Phản ứng trên xảy ra phụ thuộc vào:
- Khả năng chuyển hĩa của vi khuẩn. Khả năng này phụ thuộc khơng chỉ ở từng lồi vi khuẩn mà cịn phụ thuộc ở pH, nhiệt độ, nguồn carbon cĩ trong mơi trường.
- Khả năng hoạt động bề mặt bùn lắng trong lưu vực.
- Tiềm năng N2 được tạo ra thốt vào khơng khí và hấp thụ của thực vật Ở những vùng nước thải mới, thực vật dễ nhận nitơ hơn nước thải tồn tại lâu trong thiên nhiên. Điều đĩ cĩ thể được hiểu là nước thải tồn tại lâu trong điều kiện tự nhiên thường chứa ít nitơ vơ cơ và trong loại nước thải này cĩ nhiều NO3-, trong khi đĩ, ở nước thải mới thải ra chứa nhiều NH4+.
2.4.3.4. Chuyển hĩa Photpho
Photpho trong nước thải cĩ thể được chuyển hĩa bởi các nguyên nhân sau: - Chuyển hĩa do vi sinh vật
- Chuyển hĩa do thực vật thủy sinh
- Chuyển hĩa do quá trình hấp thụ hĩa học - Chuyển hĩa do hiện tượng mưa, tuyết
Trong đĩ, chuyển hĩa photpho do vi sinh vật thường rất quan trọng, chuyển hĩa do thực vật thủy sinh cĩ một ý nghĩa rất lớn. Cả hai quá trình chuyển hĩa trên giống nhau ở chổ là khi photpho khi được chuyển vào tế bào thực vật đều tham gia vào thành phần của ADN (Axit Deoxyribonucleic), ARN (Axit Ribonucleic), ATP (Adenosine Triphotphate), ADP (Adenosine Diphotphate), AMP (Adesine Monophotphate). Các hợp chất khác chứa photpho và cả trong thành phần các enzyme oxy hĩa cĩ trong tế bào. Tất cả những hợp chất trên nằm trong tế bào, trong sinh khối của thực vật. Khi ta thu hoạch sinh khối của thực vật nghĩa là ta tách photpho ra khỏi mơi trường nước.
2.4.3.5. Vi rút và vi sinh vật gây bệnh
Trong xử lý nước thải bằng vi sinh vật thủy sinh thấy lượng vi rút và vi sinh vật gây bệnh đều cĩ chiều hướng giảm dần theo thời gian, hiện tượng này thấy hầu hết ở các nơi xử lý. Nguyên nhân tạo ra hiện tượng này hiện nay chưa cĩ một
nghiên cứu nào đưa ra thật chính xác. Tuy nhiên, nhiều người đưa ra những tác động chính làm giảm lượng virút và vi sinh vật gây bệnh như sau:
- Tác động do yếu tố vật lý, trong đĩ khả năng tác động của tia tử ngoại của ánh sáng mặt trời, các yếu tố tiềm ẩn trong bùn.
- Tác động do yếu tố hĩa học trong đĩ đáng lưu ý là các quá trình oxy hĩa, quá trình khử và các chất độc hĩa học.
- Tác động do yếu tố sinh học, trong đĩ đáng lưu ý là do đấu tranh sinh học giữa các lồi vi sinh vật với nhau và các độc tố được tách ra từ thực vật trong quá trình phát triển của chúng.
2.5. Thực vật thủy sinh và hiện tượng phú dưỡng
Hiện tượng phú dưỡng là hiện tượng phát triển rất mạnh ở các lồi rong, tảo và thực vật thủy sinh khi trong mơi trường nước chứa nhiều nitơ và chứa nhiều photpho.
Khi xuất hiện hiện tượng phú dưỡng sẽ làm thay đổi rất lớn hệ sinh thái nước và thường ảnh hưởng xấu đến mơi trường nước. Khi đĩ nước sẽ nghèo oxy và các dưỡng khí khác, làm đảo lộn hệ sinh thái nước.
Hiện tượng phú dưỡng xảy ra trong thiên nhiên cĩ thể do con người gây ra (phú dưỡng nhân tạo) và cũng cĩ thể thiên nhiên tự phát sinh (phú dưỡng tự nhiên).
Phú dưỡng tự nhiên cĩ thể xảy ra ngay cả trong mơi trường nước được coi là khá sạch. Trong trường hợp này, nước ở trạng thái nghèo sinh dưỡng chuyển sang trạng thái giàu dinh dưỡng, thời gian tồn tại hiện tượng này thường rất lâu. Đây là quá trình tích lũy chất dinh dưỡng trong nước. Phần lớn các trầm tích hữu cơ được tạo ra do hiện tượng phú dưỡng dạng này.
Phú dưỡng nhân tạo là hiện tượng phát triển quá mạnh bởi tảo, rong và thực vật thủy sinh do con người gây ra. Trong quá trình sống và hoạt động sống, con người thải vào mơi trường nước quá nhiều các chất hữu cơ, các chất vơ cơ. Các chất này làm tăng nhanh sự tích tụ vật chất và ở một thời điểm nào đĩ làm tăng nhanh các quá trình phát triển của tảo, rong và sinh vật thủy sinh. Phú dưỡng nhân tạo thường tạo ra rất nhanh, chỉ trong một khoảng thời gian ngắn sinh khối trong mơi trường nước sẽ đạt được mức độ tối đa. Ở mức độ tăng sinh khối này sẽ làm gia tăng hiện tượng giảm lượng oxy hịa tan trong nước, dẫn đến hiện tượng làm suy giảm sinh khối và càng làm tăng nhanh mức độ phân giải sinh khối. Khi mơi trường nước thiếu dưỡng khí sẽ làm giảm khả năng tự làm sạch nước trong thiên nhiên. Kết quả là nước tăng mùi khĩ chịu, pH của nước giảm. Trong các nguyên nhân gây ra sự giảm oxy trong nước cĩ sự phân hủy tảo. Do đĩ, khi trong mơi trường nước xuất hiện phú dưỡng là điểm báo hiện tượng nước bị ơ nhiễm nặng.
2.6. Năng suất sinh khối của thực vật thủy sinh
Ở điều kiện nước khơng bị ơ nhiễm, năng suất sinh khối của thực vật thủy sinh khá cao. Ở đĩ thực vật khơng bị tác động xấu của các yếu tố vật lý, hĩa học và sinh học. Các kết quả nghiên cứu của nhiều nhà khoa học cho thấy các lồi thực vật thủy sinh ngập nước, năng suất sinh khối thường đạt 3 – 8 tấn chất khơ/ha, năm. Các lồi thực vật thủy sinh nửa ngập nước cĩ năng xuất sinh khối thường đạt 27 – 77 tấn chất khơ/ha, năm. Các lồi lục bình cĩ năng suất rất cao, chúng cĩ năng suất sinh khối khoảng 135 – 199 tấn chất khơ/ha, năm. Trong khi đĩ, các lồi thực vật sống trên cạn cĩ thể đạt sinh khối thường cao giá trị trung bình của các lồi thực vật thủy sinh. Để đánh giá khả năng sinh khối của thực vật thủy sinh, người ta đã đưa ra cơng thức tính tốn sau: