KHẢ NĂNG xử lý của VI KHUẨN LAM SPIRULINA PLATENSIS đối với nước THẢI

Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA SINH HỌC *** GĨP PHẦN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MƠI TRƯỜNG NƯỚC VÀ THĂM DÒ KHẢ NĂNG XỬ LÝ CỦA VI KHUẨN LAM SPIRULINA PLATENSIS ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI LÀNG NGHỀ SẢN XUẤT TƯƠNG Ở HUYỆN NAM ĐÀN - TỈNH NGHỆ AN KHãA LN TèT NGHIƯP NGÀNH: KHOA HỌC MƠI TRƯỜNG Vinh, tháng năm 2014 SVTH: Văn Đình Sâm Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA SINH HỌC *** GĨP PHẦN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MƠI TRƯỜNG NƯỚC VÀ THĂM DÒ KHẢ NĂNG XỬ LÝ CỦA VI KHUẨN LAM SPIRULINA PLATENSIS ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI LÀNG NGHỀ SẢN XUẤT TƯƠNG Ở HUYỆN NAM ĐÀN - TỈNH NGHỆ AN KHóA LUậN TốT NGHIệP CHUYÊN NGàNH: CÔNG NGHệ Và PHÂN TíCH MÔI TRƯờNG Vinh, tháng năm 2014 SVTH: Văn Đình Sâm Lớp : 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 cơng 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 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; 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 tận tình bảo, hướng dẫn, truyền dạy kiến thức, đồng thời cho tơi ý kiến đóng góp q báu để tơi hồn thành nội dung khố luận tốt nghiệp Cuối xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè người thân ln bên cạnh giúp đỡ động viên suốt 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 – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN 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 hóa học DO : Oxi hịa tan NN & PTNT : Nông 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 – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường DANH MỤC BẢNG LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC HÌNH LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ SVTH: Văn Đình Sâm Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Nền kinh tế xã hội nông nghiệp nước ta hình thành phát triển từ lâu đời với lịch sử lâu dài dựng nước giữ nước dân tộc Trong suốt tiến trình phát triển lâu dài ấy, làng nghề truyền thống hình thành phát triển nơng thơn Việt Nam đóng vai trị quan trọng kinh tế Sự phát triển làng nghề khơng góp phần giải việc làm cho nhiều lao động, nâng cao thu nhập cho người dân địa phương nói riêng mà cịn góp phần vào phát triển kinh tế nước nói chung Đặc biệt, kinh tế thị trường nhiều thành phần nước ta nay, làng nghề truyền thống phát triển mạnh mẽ Làng nghề đặc thù nông thôn Việt Nam, nhiều sản phẩm sản xuất trực tiếp làng nghề trở thành thương phẩm trao đổi góp phần cải thiện đời sống gia đình tận dụng lao động lúc nông nhàn Theo số liệu công bố đại diện Cục Cảnh sát môi trường (Bộ Công an) ngày 26/08/2009, nước có 2790 làng nghề, làng nghề phân bố tập trung đồng Sơng Hồng (chiếm 60%); cịn lại Miền Trung (chiếm 30%) Miền Nam (chiếm 10%) Sự phát triển làng nghề đem lại nhiều lợi ích kinh tế song song với tiềm ẩn nguy gây ô nhiễm môi trường Thực trạng ô nhiễm môi trường làng nghề truyền thống sở ngành nghề nông thôn gia tăng Do ý thức bảo vệ mơi trường cịn thấp người trình sản xuất, loại chất thải thải môi trường sống xung quanh mà không thu gom xử lý triệt để nên tình trạng nhiễm mơi trường xảy nghiêm trọng làng nghề truyền thống Việt Nam Một loại hình làng nghề phổ biến nông thôn Việt Nam làng nghề chế biến lương thực – thực phẩm (bún, tương, cốm, chế biến tinh bột, bánh đa…) Sự ô nhiễm môi trường nước làng nghề mức báo động gây nhiều xúc xã hội Từ trước tới nay, nước thải làng nghề xả trực tiếp mà không qua hệ thống xử lý nước thải SVTH: Văn Đình Sâm Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường Các tiêu nước thải làng nghề như: COD, DO, BOD … vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần Một làng nghề có truyền thống lâu năm làng nghề sản xuất tương Nam Đàn (thị trấn Nam Đàn, tỉnh Nghệ An) Nước thải làng nghề sản xuất tương chứa hàm lượng chất hữu cao chủ yếu hợp chất cacbonhydrat, protein, tinh bột… chất dễ phân hủy, chuyển hóa sinh học hợp chất Nitơ gồm nitơ dạng hữu (amin, axit amin…) dạng vô NH 4+ … làm giảm chất lượng nước gây số bệnh nguy hiểm cho người Do đặc thù nước thải làng nghề làm tương dễ phân hủy sinh học nên việc áp dụng biện pháp sinh học để xử lý có tính khả thi cao Việc kết hợp sử dụng loài tảo vi sinh vật (VSV) để xử lý nước thải ô nhiễm hữu coi giải pháp hợp lý nước thải, hàm lượng nitơ photpho nguồn dinh dưỡng tốt cho sinh trưởng phát triển tảo Ngoài ra, việc 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 việc đánh giá chất lượng nước thăm dò khả xử lý nước thải biện pháp sinh học (sử dụng vi tảo Spirulina) làng nghề sản xuất tương Nam Đàn thực có ý nghĩa góp phần việc giảm ô nhiễm môi trường nói chung, môi trường nước nói riêng Từ thực tế trên, tơi lựa chọn đề tài: “Góp phần đánh giá chất lượng mơi trường nước thăm dò khả xử lý vi khuẩn lam 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 mặt, nước ngầm, nước thải) đặc trưng nước thải làng nghề sản xuất tương Nam Đàn - Thăm dò khả xử lý nước thải vi tảo (Spirulina platensis) giải pháp sinh học nhằm giảm thiểu ô nhiễm cải thiện môi trường nước làng nghề SVTH: Văn Đình Sâm Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chuyên ngành: Công nghệ phân tích mơi trường CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Ô nhiễm môi trường nước 1.1.1 Khái niệm ô nhiễm nước Ô nhiễm nước thay đổi theo chiều xấu tính chất vật lý – hố học – sinh học nước, với xuất chất lạ thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại với người sinh vật Làm giảm độ đa dạng sinh vật nước[10] Theo Hiến chương châu Âu nước định nghĩa: "Ô nhiễm nước biến đổi nói chung người chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước gây nguy hiểm cho người, cho công nghiệp, nơng nghiệp, cho động vật ni lồi hoang dã[10]" Xét tốc độ lan truyền quy mô ảnh hưởng nhiễm nước vấn đề đáng lo ngại nhiễm đất Ơ nhiễm nước xảy nước bề mặt chảy qua rác thải sinh hoạt, nước rác công nghiệp, chất ô nhiễm mặt đất, thấm xuống nước ngầm 1.1.2 Nguồn gốc ô nhiễm nước  Nguồn gốc Nước bị ô nhiễm phú dưỡng xảy chủ yếu khu vực nước vùng ven biển, vùng biển khép kín Do lượng muối khống hàm lượng chất hữu dư thừa làm cho quần thể sinh vật nước đồng hóa Kết làm cho hàm lượng oxy nước giảm đột ngột, khí độc tăng lên, tăng độ đục nước, gây suy thoái thủy vực 1.1.2.1 Ô nhiễm tự nhiên Là mưa, tuyết tan, lũ lụt, gió bão… sản phẩm hoạt động sống sinh vật, kể xác chết chúng Cây cối, sinh vật chết đi, chúng bị vi sinh vật phân hủy thành chất hữu Một phần ngấm vào lịng đất, sau ăn sâu vào nước ngầm, gây nhiễm, theo dịng nước ngầm hịa vào dịng lớn Lũ lụt làm nước sạch, khuấy động chất dơ hệ thống cống rãnh, mang theo nhiều chất thải độc hại từ nơi đổ rác, theo loại hoá chất trước cất giữ SVTH: Văn Đình Sâm Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường Ô nhiễm nước yếu tố tự nhiên (núi lửa, xói mịn, bão, lụt, ) nghiêm trọng, không thường xuyên, ngun nhân gây suy thối chất lượng nước tồn cầu 1.1.2.2 Ô nhiễm nhân tạo + Từ sinh hoạt: Nước thải sinh hoạt: nước thải phát sinh từ hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, quan trường học, chứa chất thải trình sinh hoạt, vệ sinh người Thành phần nước thải sinh hoạt chất hữu dễ bị phân hủy sinh học (cacbohydrat, protein, dầu mỡ), chất dinh dưỡng (photpho, nitơ), chất rắn vi trùng Tùy theo mức sống lối sống mà lượng nước thải tải lượng chất có nước thải người ngày khác Nhìn chung mức sống cao lượng nước thải tải lượng thải cao Nước thải đô thị: loại nước thải tạo thành gộp chung nước thải sinh hoạt, nước thải vệ sinh nước thải sở thương mại, công nghiệp nhỏ khu đô thị Nước thải đô thị thường thu gom vào hệ thống cống thải thành phố, đô thị để xử lý chung Thông thường đô thị có hệ thống cống thải, khoảng 70% đến 90%[18] tổng lượng nước sử dụng đô thị trở thành nước thải đô thị chảy vào đường cống Thành phần nước thải đô thị gần tương tự nước thải sinh hoạt Ở nhiều vùng phân người nước thải sinh hoạt không xử lý mà quay trở lại vịng tuần hồn nước Do bệnh tật có điều kiện để lây lan gây ô nhiễm môi trường Nước thải không xử lý chảy vào sông rạch ao hồ gây thiếu hụt oxy làm cho nhiều loại động vật cỏ tồn + Từ hoạt động công nghiệp: Nước thải công nghiệp: nước thải từ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao thông vận tải Khác với nước thải sinh hoạt hay nước thải đô thị, nước thải công nghiệp khơng có thành phần giống nhau, mà phụ thuộc vào ngành sản xuất cơng nghiệp cụ thể Ví dụ: nước thải xí nghiệp chế biến thực phẩm thường chứa lượng lớn chất hữu cơ; nước thải xí nghiệp thuộc da ngồi chất hữu cịn có kim loại nặng, sunlfrua, SVTH: Văn Đình Sâm Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường Người ta thường sử dụng đại lượng PE (population equivalent) để so sánh cách tương đối mức độ gây ô nhiễm nước thải công nghiệp với nước thải đô thị Đại lượng xác định dựa vào lượng thải trung bình người ngày tác nhân gây ô nhiễm xác định Các tác nhân gây ô nhiễm thường sử dụng để so sánh COD (nhu cầu oxy hóa học), BOD (nhu cầu oxy sinh hóa), SS (chất rắn lơ lửng)[18] Ví dụ: Tính PE nguồn nước thải có lưu lượng 200m3/ngày, nồng độ BOD5 nước thải 1200mg/L Lượng BOD trung bình người thải ngày 50g/người.ngày[18] Như vậy, xét thông số BOD5, nước thải nguồn thải tương đương với nước thải khu dân cư có 4800 người Do hoạt động sản xuất: Hiện tổng số 134 khu công nghiệp, khu chế xuất vào hoạt động nước ta có 1/3 khu cơng nghiệp, khu chế xuất có hệ thống xử lý nước thải Nhiều nhà máy dùng công nghệ cũ, có khu cơng nghiệp thải 500.000 m3 nước thải ngày chưa qua xử lý Chất lượng nước thải vượt nhiều lần giới hạn cho phép Đặc biệt nước thải ngành công nghiệp dệt nhuộm, thuộc da, chế biến thực phẩm, hốc chất có hàm lượng chất gây ô nhiễm cao, không xử lý thải trực tiếp vào hệ thống thoát nước làm cho nguồn nước bị ô nhiễm nặng[2] Do khai thác khống sản: Trong việc khai khống cơng nghiệp khó khăn xử lý chất thải dạng đất đá bùn Trong chất thải có hóa chất độc hại mà người ta sử dụng để tách quặng khỏi đất đá Trong chất thải mỏ thường có hợp chất sulfit – kim loại, chúng tạo thành axit, với khối lượng lớn chúng gây hại tới nguồn nước xung quanh Bùn từ khu mỏ chảy không quản lý xử lý chảy song suối gây ùn tắc dịng chảy, lũ lụt nhiễm mơi trường Hiện tượng nhiễm lắng đọng trầm tích sơng biển khai thác khống sản đe dọa đến đa dạng sinh học thủy vực, đe dọa đến sức khỏe người dân gần đó, xa làm ảnh hưởng đến cộng đồng sống phụ thuộc vào nguồn nước Các chất thải làm bẩn nguồn nước dự trữ khác Xói lở từ mái dốc khơng có rừng bao phủ làm sơng đầy ắp bùn phù sa làm tăng khả lũ lụt Khai thác khoáng sản gần lưu vực sơng, đặc SVTH: Văn Đình Sâm Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun 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: Chất lượng nước mặt làng nghề sản xuất tương Nam Đàn Chỉ tiêu Đơn vị pH Địa điểm nghiên cứu QCVN 08:2008/BTNMT M4 M5 M6 A1 - 6,93 7,43 7,30 DO mgO2/l 2,24 5,76 4,64 ≥6 COD mgO2/l 22,4 12,8 19,2 BOD5 mgO2/l 12 13,25 Fetổng số mg/l 1,44 PO43- mg/l NH4+ Coliform 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 mgO2/l), đặc biệt mẫu 4: 2,24 mgO2/l đạt tiêu chuẩn B2 (dùng cho tưới tiêu, thủy lợi mục đích khác có u cầu chất lượng nước loại B) Dựa vào kết DO ta thấy nguồn nước mặt vùng bị ô nhiễm, SVTH: Văn Đình Sâm 43 Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường 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 mgO2/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 mgO2/l Biểu đồ 3.5: Hàm lượng COD nước mặt làng nghề sản xuất tương Nam Đàn so với QCVN 08:2008 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 mgO 2/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 mgO2/l), dự báo nguồn nước mặt vùng bắt đầu bị nhiễm hữu SVTH: Văn Đình Sâm 44 Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường mgO2/l Biểu đồ 3.6: Hàm lượng BOD5 nước mặt làng nghề sản xuất tương Nam Đàn so với QCVN 08:2008 Dựa vào biểu đồ 3.6 ta thấy mẫu nước mặt đưa nghiên cứu có hàm lượng BOD5 cao đạt khoảng 13,25 mgO2/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) mg/l Biểu đồ 3.7: Hàm lượng Fetổng số nước mặt làng nghề sản xuất tương Nam Đàn so với QCVN 08:2008 SVTH: Văn Đình Sâm 45 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 khơng 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 08:2008/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 mg/l Biểu đồ 3.8: Hàm lượng PO43- nước mặt làng nghề sản xuất tương Nam Đàn so với QCVN 08:2008 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 08:2008/BTNMT) chất lượng nước mặt Nguồn nước mặt làng nghề bị nhiễm nitơ SVTH: Văn Đình Sâm 46 Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường mg/l Biểu đồ 3.9: Hàm lượng NH4+ nước mặt làng nghề sản xuất tương Nam Đàn so với QCVN 08:2008 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 08:2008/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 MNP/l, 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 MNP/100ml SVTH: Văn Đình Sâm 47 Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chuyên ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường Biểu đồ 3.10: Coliform nước mặt làng nghề sản xuất tương Nam Đàn so với QCVN 08:2008 Mật độ vi khuẩn nước khơng thật q cao, cịn thấp quy chuẩn loại B (QCVN 08:2008/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, tiến hành việc thăm dị khả xử lý nhiễm chất hữu nước thải sản xuất tương vi tảo Spirulina platensis mẫu (M6 mẫu thu cống thải chung làng nghề) SVTH: Văn Đình Sâm 48 Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường 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% Q trình ni thăm dị khả xử lý đánh giá tiêu: 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, BOD5 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 08:2008/BTNMT) Sau pha lỗng tiến hành ni cấy tảo hàm lượng oxy hịa tan tăng lên đáng kề, cụ thể bảng 3.5 Bảng 3.5: Sự thay đổi hàm lượng DO (mgO2/l) nước thải sản xuất tương trình xử lý vi tảo Spirulina platensis Nồng độ nước thải 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 mgO2/l (100%); 5,92 mgO2/l (75%); 7,04 mgO2/l (50%); 8,48 mgO2/l (25%) Trong q trình ni cấy tảo hàm lượng oxy hòa 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 ni cấy tảo mgO2/l SVTH: Văn Đình Sâm 49 Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường 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 nuôi cấy tảo 24h hàm lượng oxy hòa tan mẫu lớn mgO 2/l Sau 24h ni cấy tảo hàm lượng oxy hòa tan tăng đạt tiêu chuẩn loại A (QCVN 08:2008/BTNMT) 3.3.1.2 Sự thay đổi nhu cầu oxy hóa hóa học (COD) Bảng 3.6: Sự thay đổi hàm lượng COD (mgO2/l) nước thải sản xuất tươngtrong trình xử lý vi tảo Spirulina platensis Nồng độ nước thải 25% 50% 75% 100% 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 Thời gian Hàm lượng COD sau pha lỗng mẫu hàm lượng COD giảm dần theo nồng độ pha loãng: 17,75 mgO 2/l (100%) giảm xuống 9,80 mgO 2/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 SVTH: Văn Đình Sâm 50 Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chuyên ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường mgO2/l 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 08:2008/BTNMT 3.3.1.3 Sự thay đổi nhu cầu oxy hóa sinh học (BOD5) Bảng 3.6: Sự thay đổi hàm lượng BOD5 (mgO2/l) nước thải sản xuất tươngtrong trình xử lý vi tảo Spirulina platensis Nồng độ nước thải 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 mgO2/l; giảm xuống 6,75 mgO2/l nồng độ 25% Sau thời gian xử lý 24h vi tảo Spirulina platensis lượng BOD5 mẫu đem ni cấy có chất lượng nước đạt tiêu chuẩn loại A QCVN 08:2008/BTNMT mgO2/l SVTH: Văn Đình Sâm 51 Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường 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 mgO2/l, pha lỗng tới 25% hàm lượng BOD 6,75 mgO2/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 mgO 2/l (25%); mgO2/l (100%), khả 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 08:2008/BTNMT 3.3.2 Nhận xét q trình thăm dị khả xử lý chất hữu vi tảo Spirulina platensis Thông qua kết thí nghiệm ta thấy rõ sựu thay đổi thông số quacasc thời gian hàm lượng pha loãng mẫu Khi thay đổi nồng độ mẫu 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 lỗng 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 SVTH: Văn Đình Sâm 52 Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường tượng nhiễm hữu nên q trình làm nước nhờ vào Spirulina platensis diễn nhanh, thời gian 24h 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 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 lỗng, nguồn nước chưa bị nhiễm lớn nên khả xử lý Spirulina platensis đạt hiệu cao nước nồng độ pha lỗng 100% 75% Ngồi cịn phụ thuộc vào yếu tố khác như: nhiệt độ, trình sục khí, pH tối ưu khoảng – 10 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-) nằm tiêu chuẩn cho phép 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 nhiễm, đặc biệt ô nhiễm nitơ (NH4+) mạnh (gấp lần quy chuẩn loại A, lớn quy chuẩn B 0,01 mg/l), 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 thải trực tiếp ao, hồ gia đình Nước thải có pH trung tính, có hàm lượng chất hữu cao Tất tiêu chất lượng nước vượt SVTH: Văn Đình Sâm 53 Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường tiêu chuẩn loại A (nước sinh hoạt), đạt tiêu chuẩn loại B (dùng cho mục đích sản xuất) Tảo Spirulina platensis phát triển xử lý tốt chất thải hữu nước thải làng nghề sản xuất tương, sau 24 h xử lý hàm lượng COD giảm 70%, hàm lượng BOD5 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 hiệu xử lý tốt nồng độ 100% 75% nước thải so với nồng độ 50% 25% 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 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 Tiến hành nghiên cứu ứng dụng xử lý nguồn nước biện pháp sinh học, cụ thể nghiên cứu khả xử lý tảo lam Spirulina platensis tự nhiên để tìm điều kiện tối ưu hệ thống xử lý SVTH: Văn Đình Sâm 54 Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường TÀI LIỆU THAM KHẢO A Tài liệu tiếng Việt [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 (Quốc hội nước CHXHCN Việt Nam) [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 (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 SVTH: Văn Đình Sâm 55 Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chun ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường 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 môi trường, NXB Giáo Dục [11] Đặng Đình Kim, Đặng Hồng Phước Hiền (1999), Công 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), Cơng 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 q trình làm nước thải Luận án Tiến sĩ khoa học Sinh học, Trường đại học Vinh [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), Ơ nhiễm nước hậu nó, Báo cáo khoa học, Trường Đại học nông lâm thành phố Hồ Chí Minh B Tài liệu tiếng 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 Moz R (2010), A comparative evaluation of SVTH: Văn Đình Sâm 56 Lớp : 51B1 - KHMT Khóa luận tốt nghiệp – Chuyên ngành: Cơng nghệ phân tích mơi trường microalgae for the degradation of piggery wastewater under photosynthetic oxygenation, Bioresource Technology, 101(14), pp 5150-5158 SVTH: Văn Đình Sâm 57 Lớp : 51B1 - KHMT ... trường TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA SINH HỌC *** GĨP PHẦN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MƠI TRƯỜNG NƯỚC VÀ THĂM DÒ KHẢ NĂNG XỬ LÝ CỦA VI KHUẨN LAM SPIRULINA PLATENSIS ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI LÀNG NGHỀ SẢN XUẤT... động, vi? ??c sử dụng vi tảo lam Spirulina platensis để xử lý mơi trường hồn tồn áp dụng được, có tính khả thi cao Vi? ??c kết hợp xử lý nước thải làng nghề truyền thống giàu tinh bột vi tảo Spirulina platensis. .. chất có nước thải người ngày khác Nhìn chung mức sống cao lượng nước thải tải lượng thải cao Nước thải đô thị: loại nước thải tạo thành gộp chung nước thải sinh hoạt, nước thải vệ sinh nước thải