2. Mục tiêu nghiên cứu
3.1.2. Khả năng chống chịu (COD, NH4+, pH) của cây Rau muống
3.1.2.1. Khả năng chống chịu pH
Sau 4 tuần thí nghiệm, sự tăng giảm sinh khối thu được của cây Rau muống tại các nồng độ pH khác nhau được trình bày tại bảng 3.4 và hình 3.4.
Bảng 3.4. Sự biến động sinh khối của Rau muống với nồng độ pH
TT Nồng độ
pH Sinh khối trước TN (gam) Sinh khối sau TN (gam)
1 pH = 5 171,03 ± 9,88a 180,73 ± 4,71b
2 pH = 6 170,30 ± 5,29a 192,60 ± 3,10c
3 pH = 7 170,2 ± 3,12a 197,90 ± 2,65c
4 pH = 8 170,4 ± 4,48a 180,97 ± 2,32 b
5 pH = 9 169,9 ± 6,92a 124,06 ± 4,47a
Ghi chú: Các số có cùng chỉ số a, b, c (theo cột) có sự sai khác không đáng kể ở mức ý nghĩa α = 0,05
Hình 3.4. Sự biến động sinh khối của Rau muống với nồng độ pH
Đối với cây Rau Muống, dải chống chịu pH hẹp hơn so với các loại cây khác. Sự thay đổi pH ảnh hưởng đến sự phát triển của cây. Cây cho sinh khối cao hơn ban đầu tại các pH từ 5 đến 8. Sinh khối tăng cao nhất ở pH=6 tăng 22,3g, pH=7 tăng 27,78 g so với ban đầu và thấp nhất ở pH=9 sinh khối giảm 45,29g và xuất hiện cây chết tại các thí nghiệm. Các nghiên cứu trước đây cho thấy, Rau muống sinh trưởng tốt trong môi trường pH từ 6-8,3 [67], cùng quan điểm, Saat và cs (2017) chỉ ra rằng Rau muống có thể sống trong điều kiện pH lên đến 7,95 [61]. Kết quả nghiên cứu cho thấy nước thải chăn nuôi có pH nằm trong dải chống chịu của cây Rau muống. Cây phát triển tốt nhất trong phạm vi pH từ 6-7 và ở khoảng pH=9 cây kém phát triển hơn hẳn. Do đó, cần thận trọng khi sử dụng Rau muống để xử lý các nguồn nước thải có giá trị pH ngoài khoảng này.
3.1.2.2. Khả năng chống chịu COD
Kết quả khảo sát khả năng sinh trưởng của cây Rau muống trong khoảng COD từ 250 - 1000 mg/l trong 4 tuần được trình bày tại bảng 3.5 và hình 3.5
Bảng 3.5. Sự biến động sinh khối của Rau muống với nồng độ COD
TT Nồng độ
COD
Sinh khối trước TN (gam)
Sinh khối sau TN (gam)
1 250mg/l 171,83 ± 6,55a 194,70 ± 5,43b
2 500mg/l 171,40 ± 8,22a 190,40 ± 12,31b
3 750mg/l 171,06 ± 6,38a 178,30 ± 6,60b
4 1000mg/l 170,33 ± 3,10a 135,09 ± 13,06a
Ghi chú: Các số có cùng chỉ số a, b, c (theo cột) có sự sai khác không đáng kể ở mức ý nghĩa α = 0,05
Hình 3.5. Sự biến động sinh khối của Rau muống với nồng độ COD
Kết quả thí nghiện cho thấy, Rau muống có thể sinh trưởng ở nồng độ COD từ 250 - 750 mg/l, ở phạm vi nồng độ này sinh trưởng của cây không có sự sai khác rõ rệt giữa các công thức về mặt thống kê. Khi nồng độ COD là 1000 mg/l, sinh khối thu được sau thí nghiệm là 135,09g giảm 34,42g so với ban đầu (có sự sai khác rõ rệt so với các công thức còn lại). Ở nồng độ này, phát hiện nhiều cây chết trong quá trình thí nghiệm. Các nghiên cứu trước đây sử dụng Rau muống để xử lý nước thải có nồng độ COD thậm chí còn cao hơn so với nghiên cứu này. Saat, 2017, sử dụng Rau muống xử lý nước thải từ sản xuất dầu cọ có nồng độ COD đầu vào lên đến 1292mg/l. Tuy nhiên đối với nước thải chăn nuôi lợn sau biogas có giá trị COD lên tới 757,8 ± 44,7mg/l cần thận trọng khi sử dụng loài cây này trong xử lý [61].
3.1.2.3. Kết quả chống chịu NH4+
Thử nghiệm trồng Rau muống trong các điều kiện môi trường có giá trị NH4+ khác nhau, kết quả khả năng sinh trưởng của cây được trình bày tại bảng 3.6 và hình 3.6.
Bảng 3.6. Sự biến động sinh khối của Rau muống với nồng độ NH4+
TT Nồng độ NH4 Sinh khối trước TN
(gam)
Sinh khối sau TN (gam) 1 50mg NH4/l 170,30 ± 6,75a 192,77 ± 11,81c 2 100mg NH4/l 165,03 ± 7,48a 194,40 ± 6,41c 3 150mg NH4/l 172,47 ± 11,59a 159,43 ± 14,70b 4 200mg NH4/l 171,40 ± 9,30a 155,37 ± 11,68b 5 250mg NH4/l 173,02 ± 6,08a 133,43 ±13,42a
Ghi chú: Các số có cùng chỉ số a, b, c (theo cột) có sự sai khác không đáng kể ở mức ý nghĩa α = 0,05
Hình 3.6. Sự biến động sinh khối của Rau muống với nồng độ NH4+
Thí nghiệm với Rau muống cho thấy khả năng chống chịu NH4+ khá thấp, sinh khối chỉ tăng khi nồng độ NH4+ từ 50-100mg/l. Khi tăng nồng độ NH4+ từ 150mg/l - 200 mg/l, sinh khối thu được thấp hơn từ 12,9 - 37,4g so với ban đầu cụ thể ở nồng độ 150mg/l sinh khối ban đầu là 172,47g giảm xuống còn 159,43g đến nồng độ 250 mg/l thì ban đầu từ 173,02g giảm đến còn 133,43g. Trong các nghiên cứu trước đây, Rau muống được sử dụng để xử lý nồng độ NH4+ thấp chỉ 38,77mg/l (Yu et al., 2013). Một báo cáo khác, xử lý nước thải có nồng độ NH4+ lên đến 121mg/l (Saat, 2017). Đối với giá trị NH4+ trong nước thải chăn nuôi lợn sau biogas chỉ là 61,75 ± 10,4mg/l, cây Rau muống có thể phát triển tốt trong môi trường này.
Kết quả khảo sát sự chống chịu của cây Rau muống cho thấy, dải chống chịu pH của cây là 5-8, cây có thể sống trong môi trường có nồng độ COD lên đến 750mg/l và sống tốt khi nồng độ NH4+ từ 50-100mg/l. Cần xem xét thận trọng khi sử dụng loài thực vật này trong xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau biogas.