78,6 57,2 30 PO43- mg/l 10,4 8,4 Fetổng số mg/l 16,8 13,6 Coliform MNP/100ml 127000 122000 5000 M5 QCVN 24: 2009/BTNMT M6 * Nhận xét tiêu nước thải sau: - Mẫu nước thải M5 + Nước mương thải chung làng có màu đen đậm, mùi thối gây khó chịu + COD = 196 mgO2 /l (gấp 1,96 lần so với QCVN 24: 2009) + BOD5 = 68 mgO2 /l (gấp 1,68 lần so với QCVN 24: 2009) + Fetổng số = 16,8 mg/l (gấp 3,36 lần so với QCVN 24: 2009) + NH4+ =78,6 mg /l (gấp 2,62 lần so với QCVN 24: 2009) + PO43- =10,2 mg/l (gấp 1,76 lần so với QCVN 24: 2009) + Coliform = 127000 MNP/100ml (gấp 25,4 lần so với QCVN 24: 2009) + Hàm lượng DO thấp, = 2,36 mgO2 /l 41 - Mẫu nước thải M6 + COD = 184 mgO2 /l (gấp 1,84 lần so với QCVN 24: 2009) + BOD5 = 68 mgO2 /l (gấp 1,36 lần so với QCVN 24: 2009) + Fetổng số = 13,6 mg/l (gấp 2,72 lần so với QCVN 24: 2009) + NH4+ =57,2 mg /l (gấp 1,81 lần so với QCVN 24: 2009) + PO43- =8,4 mg/l (gấp 1,4 lần so với QCVN 24: 2009) + Coliform = 122000 MNP/100ml (gấp 24,4 lần so với QCVN 24: 2009) + Hàm lượng DO thấp, = 3,01 mgO2 /l Từ tiêu phân tích cho thấy nguồn nước bị nhiễm nặng mặt hữu Trong mẫu nước thải M5 có mức độ nhiễm nặng mẫu nước thải M6 Nước thải sản xuất bún có hàm lượng chất hữu cao làm giảm oxy hồ tan nước, thúc đẩy q trình phân hủy yếm khí vi sinh vật nước phát sinh mùi hôi thối ảnh hưởng xấu tới chất lượng môi trường Bên cạnh đó, q trình chuyển hố tinh bột thành acid hữu làm cho pH nước thải giảm, pH thấp nước thải có tác dụng tiêu cực tới động, thực vật thủy sinh, đặc biệt lồi vốn ưa mơi trường kiềm, làm chết tảo, cá, làm chua đất Do đó, để đảm bảo chất lượng sống cho người dân mặt mơi trường cần phải xử lý nguồn nước trước xả thải 3.3 Ảnh hƣởng nguồn nƣớc đến môi trƣờng ngƣời dân xung quanh Nước bị ô nhiễm ảnh hưởng lớn đến môi trường, hệ sinh thái ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp đến người Nguồn nước thải làng bị ô nhiễm hữu với hàm lượng COD, BOD5 cao, gây nên mùi thối khó chịu Điều ảnh hưởng không nhỏ tới đời sống sinh hoạt người dân, vào mùa hè Nguồn nước thải làng tập trung vào mương nước thải chảy quanh làng nên gây mỹ quan Trong kênh ln xảy q trình phân hủy chất nước nên gây mùi khó chịu 42 Nguồn nước thải xả thẳng sông qua cánh đồng người dân nên ảnh hưởng lớn tới người dân đồng làm việc Ngoài nguồn nước thải chứa hàm lượng nitơ cao nên làm tăng thêm chất dinh dưỡng, kích thích phát triển tảo, tăng trình quang hợp làm giảm lượng oxy hịa tan suy giảm chất lượng nước Nguồn nước ngầm có hàm lượng COD, NH4+ coliform cao chứng tỏ nước bị nhiễm mặt hữu vi sinh vật Nguồn nước gây số bệnh đường ruột cho người dân sử dụng nguồn nước Sơng Cấm bắt đầu có dấu hiệu nhiễm làm ảnh hưởng tới hoạt động sản xuất, tưới tiêu người dân Ngồi ra, sơng cịn chứa nhiều chất rắn gây ảnh hưởng tới dòng chảy Mà nguyên nhân chất thải nước thải người dân xả thẳng xuống sông mà không qua biện pháp xử lý Nguồn nước sông bị ô nhiễm ảnh hưởng tới thủy sinh vật, gây cản trở đến trình sinh trưởng phát triển chúng Qua ảnh hưởng tới hệ sinh thái nước ảnh hưởng tới thu nhập số hộ dân làm nghề đánh bắt cá để kiếm sống 3.4 Thăm dò khả xử lý tảo Spirulina platensis nƣớc thải sản xuất bún Chúng tơi tiến hành thăm dị khả xử lý ô nhiễm hữu tảo lam Spirulina platensis qua việc phân tích tiêu BOD5, DO, COD sau xử lý 24 3.4.1 Sinh trưởng tảo lam Spirulina platensis thu nước thải làng nghề bún Trung Hậu Chúng tiến hành đo nồng độ tảo để xác định tốc độ sinh trưởng tảo qua thời gian nuôi cấy tảo nước thải Sự thay đổi nồng độ tảo chủng tảo lam Spirulina platensis trình bày bảng sau: 43 Bảng3.9: Sự phát triển tảo Spirulina platensis mẫu nước thải bún với tỷ lệ pha loãng khác nhau(g/l) Thời gian 0h 6h 24h BG11 0,235 0,247 0,273 100% 0,212 0,183 0,194 75% 0,213 0,195 0,269 50% 0,214 0,223 0,257 25% 0,216 0,212 0,236 CT Kết trình bày cho thấy chủng tảo lam Spirulina platensis phát triển tốt môi trường nước thải sản xuất bún Sau lơ thí nghiệm 25%, 50%, 75%, 100% mơi trường dinh dưỡng BG11 tảo phát triển tốt Qua xác định nồng độ tảo cho thấy thời điểm giờ, nồng độ tảo lơ thí nghiệm với cơng thức 25%, 50% lớn so với nồng độ tảo công thức 75% 100% Nồng độ tảo đạt cao 0,223g/l lơ thí nghiệm với tỷ lệ pha loãng 50% Điều chứng tỏ giai đoạn đầu tảo mơi trường nước thải có nồng độ pha loãng thấp phát triển tốt mơi trường có nồng độ nước thải cao Đến thời điểm 24 giờ, lượng tảo tăng lơ thí nghiệm Nồng độ cao tỷ lệ pha lỗng 50% 75%, xấp xỉ với mơi trường BG11 Trong khoảng đầu nuôi cấy nồng độ tảo giảm xuống thay đổi đột ngột mơi trường sống Sau 24 giờ, thích nghi với môi trường sống nên nồng độ tảo bắt đầu tăng lên Điều chứng tỏ tảo Spirulina platensis phát triển tốt nước thải sản xuất bún Như môi trường nước thải làng nghề sản xuất bún Trung Hậu tảo phát triển tốt tỷ lệ pha loãng 75% thời gian 24 3.4.2 Sự thay đổi tiêu DO, BOD5, COD môi trường nước thải làng nghề sản xuất bún Trung Hậu Trong mơi trường nước thải có ni tảo, với phát triển tảo hàm lượng oxy hòa tan (DO), nhu cầu oxy hóa học (COD), nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5) 44 thay đổi theo hướng có lợi cho môi trường nước Kết thể bảng sau: Bảng 3.10: Sự thay đổi tiêu DO, COD, BOD sau xử lý với nồng độ pha loãng nước thải khác t(giờ) Trước TN Sau TN Chỉ tiêu 24 100%NT 3,01 3,9 5,26 75%NT 3,4 4,2 6,2 50%NT 4,1 5,4 7,28 25%NT 4,8 6,4 7,8 100%NT 82 71 44,8 75%NT 74 56,8 30,8 50%NT 48 24,4 15,6 25%NT 36 25,8 22,4 100%NT 56 48,2 41,8 75%NT 45 42 32,5 50%NT 30,6 23,4 17,8 25%NT 28,2 21 18,6 CT DO(mgO2/l) COD(mgO2/l) BOD5(mgO2/l) 3.4.2.1 Sự thay đổi tiêu DO Qua bảng 3.11 cho thấy: Hàm lượng oxy hịa tan mơi trường nước thải có ni tảo tăng lên rõ rệt qua mốc thời gian Hàm lượng phụ thuộc vào cường độ quang hợp tảo Sau thí nghiệm hàm lượng oxy hòa tan tăng lên nhiều lơ thí nghiệm 25% với hàm lượng oxy tăng thêm 1,6mgO2/l (33,3%) Sau 24 tiếp theo, oxy hòa tan môi trường nước thải tăng lên rõ rệt, làm tăng lượng khí cho mơi trường nước, lượng oxy hịa tan lơ thí nghiệm 75% lớn nhất, tăng thêm 2,8mgO2/l (82,4%) 45 mgO2/l 100%NT 75%NT 50%NT 25%NT 0h 6h 24h Biểu đồ 3.4: Sự thay đổi hàm lượng DO sau thời gian xử lý vi tảo Spirulina Platensis 3.4.2.2 Sự thay đổi nhu cầu oxy hóa hóa học (COD) COD tiêu sử dụng để xác định độ nhiễm bẩn nước Theo “ Tiêu chuẩn môi trường Việt Nam” (2005), nước làm nguồn cung cấp sinh hoạt với tiêu cho phép tối đa 50mgO2/l, nước thải công nghiệp thải vào nước mgO2/l bề mặt dùng làm nguồn cung cấp nước sinh hoạt 10mgO2/l 90 80 70 60 50 40 30 20 10 100%NT 75%NT 50%NT 25%NT 0h 6h 24h Biểu đồ 3.5 Sự thay đổi hàm lượng COD sau thời gian xử lý vi tảo Spirulina Platensis Chỉ số COD giảm tất lơ thí nghiệm Độ oxy hóa hóa học thấp sau 24,4mgO2/l,ở tỷ lệ pha loãng 50% (giảm 23,6mgO2/l ) Đến 24 giờ, số 46 COD thấp đạt tỷ lệ pha lỗng 50% với COD giảm xuống cịn 15,6mgO2/l Hiệu xử lý tảo Sprulina platensis đạt cao sau diễn hệ số pha lỗng 50% Cịn sau 24h tỷ lệ pha lỗng 75% đạt hiệu tốt 3.4.2.3 Sự thay đổi nhu cầu oxy hóa sinh học (BOD5) Nhu cầu oxy hóa sinh học (BOD5) giảm dần lơ thí nghiệm với nồng độ pha lỗng 100%, 75%, 50%, 25% Hiệu xử lý tảo S platensis đạt cao sau nuôi cấy 25,5% tỷ lệ pha loãng 25% (giảm 7,2mgO2/l) sau 24 41,8% tỷ lệ pha loãng 50%( giảm 12,8 mgO2/l) 60 mgO2/l 50 100%NT 75%NT 50%NT 25%NT 40 30 20 10 0h 6h 24h Biểu đồ 3.6 Sự thay đổi hàm lượng BOD5 sau thời gian xử lý vi tảo Spirulina Platensis 3.4.3 Nhận xét q trình thăm dị khả xử lý chất hữu vi tảo Spirulina platensis Thông qua kết thí nghiệm ta thấy rõ thay đổi thông số qua thời gian cơng thức pha lỗng Sự thay đổi tiêu khác công thức khác nhau: 100%; 75%; 50%; 25% Trong thay đổi tiêu xảy nhiều công thức 25% 50% Cụ thể số DO tăng nhiều 1,6 mgO2/l tỷ lệ pha loãng 25% (hiệu xử lý tảo S platensis đạt 33,7%) 1,3 mgO2/l tỷ lệ pha loãng 50% Sau 24 DO tỷ lệ pha loãng 50% 75% tăng nhiều nhất, cụ thể tăng 2,8 mgO2/l (75%) 3,18 mgO2/l (50%) Nồng độ oxy hòa tan nước tăng lên kéo theo phân hủy chất nước diễn 47 mạnh mẽ nên nồng độ chất hữu nước giảm xuống Nhu cầu oxy hóa hóa học giảm mạnh tỷ lệ pha loãng 50%, giảm 23,6 mgO2/l sau 6h nuôi cấy, đạt hiệu xử lý 49,2% Còn sau 24h hiệu xử lý tốt diễn tỷ lệ pha loãng 75%, giảm 43,2 mgO2/l Đối với tiêu BOD5 xử lý hiệu sau 6h lơ thí nghiệm 25%NT với hiệu xử lý giảm 25,5% nhu cầu oxy hóa sinh học Còn sau 24 hiệu xử lý lơ thí nghiệm 50% tốt Tảo Spirulina platensis hấp thụ chất hữu để tổng hợp sinh khối nên hàm lượng chất hữu giảm xuống Do nguồn nước làng nghề sản xuất bún Trung Hậu có hàm lượng chất hữu cao nên hiệu xử lý lơ có pha lỗng nước thải (25%, 50%, 75%) tốt lơ thí nghiệm 100% Như vậy, ta thấy hiệu xử lý rõ rệt tảo Spirulina platensis nước thải sản xuất bún qua thay đổi tiêu DO,COD, BOD5 Hàm lượng DO xử lý tảo S platensis đạt hiệu khoảng 62 - 83%, lượng BOD5 xử lý đạt hiệu 37 - 68%, lượng COD xử lý đạt hiệu từ 25 – 42% Khả xử lý Spirulina platensis đạt hiệu cao nước nồng độ pha lỗng 50% 75% Ngồi cịn phụ thuộc vào yếu tố khác như: nhiệt độ, trình sục khí, pH tối ưu khoảng 8,5 - Với đặc thù nước thải sản xuất bún Trung Hậu, sử dụng chủng tảo Spirulina platensis để góp phần xử lý triệt để nước thải trước xả thải, đồng thời nuôi thử nghiệm thu sinh khối tảo 48 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ A KẾT LUẬN: Từ kết nghiên cứu thu được, rút số kết luận sau: Hiện trạng chất lượng môi trường nước khu vực làng nghề - Nguồn nước ngầm người dân sử dụng làm bún có dấu hiệu bị nhiễm hữu vi sinh vật Chỉ tiêu COD, NH4+ coliform vượt QCVN 09: 2008 - Nguồn nước sông Cấm bị ô nhiễm với mức độ nhẹ Một số tiêu vượt QCVN 08: 2008 vị trí lấy mẫu nước M3 có NH4+ 1,64 vượt 3,28 lần, Fe 1,92 vượt 1,28 lần QCVN cột B1, BOD5 cao gấp 1,21 lần - Hiện nước thải làng nghề sản xuất bún bị ô nhiễm nghiêm trọng, chất lượng nước bị suy giảm với hàm lượng DO thấp 2,36 mg/l Các tiêu cao QCVN 24: 2009 nhiều lần Hàm lượng COD cao gấp 1,96 lần, BOD5 cao gấp 1,68 lần, NH4+ vượt 2,62 lần, Fe vượt 3,36 lần, coliform gấp 25,4 lần Khả xử lý ô nhiễm hữu tảo Spirulina platensis - Chủng tảo lam Spirulina platensis sinh trưởng phát triển tốt môi trường nước thải sản xuất bún - Tảo S platensis có khả xử lý chất hữu nước thải sản xuất bún Hiệu xử lý thông số DO, BOD5 , COD cao Hàm lượng DO xử lý đạt hiệu khoảng 62 - 83%, BOD5 đạt hiệu 37 - 68%, COD đạt hiệu từ 25 – 42% Khả xử lý S platensis đạt hiệu cao nồng độ pha loãng 50% 75% B KIẾN NGHỊ - Hiện nước thải làng nghề chảy quanh làng gây mùi thối khó chịu, ứ động chất thải lắng đọng gây tắc nghẽn số đoạn Mặt khác mương đất nên nước thải ngấm xuống làm ảnh hưởng đến nguồn nước ngầm Do cần nạo vét thường xun nên xây hệ thống mương bê tơng có hệ thống nắp đậy để giảm bớt mùi - Có thể ứng dụng tảo S platensis để xử lý nước thải sản xuất làng nghề 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Tài nguyên Môi trường,(2013), Bảo vệ mơi trường q trình phát triển làng nghề tình miền Trung – Tây Nguyên Bộ Tài nguyên Môi trường, (10/2013), Gần 50% làng nghề Việt Nam gây ô nhiễm nặng Bộ Tài nguyên Mơi trường,(2014), Ơ nhiễm mơi trường làng nghề Vĩnh Phúc: Thực trạng giải pháp Chu Thị Thơm, Phan Thị Lài, Nguyễn Văn Tó (2006), Cải tạo mơi trường chế phẩm vi sinh vật, Nhà xuất Lao động, Hà Nội Dương Trọng Hiền (1999), Nghiên cứu số tiêu sinh lý, hoá sinh tảo Spirulina platensis tác động NaCl, Luận án Tiến sĩ sinh học, Viện Công nghệ Sinh học - Trung tâm Khoa học tự nhiên Công nghệ Quốc gia, Hà Nội Đặng Kim Chi, Nguyễn Ngọc Lân, Trần Lệ Minh, Làng nghề Việt Nam môi trường – NXB Khoa học Kỹ thuật - 2005 Đặng Kim Chi (2006), Hóa học mơi trường, Nhà Xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Đặng Đình Kim, Đặng Hồng Phước Hiền (1999), Cơng nghệ Sinh học Vi tảo, Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội Đặng Đình Kim, Đặng Hồng Phước Hiền (1999), Cơng nghệ Sinh học Vi tảo, Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội Kiều Anh (Đài TT – TH Nghi Lộc), Làng Trung Hậu (Nghi Hoa) : làm giàu nhờ nghề bánh bún 10 Lương Đức Phẩm, Đinh Thị Kim Nhung, Trần Cẩm Vân (2009), Cơ sở khoa học công nghệ bảo vệ môi trường, tập – Cơ sở vi sinh công nghệ bảo vệ môi trường, Nhà Xuất Giáo dục, Hà Nội 11 Lương Đức Phẩm (2003), Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội 50 12 Nguyễn Đình San (2001), Vi tảo số thủy vực bị nhiễm tỉnh Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh vai trò chúng trình làm nước thải Luận án Tiến sĩ khoa học, Trường đại học Vinh 13 Nguyễn Minh Phương, Nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật vi tảo lam Spirulina xử lý nước thải làng nghề bún Phú Đô, luận văn thạc sĩ 14 Trần Cẩm Vân (2005), Giáo trình vi sinh vật mơi trường, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội 15 Trịnh Lê Hùng (2008), Kỹ thuật xử lý nước thải, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội 16 Trịnh Thị Thanh, Trần m, Đồng Kim Loan, Giáo trình cơng nghệ mơi trường, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội 17 Sở Nông nghiệp Nghệ An, (2001), Điều tra khảo sát làng nghề truyền thống tìm giải pháp khơi phục phát triển 18 Sở Tài nguyên Môi trường Hà Nội, (2012), Báo động ô nhiễm làng nghề 19 Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Bắc Ninh, (2010), Báo đông ô nhiễm môi trường làng nghề Bắc Ninh 20 Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Ninh Thuận, (2014), Môi trường làng nghề địa bàn tỉnh Ninh Thuận: Thực trạng giải pháp 51 PHỤ LỤC Phụ lục Một số hình ảnh làng bún Trung Hậu Sông Cấm chảy qua làng Trung Hậu Nước thải mương thải chung làng Trung Hậu phía sau nhà ơng Tồn Nước thải gia đình ơng Nguyễn Sơng Cấm với rác thải trơi lềnh bềnh Đình Hà 52 Phụ lục Một số hình ảnh minh họa q trình làm thí nghiệm Nước thải xử lý trong điều kiện sục Thí nghiệm sau khí ni cấy tảo nước thải Thí nghiệm sau 24 Chuẩn bị giống tảo Spirulina nuôi cấy tảo nước thải 53 ... tiêu nghi? ?n cứu - Đánh giá trạng nước mặt, nước ngầm, nước thải làng nghề sản xuất bún Trung Hậu - Thăm dò khả xử lý chất thải hữu vi tảo Spirulina platensis nước thải làng nghề sản xuất bún CHƢƠNG... đề tài nghi? ?n cứu: ? ?Góp phần đánh giá trạng mơi trƣờng nƣớc thăm dị khả xử lý vi tảo Spirulina platensis nƣớc thải làng nghề sản xuất bún Trung Hậu (xã Nghi Hoa, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An)? ??... tảo Spirulina platensis 2.2 Nội dung nghi? ?n cứu - Đánh giá trạng nước mặt, nước ngầm, nước thải làng nghề sản xuất bún Trung Hậu - Thăm dò khả xử lý chất thải hữu vi tảo Spirulina platensis nước