ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG nước và THĂM dò KHẢ NĂNG xử lý của VI tảo SPIRULINA PLATENSIS

Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA SINH HỌC *** ®Ị tµi: KHãA LN TèT NGHIƯP GĨP PHẦN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ THĂM DÒ KHẢ NĂNG XỬ LÝ CỦA VI TẢO SPIRULINA PLATENSIS ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI LÀNG NGHỀ SẢN XUẤT TƯƠNG Ở HUYỆN NAM ĐÀN TỈNH NGHỆ AN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Vinh, tháng năm 2014 SVTH: Văn Đình Sâm Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chuyên ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA SINH HỌC *** VĂN ĐÌNH SÂM KHãA LN TèT NGHIƯP CHUYÊN NGàNH: CÔNG NGHệ Và PHÂN TíCH MÔI TRƯờNG đề tµi: GĨP PHẦN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ THĂM DÒ KHẢ NĂNG XỬ LÝ CỦA VI TẢO SPIRULINA PLATENSIS ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI LÀNG NGHỀ SẢN XUẤT TƯƠNG Ở HUYỆN NAM ĐÀN TỈNH NGHỆ AN Vinh, th¸ng năm 2014 SVTH: Vn ỡnh Sõm Lp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường LỜI CẢM ƠN Khố luận tốt nghiệp hội giúp sinh viên tiếp cận với công tác nghiên cứu khoa học, tạo tiền đề phục vụ cho công việc sau Trong q trình nghiên cứu hồn thành khố luận ngồi cố gắng, nỗ lực thân tơi cịn nhận hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình, chu đáo từ phía tập thể, cá nhân Sau tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới: Các thầy giáo, cô giáo khoa Sinh học giảng dạy, truyền đạt kiến thức cho suốt bốn năm học tập trường Trung tâm thực hành thí nghiệm trường Đại Vinh; cô giáo Lê Thị Hồng Lam; cô giáo Nguyễn Thanh Lam; thầy giáo Phùng Văn Hào thầy cô giáo làm việc trung tâm tạo điều kiện, giúp đỡ tơi suốt q trình nghiên cứu, thực hành làm khố luận Qua tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đặc biệt tới thầy giáo TS Mai Văn Chung, người thầy ln tận tình bảo, hướng dẫn, truyền dạy kiến thức, đồng thời cho ý kiến đóng góp q báu để tơi hồn thành nội dung khố luận tốt nghiệp Cuối tơi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè người thân bên cạnh giúp đỡ động viên tơi suốt q trình nghiên cứu Tơi xin chân thành cảm ơn! Vinh, tháng năm 2014 Sinh viên thực Văn Đình Sâm SVTH: Văn Đình Sâm Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chuyên ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu đề tài .2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Ơ nhiễm mơi trường nước .3 1.1.1 Khái niệm ô nhiễm nước .3 1.1.2 Nguồn gốc ô nhiễm nước 1.1.2.1 Ô nhiễm tự nhiên 1.1.2.2 Ô nhiễm nhân tạo 1.1.3 Phân loại ô nhiễm nước 1.1.4 Các chất gây ô nhiễm nước 1.1.5 Hệ vi sinh vật nước thải .9 1.2 Đặc điểm làng nghề .10 1.2.1 Khái niệm tiêu chí làng nghề 10 1.2.2 Đặc điểm chung làng nghề 11 1.2.3 Phân loại làng nghề .11 1.2.4 Một số làng nghề Việt Nam 13 1.2.5 Vai trò làng nghề phát triển kinh tế xã hội .14 1.2.6 Tác động làng nghề tới mơi trường 16 1.2.7 Ơ nhiễm làng nghề khả xử lý ô nhiễm số làng nghề 18 1.2.7.1 Ô nhiễm làng nghề 18 1.2.7.2 Tác động ô nhiễm làng nghề tới sức khỏe cộng đồng .21 1.2.7.3 Một số kinh nghiệm xử lý ô nhiễm làng nghề 21 1.3 Giới thiệu chung vi tảo Spirulina .22 1.3.1 Đặc điểm hình thái cấu trúc tế bào vi tảo Spirulina 22 SVTH: Văn Đình Sâm Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chuyên ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường 1.3.2 Đặc điểm sinh lý, sinh hóa thành phần dinh dưỡng vi tảo Spirulina 23 1.3.2.1 Đặc điểm sinh lý .23 1.3.2.2 Đặc điểm sinh hóa 24 1.3.2.3 Thành phần dinh dưỡng vi tảo Spirulina 25 1.3.3 Tình hình nghiên cứu vi tảo Spirulina 26 1.3.3.1 Tình hình nghiên cứu vi tảo Spirulina giới .26 1.3.3.2 Tình hình nghiên cứu vi tảo Spirulina Việt Nam 27 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.1 Đối tượng nghiên cứu 30 2.1.1 Địa điểm nghiên cứu 30 2.1.2 Nội dung nghiên cứu 30 2.2 Phương pháp nghiên cứu .30 2.2.1 Phương pháp thu thập số liệu 30 2.2.2 Phương pháp điều tra khảo sát thực địa 30 2.2.3 Phương pháp lấy mẫu phân tích tiêu môi trường nước 30 2.2.3.1 Phương pháp lấy mẫu .30 2.2.3.2 Phương pháp bảo quản mẫu .31 2.2.3.3 Phương pháp phân tích .31 2.2.4 Phương pháp thăm dò khả xử lý vi tảo Spirulina platensis 32 2.2.5 Phương pháp xử lý số liệu 32 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 33 3.1 Đặc điểm làng nghề sản xuất tương Nam Đàn .33 3.1.1 Điều kiện tự nhiên .33 3.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 33 3.1.3 Công nghệ làm tương 33 3.1.4 Nguồn thải trình làm tương 34 SVTH: Văn Đình Sâm Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường 3.2 Kết phân tích trạng chất lượng môi trường nước làng nghề sản xuất tương 36 3.2.1 Địa điểm, vị trí tiến hành thu mẫu 36 3.2.2 Kết phân tích, đánh giá mẫu nước thu làng nghề 37 3.2.2.1 Nhiệt độ 37 3.2.2.2 Một số tiêu thủy hóa mơi trường làng nghề 37 3.3 Kết thăm dò khả xử lý chất hữu vi tảo Spirulina platensis 47 3.3.1 Sự thay đổi thông số DO, COD, BOD5 nước thải sản xuất tương trình xử lý vi tảo Spirulina platensis .47 3.3.1.1 Sự thay đổi hàm lượng oxy hòa tan (DO) 47 3.3.1.2 Sự thay đổi nhu cầu oxy hóa hóa học (COD) 49 3.3.1.3 Sự thay đổi nhu cầu oxy hóa sinh học (BOD5) 50 3.3.2 Nhận xét trình thăm dị khả xử lý chất hữu vi tảo Spirulina platensis 51 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 SVTH: Văn Đình Sâm Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chuyên ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BOD : Nhu cầu oxi hóa sinh học BV : Bệnh viện BVMT : Bảo vệ môi trường BVTV : Bảo vệ thực vật COD : Nhu cầu oxi hóa học học DO : Lượng oxi hịa tan NN & PTNT : Nồn nghiệp phát triển nông thôn NSTP : Nông sản thực phẩm LTTP : Lương thực thực phẩm QCVN : Quy chuẩn Việt Nam SS : Chất rắn lơ lửng TCCP : Tiêu chuẩn cho phép VSV : Vi sinh vật WHO : Tổ chức Y tế giới SVTH: Văn Đình Sâm Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chuyên ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: Phân loại nguồn thải từ trình sản xuất tương 35 Bảng 3.2: Nhiệt độ quan trắc điểm thu mẫu 37 Bảng 3.3 Kết phân tích tiêu thủy hóa nước ngầm làng nghề sản xuất tương Nam Đàn 38 Bảng 3.4: Kết phân tích sơ thủy hóa nước mặt làng nghề sản xuất tương Nam Đàn .42 Bảng 3.5: Sự thay đổi hàm lượng DO nước thải sản xuất tươngtrong trình xử lý vi tảo Spirulina platensis .48 Bảng 3.6: Sự thay đổi hàm lượng COD nước thải sản xuất tươngtrong trình xử lý vi tảo Spirulina platensis .49 SVTH: Văn Đình Sâm Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1: Tảo xoắn Spirulina dạng sợi (nguồn http://thuoctot24h.com/vinataortinh-hoa-tao-xoan-spirulina-vn) 23 Hình 2: hình ảnh Spirulina ptalensis thị trường dạng thực phẩm chức 26 SVTH: Văn Đình Sâm Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chuyên ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 1.2: Tỷ lệ làng nghề có dịch vụ xã hội tổng số làng nghề khảo sát 15 Biểu đồ 1.3 Tổng kim ngạch xuất làng nghề .15 Biểu đồ 3.1: Hàm lượng COD nước ngầm làng nghề sản xuất tương Nam Đàn .39 Biểu đồ 3.2: Hàm lượng Fe(tổng số) nước ngầm làng nghề sản xuất tương Nam Đàn .40 Biểu đồ 3.3: Hàm lượng amoni (NH4+) nước ngầm làng nghề sản xuất tương Nam Đàn .40 Biểu đồ 3.4: Lượng coliform nước ngầm làng nghề sản xuất tương Nam Đàn .41 Biểu đồ 3.5: Hàm lượng COD nước mặt làng nghề sản xuất tương Nam Đàn 43 Biểu đồ 3.6: Hàm lượng BOD5 nước mặt làng nghề sản xuất tương Nam Đàn .44 Biểu đồ 3.7: Hàm lượng Fetổng số nước mặt làng nghề sản xuất tương Nam Đàn .44 Biểu đồ 3.8: Hàm lượng PO43- nước mặt làng nghề sản xuất tương Nam Đàn .45 Biểu đồ 3.9: Hàm lượng NH4+ nước mặt làng nghề sản xuất tương Nam Đàn .46 Biểu đồ 3.10: Coliform nước mặt làng nghề sản xuất tương Nam Đàn 46 Biểu đồ 3.11: Sự thay đổi hàm lượng DO sau thời gian xử lý vi tảo Spirulina platensis 48 Biểu đồ 3.12: Hàm lượng COD nước thải sau thời gian xử lý vi tảo Spirulina platensis 49 Biểu đồ 3.13: Hàm lượng BOD5 nước thải sau thời gian xử lý vi tảo Spirulina platensis 50 SVTH: Văn Đình Sâm Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chuyên ngành: Công nghệ phân tích mơi trường + Photphat (PO43-): Hàm lượng photphat mẫu nước tương đối thấp, dao động khoảng 0.02 – 0.03 mg/l QCVN không quy định giới hạn photphat nước ngầm nên với hàm lượng nhỏ nguồn nước sử dụng để sinh hoạt sản xuất tương bình thường + Coliform: Tất mẫu nghiên cứu có hàm lượng vi khuẩn gây bệnh vượt giới hạn cho phép chất lượng nước ngầm QCVN Ở mẫu số mẫu số 11 MNP/100ml; mẫu lượng colifrom có nước giá trị cao 28 MNP/100ml Biểu đồ 3.4: Lượng coliform nước ngầm làng nghề sản xuất tương Nam Đàn Nhìn vào biểu đồ 3.4, ta thấy rõ hàm lượng khuẩn coliform nước nghiên cứu cao, đặc biệt mẫu hàm lượng coliform lớn, gấp lần so với giới hạn QCVN chất lượng nước ngầm Dựa vào kết phân tích mẫu nước, đem so sánh với QCVN chất lượng nước ngầm ta nhận thấy nguồn nước làng nghề sản xuất tương Nam Đàn bắt đầu bị ô nhiễm hữu cơ, mức độ nhiễm khuẩn ô nhiễm nitơ cao, cần phải xử lý nguồn nước trước đưa vào sử dụng cho mục đích sinh hoạt, dùng để sản tương b) Đối với nước mặt Nước mặt nước chảy qua đọng lại mặt đất: sông, suối, kênh, mương, ao, hồ, Nguồn nước mặt nghiên cứu nước kênh SVTH: Văn Đình Sâm 41 Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chuyên ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường mương, ao, cống thải chung làng nghề sản xuất tương Nam Đàn, chịu ảnh hưởng trực tiếp nước thải sản xuất tương, nước thải sinh hoạt chung làng nghề Bảng 3.4: Kết phân tích sơ thủy hóa nước mặt làng nghề sản xuất tương Nam Đàn Chỉ tiêu Đơn vị pH Địa điểm nghiên cứu QCVN 09:2008/BTNMT M4 M5 M6 - 6,93 7,43 7,30 DO mg/l 2,24 5,76 4,64 ≥6 COD mg/l 22,4 12,8 19,2 BOD5 mg/l 12 13,25 mg/l 1,44 PO43- mg/l NH4+ Coliform Fetổng số A1 A2 B1 B2 5,5 - 5,5 – ≥5 ≥4 ≥2 10 15 30 50 13,75 15 25 1,34 1,35 0,5 1,5 0,17 0,18 0,20 0,1 0,2 0,3 0,5 mg/l 0,89 1,01 0,81 0,1 0,2 0,5 - 3.700 4.000 4.300 2.500 5.000 7.500 10.000 – 8,5 – 8,5 Ghi chú: A1: sử dụng tốt cho mục đích sinh hoạt mục đích khác A2, B1, B2 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 B 1, B2 B1: dùng cho mục đích tưới tiêu, thủy lợi mục đích sử dụng khác có u cấu chất lượng nước tương tự, mục đích sử dụng B2 B2: giao thông thủy mục đích khác với yêu cấu nước chất lượng thấp Từ bảng 3.3 cho ta thấy: + PH: Từ kết nghiên cứu mẫu nước mặt làng nghề sản xuất tương Nam Đàn cho thấy nguồn nước mặt có pH trung tính (6,9 – 7,3) Tất kết mẫu nước nước nằm giới hạn cho phép Nguồn nước mặt vùng có số pH tốt phù hợp cho sinh trưởng phát triển sinh vật thủy sinh + Oxy hòa tan (DO): Hàm lượng oxy hòa tan nước tương đối thấp (từ 2,24 – 5,76 mg/l), đặc biệt mẫu 4: 2,24 mg/l đạt tiêu chuẩn B (dùng cho tưới tiêu, thủy lợi mục đích khác có u cầu chất lượng nước loại B) SVTH: Văn Đình Sâm 42 Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường Dựa vào kết DO ta thấy nguồn nước mặt vùng bị ô nhiễm, sinh trưởng sinh vật thủy sinh nước Lượng oxy nước thấp cần phải xử lý, làm tăng hàm lượng oxy để tạo điều kiện cho sinh vật nước phát triển + Nhu cầu oxy hóa hóa học (COD): Nhu cầu oxy hóa hóa học nước nghiên cứu tương đối cao (12,8 – 22,4 mg/l), chủ yếu nằm chất lượng B nước mặt Ta dễ thấy nguồn nước mặt vùng có bị ô nhiễm, ngày bị ô nhiễm nặng chịu ảnh hưởng trực tiếp nguồn nước thải sinh hoạt nước thải sản xuất tương Biểu đồ 3.5: Hàm lượng COD nước mặt làng nghề sản xuất tương Nam Đàn Nhìn vào biểu đồ 3.5 ta thấy, hàm lượng COD nước tương đối cao, nhiên mức độ oxy hóa hóa học thấp quy chuẩn loại B Nguồn nước sử dụng cho việc tưới tiêu, thủy lợi Đối với mẫu 5, COD đạt 12,8 mg/l nằm quy chuẩn loại A, dùng mẫu nước cho sinh hoạt cần phải xử lý trước sử dụng + Nhu cầu oxy hóa sinh học (BOD5): Dựa vào kết phân tích mẫu nước ta thấy nguồn nước mặt vùng có hàm lượng BOD cao (12 – 13,75 mg/l), dự báo nguồn nước mặt vùng bắt đầu bị ô nhiễm hữu SVTH: Văn Đình Sâm 43 Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường Biểu đồ 3.6: Hàm lượng BOD5 nước mặt làng nghề sản xuất tương Nam Đàn Dựa vào biểu đồ 3.6 ta thấy mẫu nước mặt đưa nghiên cứu có hàm lượng BOD5 cao đạt khoảng 13,25 mg/l, thấp giới hạn cho phép quy chuẩn loại B (quy chuẩn B1), nên sử dụng cho việc tưới tiêu hay thủy lợi Chất lượng nước mặt làng nghề bị ô nhiễm hữu cơ, chưa đến mức trầm trọng, dùng cho việc tưới tiêu hộ dân làng + Sắt (Fe): Hàm lượng sắt nước cần thiết cho phát triển sinh vật nước nồng độ thấp Trong mẫu nước nghiên cứu hàm lượng sắt tương đối cao (1,34 – 1,44 mg/l) Biểu đồ 3.7: Hàm lượng Fetổng số nước mặt làng nghề sản xuất tương Nam Đàn SVTH: Văn Đình Sâm 44 Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường Hàm lượng Fe tổng số mẫu nước nghiên cứu tương đối cao không sai khác nhiều Kết phân tích cho thấy nước mặt có hàm lượng sắt khoảng 1,35 mg/l, vượt quy chuẩn loại A (QCVN 09:2008/BTNMT) khoảng 1,5 lần Lượng sắt nước gây ức chế cho phát triển sinh vật nước, sử dụng nguồn nước để tưới tiêu gây nhiễm sắt đất hay hoa màu Vì để sử dụng nguồn nước cho tưới tiêu cần nên xử lý sắt trước sử dụng + Photphat (PO43-): Lượng photphat nước sinh vật thủy sinh sử dụng để sinh trưởng phát triển Hàm lượng PO 43- mẫu nghiên cứu tương đối thấp: mẫu 4: 0,17 mg/l; mẫu 5: 0,18 mg/l; mẫu 6: 0,20 mg/l Biểu đồ 3.8: Hàm lượng PO43- nước mặt làng nghề sản xuất tương Nam Đàn Lượng PO43- mẫu nghiên cứu tương đối thấp sử dụng để sinh hoạt theo chuẩn B (QCVN 09:2008/BTNMT) + Amoni (NH4+): Hàm lượng amoni mẫu nghiên cứu tương đối cao (0,81 – 1,01 mg/l), vượt quy chuẩn cho phép (QCVN 09:2008/BTNMT) chất lượng nước mặt Nguồn nước mặt làng nghề bị nhiễm nitơ SVTH: Văn Đình Sâm 45 Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường Biểu đồ 3.9: Hàm lượng NH4+ nước mặt làng nghề sản xuất tương Nam Đàn Dựa vào biểu đồ 3.9 ta thấy hàm lượng NH 4+ mẫu nghiên cứu là: mẫu 4: 0,89 mg/l; mẫu 5: 1,01 mg/l; mẫu 6: 0,81 mg/l, vượt quy chuẩn cho phép (QCVN 09:2008/BTNMT) chất lượng nước mặt Nguồn nước làng nghề sản xuất tương Nam Đàn bị ô nhiễm nitơ tương đối mạnh, cần có bị pháp xử lý +/ Coliform: Hàm lượng coliform nước tương đối cao dao động từ 3700 -4300, cho thấy nguồn nước bị ô nhiễm hữu tương đối lớn, mật độ vi khuẩn, VSV gây hại cao làm ảnh hưởng tới chất lượng nước sức khỏe người dân vùng Biểu đồ 3.10: Coliform nước mặt làng nghề sản xuất tương Nam Đàn SVTH: Văn Đình Sâm 46 Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường Mật độ vi khuẩn nước khơng thật q cao, cịn thấp quy chuẩn loại B (QCVN 09:2008/BTNMT) nhiều Nguồn nước bị nhiễm khuẩn coliform, mức độ thấp Sự ảnh hưởng vi khuẩn tới nguồn nước không cao, mức đáng trọng, cần có biện pháp hạn chế Nhận xét chung, chất lượng nước làng nghề sản xuất tương bắt đầu có tượng ô nhiễm, số điểm thu mẫu nguồn nước bị ô nhiễm hữu mạnh Điều đáng quan tâm lượng nước đầu vào cho trình làm tương, dùng cho sinh hoạt hàng ngày người dân bị ô nhiễm Một số mẫu nước giếng có hàm lượng sắt (Fe), nitơ (NH4+), coliform tương đối cao, vượt QCVN 09:2008/BTNMT Nguồn nước mặt làng nghề bị ô nhiễm hữu bị ô nhiễm nitơ (NH 4+) mạnh, thủy hóa khác mức cho phép Vậy cần có biện pháp quản lý, xử lý nguồn nước thải trình sản xuất tương, nước thải sinh hoạt để làm giảm ô nhiễm tới môi trường nước mặt vùng 3.3 Kết thăm dò khả xử lý chất hữu vi tảo Spirulina platensis Sau phân tích chất lượng môi trường nước làng nghề sản xuất tương Nam Đàn, chúng tơi tiến hành việc thăm dị khả xử lý ô nhiễm chất hữu nước thải sản xuất tương vi tảo Spirulina platensis mẫu (M6 mẫu thu cống thải chung làng nghề) Việc thăm dò khả xử lý Spirulina platensis thực nồng độ tảo 5g/l Mẫu nước thải được thăm dò nồng độ gồm: 25%; 50%; 75%; 100% Quá trình ni thăm dị khả xử lý tiến hành với tiêu thủy hóa sau: DO; COD; BOD5, việc xác định tiêu tiến hành trước thí nghiệm, sau ni 6h 24h 3.3.1 Sự thay đổi thông số DO, COD, BOD nước thải sản xuất tương trình xử lý vi tảo Spirulina platensis 3.3.1.1 Sự thay đổi hàm lượng oxy hòa tan (DO) Hàm lượng oxy hòa tan mẫu nước đem thăm dò tương đối thấp, đạt tiêu chuẩn loại B (QCVN 09:2008/BTNMT) Sau pha lỗng tiến hành ni cấy tảo hàm lượng oxy hịa tan tăng lên đáng kề, cụ thể bảng 3.5 SVTH: Văn Đình Sâm 47 Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường Bảng 3.5: Sự thay đổi hàm lượng DO nước thải sản xuất tươngtrong trình xử lý vi tảo Spirulina platensis Nồng độ nuôi cấy 25% 50% 75% 100% Trước tiến hành nuôi 8,48 7,04 5,92 4,64 Sau 6h nuôi cấy tảo 9,28 8,48 8,00 7,52 Sau 24h nuôi cấy tảo 10,88 9,44 8,64 8,00 Thời gian Hàm lượng oxy hòa tan (DO) tăng cao sau tiến hành pha loãng mẫu nồng độ khác nhau: 4,64 mg/l (100%); 5,92 mg/l (75%); 7,04 mg/l (50%); 8,48 mg/l (25%) Trong q trình ni cấy tảo hàm lượng oxy hịa tan mẫu nồng độ tiếp tục lên thời gian xử lý khác Sau 24 h hiệu làm tăng nồng độ oxy hòa tan đạt khoảng 75% so với trước nuôi cấy tảo Biểu đồ 3.11: Sự thay đổi hàm lượng DO sau thời gian xử lý vi tảo Spirulina platensis Dựa vào biểu đồ 3.11 ta thấy, hàm lượng DO tăng liên tục, sau thời gian ni cấy tảo 24h hàm lượng oxy hịa tan mẫu lớn mg/l Sau 24 h ni cấy tảo hàm lượng oxy hịa tan tăng đạt tiêu chuẩn loại A (QCVN 09:2008/BTNMT) SVTH: Văn Đình Sâm 48 Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chuyên ngành: Công nghệ phân tích mơi trường 3.3.1.2 Sự thay đổi nhu cầu oxy hóa hóa học (COD) Bảng 3.6: Sự thay đổi hàm lượng COD nước thải sản xuất tươngtrong trình xử lý vi tảo Spirulina platensis Nồng độ nuôi cấy 25% 50% 75% 100% Thời gian Trước tiến hành nuôi 9,80 12,40 16,20 20,00 Sau 6h nuôi cấy tảo 7,40 10,60 14,80 18,40 Sau 24h nuôi cấy tảo 2,60 3,20 4,80 6,40 Hàm lượng COD sau pha lỗng mẫu hàm lượng COD giảm dần theo nồng độ pha loãng: 17,75 mg/l (100%) giảm xuống 9,80 mg/l (25%) Qua thời gian xử lý vi tảo Spirulina platensis hàm lượng COD giảm xuống cách rõ rệt, sau xử lý 24h giảm khoảng 70% so với trước xử lý Biểu đồ 3.12: Hàm lượng COD nước thải sau thời gian xử lý vi tảo Spirulina platensis Lượng COD nước thải nồng độ khác sau xử lý giảm xuống mức cho phép QCVN 09:2008/BTNMT SVTH: Văn Đình Sâm 49 Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường 3.3.1.3 Sự thay đổi nhu cầu oxy hóa sinh học (BOD5) Bảng 3.6: Sự thay đổi hàm lượng COD nước thải sản xuất tươngtrong trình xử lý vi tảo Spirulina platensis Nồng độ nuôi cấy 25% 50% 75% 100% Trước tiến hành nuôi 6,75 8,25 13,25 17,75 Sau 6h nuôi cấy tảo 5,25 6,00 10,75 14,80 Sau 24h nuôi cấy tảo 2,25 3,50 5,75 6,00 Thời gian Nhu cầu oxy hóa sinh học nước thải sản xuất tương Nam Đàn có hàm lượng BOD5 giảm dần theo nồng độ pha loãng mẫu, nồng độ 100%: 17,75 mg/l; giảm xuống 6,75 mg/l nồng độ 25% Sau thời gian xử lý 24 h vi tảo Spirulina platensis lượng BOD5 mẫu đem ni cấy có chất lượng nước đạt tiêu chuẩn loại A QCVN 09:2008/BTNMT Biểu đồ 3.13: Hàm lượng BOD5 nước thải sau thời gian xử lý vi tảo Spirulina platensis Nhìn vào biểu đồ 3.13 ta thấy, nồng độ thấp hàm lượng BOD5 nước thải sản xuất tương thấp: nồng độ 100% hàm lượng BOD5 đạt 17,75 mg/l, pha lỗng tới 25% hàm lượng BOD 6,75 mg/l (trước xử lý) Sau thời gian xử lý 24 h vi tảo Spirulina platensis hàm lượng BOD5 giảm xuống cách rõ rệt 2,25 mg/l (25%); mg/l (100%), khả SVTH: Văn Đình Sâm 50 Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chuyên ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường làm BOD5 nhờ vào Spirulina platensis đạt khoảng 67% so với trước xử lý Nhìn chung mẫu nước thải sau xử lý tảo Spirulina platensis có tiêu DO, COD, BOD5 đạt QCVN 09:2008/BTNMT 3.3.2 Nhận xét q trình thăm dị khả xử lý chất hữu vi tảo Spirulina platensis Thơng qua kết thí nghiệm ta thấy rõ sựu thay đổi thông số quacasc thời gian hàm lượng pha loãng mẫu Khi pha loãng mẫu nồng độ khác nhau: 100%; 75%; 50%; 25% hàm lượng chất hữu nước giảm dần theo pha loãng mẫu (lượng chất hữu lớn mẫu nồng độ 100%; pha loãng nồng độ 25%) Sự giảm hàm lượng chất hữu kéo theo nồng độ oxy hòa tan nước tăng lên Mặt khác q trình ni tảo có dụng hệ thống sục khí liên tục, quang hợp tảo Spirulina platensis nên hàm lượng oxy hòa tan nước tăng lên Hàm lượng chất hữu tảo Spirulina platensis hấp thụ để tổng hợp sinh khối, làm lượng chất hữu giảm xuống Do nguồn nước làng nghề làm tương Nam Đàn bắt đầu có tượng nhiễm hữu nên q trình làm nước nhờ vào Spirulina platensis diễn nhanh, cần thời gian 24 h mà chất lượng nước làm sạch, DO, COD, BOD5 phù hợp tiêu chuẩn cho phép Từ kết nghiên cứu cho ta thấy với mức độ ô nhiễm hữu môi trường nước làng nghề sản xuất tương Nam Đàn mẫu xử lý khơng cần pha lỗng nồng độ, thay đổi hàm lượng chất hữu nước nồng độ khác gần tương đương, khơng ảnh hưởng tới q trình phát triển tảo Spirulina platensis Như vậy, thấy khả làm nước thải tảo Spirulina platensis tương đối lớn Lượng COD xử lý đạt hiệu khoảng 70%; lượng BOD xử lý đạt hiệu 67% Quá trình xử lý hàm lượng chất hữu phụ thuộc vào nồng độ pha loãng, nguồn nước chưa bị ô nhiễm lớn nên khả xử lý Spirulina platensis đạt hiệu cao nước nồng độ pha loãng 100% 75% Ngồi cịn phụ thuộc vào yếu tố khác như: nhiệt độ, q trình sục khí, pH tối ưu khoảng – 10 SVTH: Văn Đình Sâm 51 Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ A Kết luận Từ kết nghiên cứu, rút số kết luận sau: Nguồn nước ngầm làng nghề có pH trung tính, hàm lượng chất hữu thấp, lượng sắt (Fe); photphat (PO43-) tương đối nhỏ, nằm tiêu chuẩn cho phép Nguồn nước ngầm làng bị ô nhiễm Nitơ nhiễm khuẩn nặng, hàm lượng Nitơ (NH4+) vượt 3,95 lần; lượng Coliform vượt 6,5 lần so với QCVN 09:2008/BTNMT chất lượng nước ngầm Nguồn nước mặt làng nghề bắt đầu có tượng ô nhiễm, số điểm thu mẫu như: mẫu 4, mẫu nguồn nước bị ô nhiễm hữu cơ, đặc biệt ô nhiễm nitơ (NH4+) mạnh, tiêu thủy hóa khác mức cho phép Nước thải sản xuất tương hệ thống cống thải chung cuối khối Phan Bội Châu – thị trấn Nam Đàn không qua hệ thống xử lý nước thải mà đổ trực tiếp xuống mương chung làng sau đổ sơng Lam Ở số hộ nguồn nước thải cịn thải trực tiếp ao, hồ gia đình Nước thải có pH trung tính, có hàm lượng chất hữu tương đối cao Tất tiêu chất lượng nước vượt tiêu chuẩn loại A, đạt tiêu chuẩn loại B (dùng cho mục đích sinh hoạt) Tảo Spirulina platensis phát triển tốt nước thải sinh hoạt làng nghề, hàm lượng chất hữu nước thải giảm xuống cách đáng kể, sau 24 h xử lý hàm lượng COD giảm 70%, hàm lượng BOD giảm 67% so với trước chưa xử lý Với mức độ ô nhiễm hữu làng nghề sản xuất tương Nam Đàn Spirulina platensis cho thấy phát triển vượt trội mẫu nước nồng độ 100% 75% so với nồng độ 50% 25% Đây hướng việc nghiên cứu, tìm biện pháp xử lý nước thải, nhằm tránh suy giảm chất môi trường nước làng nghề, đặc biệt làng nghề chế biến lương thực, thực phẩm làng nghề có nguồn nước thải ô nhiễm hữu cao B Kiến nghị Chất lượng nước làng nghề sản xuất tương Nam Đàn bắt đầu có tượng nhiễm hữu Vì cần phải có biện pháp cụ thể việc quản lý xử lý nguồn nước thải sản xuất SVTH: Văn Đình Sâm 52 Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chuyên ngành: Công nghệ phân tích mơi trường Về quản lý: Cấm xả thải nước thải sản xuất chưa qua xử lý trực tiếp với nước thải sinh hoạt vào hệ thống mương thu gom, không xả thải trực tiếp nguồn nước thải vào ao, hồ hay kênh rạch xung quanh Về xử lý: Nghiên cứu áp dụng hệ thống xử lý nước thải sản xuất, nước thải sinh hoạt làng nghề Áp dụng biện pháp, công nghệ xử lý nhằm xử lý chất thải sản xuất Tiến hành nghiên cứu ứng dụng xử lý nguồn nước biện pháp sinh học, đặc biệt tiến hành nghiên cứu khả xử lý tảo lam Spirulina platensi tự nhiên để tìm điều kiện tối ưu hệ thống xử lý SVTH: Văn Đình Sâm 53 Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ Tài nguyên Môi trường (2008), Báo cáo môi trường quốc gia năm (2008) [2] Bộ Tài nguyên Môi trường (2009),“Môi trường khu công nghiệp Việt Nam”, Báo cáo môi trường quốc gia năm 2009 [3] Luật bảo vệ môi trường sửa đổi 1995 [4] Quy chuẩn quốc gia chất lượng nước 2008 [5] Đặng Kim Chi, Hố học mơi trường, NXB Khoa học Kĩ thuật, Hà Nội [6] Đặng Kim Chi (2002), “Làng nghề Việt Nam môi trường”, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [7] Đặng Kim Chi năm 2008 “Nghiên cứu sở khoa học thực tiễn cho việc xây dựng sách biện pháp giải vấn đề môi trường làng nghề Việt Nam” [8] Holy Milos (1990), Nước môi trường, tập san FAO tưới nước tiêu nước, số 8,( người dịch Vũ Ngọc Quỳnh), NXB nông nghiệp, Hà Nội [9] 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 [10] Lê Văn Khoa cộng (2001), Khoa học mơi trường, NXB Giáo Dục [11] Đặng Đình Kim, Đặng Hồng Phước Hiền (1999), Cơng nghệ Sinh học Vi tảo, Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội [12] Nguyễn Đức Lượng (2002), Công nghệ vi sinh, tập - Vi sinh vật học công nghiệp, Nhà xuất Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh [13] Lương Đức Phẩm (2003), Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội [14] Nguyễn Đình San (1996), Một số phương pháp phân tích thủy lý, thủy hóa, Trường đại học Vinh [15] Nguyễn Đình San (2001), 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 khoa học Sinh học, Trường đại học Vinh SVTH: Văn Đình Sâm 54 Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chuyên ngành: Công nghệ phân tích mơi trường [16] Trịnh Thị Thanh (2003), Độc học môi trường sức khoẻ người, NXB Đại học quốc gia Hà Nội [17] 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 [18] Lê Thị Thuỷ cộng (2007), Ô nhiễm nước hậu nó, Báo cáo khoa học, Trường Đại học nông lâm thành phố Hồ Chí Minh Tài liệu nước ngồi: [19] Chuntapa B., Powtongsook S., Menasveta P (2003), Water quality control using Spirulina platensis in shrimp culture tank, Journal of Aquaculture, pp 355 – 366 [20] Choonawala B (2007), Spirulina Production in Brine Effluent from Cooling Towers, Master thesis, Durban University of Technology [21] Godos I., Vargas V.A., Blanco S., González M.C.G., Soto R.,GarcíaEncina P.A., Becares, E Muñoz R (2010), A comparative evaluation of microalgae for the degradation of piggery wastewater under photosynthetic oxygenation, Bioresource Technology, 101(14), pp 5150-5158 SVTH: Văn Đình Sâm 55 Lớp : 51B1 - KHMT ... thu hồi sinh khối tảo nước thải sau xử lý thực cách dễ dàng thuận tiện cách vớt hay lọc lưới, góp phần làm giảm giá thành xử lý Vì vi? ??c đánh giá chất lượng nước thăm dò khả xử lý nước thải biện... giá trạng chất lượng nước thăm dò khả xử lý vi tảo Spirulina Platensis nước thải làng nghề sản xuất tương huyện Nam Đàn - tỉnh Nghệ An” Mục tiêu đề tài - Đánh giá trạng môi trường nước (nước. .. HỌC VINH KHOA SINH HỌC *** VN èNH SM KHóA LUậN TốT NGHIệP CHUYÊN NGàNH: CÔNG NGHệ Và PHÂN TíCH MÔI TRƯờNG đề tài: GểP PHN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ THĂM DÒ KHẢ NĂNG XỬ LÝ CỦA