Đánh giá khả năng xử lý hợp chất nitro vòng thơm trong nước thải bằng phương pháp hấp phụ trên than hoạt tính kết hợp sử dụng thực vật thủy sinh

Khả năng xử lý DNT, DNP và TNR trong nước của thủy trúc (Cyperus alternifolius linn)

Qua kết quả khảo sát sự biến đổi theo thời gian của DNT, DNP và TNR của thủy trỳc chưa nhận thấy rừ được hiệu quả xử lý của thủy trỳc đối với từng chất khỏc nhau. Cùng với hàm lượng ban đầu gần như nhau, sinh khối thủy trúc tương tự nhau, DNP chỉ cần 6 ngày là xử lý được hoàn toàn trong khi TNR cần 9 ngày để xử lý được hoàn toàn. Kết quả thí nghiệm đã cho thấy hiệu quả xử lý các hợp chất nitro vòng thơm cú phụ thuộc vào sinh khối của thuỷ trỳc, tuy nhiờn khụng cú sự khỏc biệt rừ trong hiệu quả xử lý khi đã lựa chọn 2 thí nghiệm trồng thủy trúc với sinh khối thủy trúc gấp đôi nhau.

Các tính toán tương đối về sự liên quan giữa khối lượng thân + lá và gốc + rễ đối với tốc độ xử lý các hợp chất nitro vòng thơm của thuỷ trúc phần nào giải đáp được vấn đề trên. Căn cứ vào sinh khối thủy trúc ta tính được tốc độ hấp thu các hợp chất nitro vòng thơm của thủy trúc (Tốc độ hấp thu các hợp chất nitro vòng thơm của thủy trúc là một đại lượng biểu thị sự phụ thuộc giữa lượng các hợp chất nitro vòng thơm thủy trúc hấp thu được trên một đơn vị sinh khối, trong một đơn vị thời gian) trong các thí nghiệm theo công thức (2.2). Về mặt lý thuyết, tốc độ hấp thu của từng hợp chất nitro vòng thơm của một đơn vị sinh khối thủy trúc trên một đơn vị thời gian ở hai thí nghiệm (sinh khối lớn và sinh khối nhỏ) phải bằng nhau.

Theo chúng tôi nguyên nhân dẫn đến sự chênh lệch này chủ yếu là do sự chênh lệch nồng độ giữa nhân pha lỏng và bề mặt tiếp xúc pha (thủy trúc và dung dịch) ở thí nghiệm với sinh khối cây nhỏ lớn hơn so với thí nghiệm với sinh khối cây lớn. Khả năng hấp thu các hợp chất nitro vòng thơm của gốc và rễ lớn hơn so với thân và lá, như vậy gốc và rễ là bộ phận hấp thu chủ yếu các hợp chất nitro vòng thơm. Khảo sát khả năng xử lý đồng thời DNT, DNP và TNR của thủy trúc Với việc xử lý riêng rẽ từng hợp chất, ta xác định được tốc độ hấp thu của thủy trúc với 3 chất lần lượt theo thứ tự DNP > DNT > TNR.

- Trong 6 ngày đầu thí nghiệm, hiệu suất xử lý DNT trong bể thí nghiệm với thủy trúc sinh khối 600g đạt mức rất cao (96,63%) và cao hơn so với DNP và TNR trong cùng bể thí nghiệm cũng như ở bể thí nghiệm với thủy trúc sinh khối 300g. Tuy nhiên sau 7 ngày thí nghiệm, DNP ở bể thí nghiệm với thủy trúc sinh khối 600g được xử lý hoàn toàn, trong khi DNT phải đến ngày thứ 8 mới xử lý được hoàn toàn. - So sánh với khi xử lý riêng từng chất, kết quả khi xử lý hệ hỗn hợp vẫn tương tự như khi xử lý riêng từng chất, tốc độ xử lý của thủy trúc đối với DNP >.

- Khi có mặt cả 3 chất thủy trúc vẫn xử lý được toàn bộ các chất kể cả bể thủy trúc có sinh khối lớn và bể thủy trúc có sinh khối bé, tuy nhiên tốc độ xử lý chậm hơn khi xử lý riêng rẽ từng chất một, nguyên nhân là do khi kết hợp cả 3 chất độc tính sẽ cao hơn khi để riêng rẽ từng chất một, điều này sẽ ảnh hưởng đến khả năng hấp thu của thủy trúc.

Khả năng xử lý DNT, DNP và TNR trong nước của bèo cái (Pistia Stratiotes)

Qua quan sát thực tế 2 bể thí nghiệm xử lý DNT bằng bèo cái nhận thấy: từ ngày thí nghiệm thứ 2 nhiều lá bèo chuyển sang màu xám, chết và bắt đầu xuất hiện váng. Sang ngày thứ 4, đã có khoảng 98% bèo đã bị chết, mềm nhũn, tại bể thí nghiệm bèo- DNT1, xuất hiện một lớp váng khá dày trên bề mặt. Sau ngày thí nghiệm thứ 2, cỏc biểu hiện của sự ngộ độc đó trở nờn rừ nột, ngoài cỏc lỏ vàng cũn xuất hiện thờm các lá màu xám bị chết mềm nhũn.

Kết quả ở các bảng 3.20 và bảng 3.21 cho thấy, mặc dù các dấu hiệu của sự ngộ độc các DNT và DNP được ghi nhận ngay sau ngày đầu tiên, song bèo cái vẫn có khả năng xử lý được DNT và DNP. Tuy bèo cái có khả năng xử lý được các hợp chất nitro vòng thơm tuy nhiên tốc độ xử lý rất chậm (sau 4 ngày thí nghiệm hầu hết chỉ giảm được 10-30%, chỉ trừ DNT sau 4 ngày thí nghiệm giảm được từ 36-51% do DNT là chất có khả năng tự phân hủy yếu dưới tác dụng của ánh sáng) và sau 3-4 ngày thí nghiệm thì bèo hầu hết đều có bị chết. So sánh với thủy trúc, tốc độ xử lý các hợp chất nitro vòng thơm này chậm hơn rất nhiều và không có ý nghĩa trong việc lựa chọn làm loài thực vật để xử lý các nguồn nước bị ô nhiễm các chất trên.

Tuy nhiên hiệu suất xử lý TNR của bèo cái thấp hơn so với thủy trúc rất nhiều (sau 7 ngày thí nghiệm, hiệu suất xử lý của thủy trúc là 95,09% với bể có sinh khối lớn trong khi bèo cái chỉ xử lý được 30,44% cũng ở bể có sinh khối bèo lớn). Như vậy nếu sử dụng bèo cái để xử lý TNR thì hiệu suất xử lý không cao nên thủy trúc vẫn là lựa chọn thích hợp khi lựa chọn sinh vật thủy sinh để xử lý nước thải nhiễm TNR. Theo dừi 2 bể thớ nghiệm hỗn hợp 3 húa chất nhận thấy ngay sau ngày thớ nghiệm đầu tiên lá bèo đã bị héo úa khá nhiều, tuy nhiên lá vẫn còn có màu xanh.

Nguyên nhân có thể giải thích là do khi kết hợp cả 3 chất trong nguồn nước, mức độ độc trong nước tăng lên, độc tính của các chất ảnh hưởng lớn đến khả năng sinh trưởng của bèo cái, từ đó ảnh hưởng đến khả năng hấp thu các chất độc hại trong nước. - Các loài thực vật nhạy cảm với môi trường đặc biệt là các hợp chất hữu cơ độc hại như bèo cái không phù hợp cho xử lý nước thải chứa DNT, DNP và TNR.