Nội dung nghiín cứu

Đí̀ tăi thực hiện được câc mục tií̀u đí̀ ra, tií́n hănh những nội dung nghiín cứu sau:

- Đánh giá thực trạng nước thải chăn nuôi tại khu vực nghiín cứu. - Đánh giá sự thay đổi sinh trưởng của thực vđ̣t trong bể phản ứng. - Đánh giá khả năng xử lý nước thải chăn nuôi của thực vđ̣t.

- So sánh khả năng xử lý của các loăi thực vđ̣t.

- Đí̀ xuđ́t giải pháp xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng thực vđ̣t.

2.4. Phương phâp nghiín cứu

2.4.1. Phương phâp kế thừa tăi liệu

Thu thđ̣p, kí́ thừa câc nghiín cứu, bâo câo, băi bâo tạp chí của câc tâc giả đê nghiín cứu ví̀ câc vđ́n đí̀ cùng nội dung với đí̀ tăi:

- Câc số liệu ví̀ đií̀u kiện tự nhiín – kinh tí́ - xê hội tại khu vực nghiín cứu - Câc bâo câo ví̀ tình hình chăn nuôi trong cả nước cũng như tại khu vực nghiín cứu

- Câc nghiín cứu, băi báo liín quan đí́n nước thải vă phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi.

- Câc quy chuẩn kỹ thuđ̣t Việt Nam, tiíu chuẩn Việt Nam.

2.4.2. Phương phâp khảo sât thực địa vă đânh giâ nhanh môi trường

Để đánh giá thực trạng nước thải từ hoạt động chăn nuôi gia súc, đí̀ tăi sử dụng phương pháp PERA, đđy lă phương pháp đánh giá nhanh môi trường có sự tham gia của cộng đồng (Participatory Enviromental Rapid Appraisal, PERA), lă hệ phương pháp thu thđ̣p kinh nghiệm sđu, hệ thống nhưng bán chính thức, thực hiện trong cộng đồng nhằm khai thác thông tin ví̀ hiện trạng môi trường dựa văo tri thức của cộng đồng kí́t hợp với kiểm tra thực địa. Kỹ thuđ̣t của đánh giá nhanh môi trường có sự tham gia của cộng đồng đê được sử dụng trong quá trình thực hiện khóa luđ̣n lă sử dụng những cđu hỏi ngắn gọn, linh hoạt để giúp người dđn dễ hiểu vă tiện trả lời.

- Đối tượng khảo sát: Các đối tượng mă tôi hướng tới để phỏng vđ́n lă những người dđn trong huyện, tại khu vực lđ́y mẫu nghiín cứu.

- Số lượng phií́u khảo sât: Nhóm nghiín cứu đê phát ra 60 phií́u phỏng vđ́n người dđn huyện Chương Mỹ ví̀ thực trạng nước thải chăn nuôi tđ̣p trung ở 3 xê: xê Phụng Chđu, Đại Yín vă xê Lam Đií̀n.

- Cách thức khảo sát: Gặp trực tií́p đối tượng khảo sát vă lđ́y thông tin qua mẫu phií́u được thií́t kí́ sẵn (phục lục).

- Những cđu hỏi được đưa ra trong phií́u phỏng vđ́n để nhằm thu được những thông tin chủ yí́u sau:

+ Mức độ ô nhiễm nguồn nước thải chăn nuôi của huyện Chương Mỹ, thănh phố Hă Nội.

+ Ảnh hưởng của nguồn nước thải chăn nuôi của huyện tới con người cũng như cđy trồng vđ̣t nuôi quanh khu vực nghiín cứu.

+ Nhu cđ̀u sử dụng nguồn nước thải chăn nuôi của huyện cho các mục đích của con người.

Đií̀u tra, khảo sât thực tí́ nhằm thu nhđ̣p số liệu ví̀ tình hình phât triển vă hiện trạng môi trường trong hoạt động chăn nuôi tại địa huyện Chương Mỹ.

2.4.3. Phương phâp bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được tií́n hănh tại Trung tđm Phđn tích môi trường vă Ứng dụng công nghệ địa không gian, Khoa Quản lý Tăi nguyín Rừng vă Môi trường, Trường Đại học Lđm nghiệp.

* Đií̀u tra sơ thám: Đí́n địa điểm nghiín cứu ví̀ đií̀u kiện tự nhiín-xê hội vă lựa chọn khu vực lđ́y mẫu.

* Lđ́y mẫu

- Công tâc chuẩn bị

+ Can nhựa 20 lít vă gâo nhựa để múc nước. + Bút ghi vă nhên đánh dẩu mẫu nước cđ̀n lđ́y.

+ Thừng xốp lăm thí nghiệm.

+ Chđ̣u to để pha trộn câc mẫu nước sau khi lđ́y ví̀.

- Thời gian lđ́y mẫu lúc 8h sâng. Thời tií́t ngoăi trời không mưa, gió nhẹ. Nhiệt độ khoảng 20-25°C.

- Địa điểm lđ́y mẫu: Nguồn nước thải từ hoạt động chăn nuôi gia súc sử dụng trong nghiín cứu được lđ́y từ cống thải của câc trang trại chăn nuôi quy mô nhỏ của câc hộ gia đình tại 3 xê, gồm xê Phụng Chđu, Đại Yín vă xê Lam Đií̀n của huyện Chương Mỹ. Cụ thể:

+ Vị trí số 1: Tại cống thải nhă ông Nguyễn Nhđ̣t Nam, xê Lam Đií̀n. + Vị trí số 2: Tại cống thải nhă ông Bùi Văn Sang, xê Lam Đií̀n. + Vị trí số 3: Tại cống thải nhă ông Chu Văn Bảy, xê Lam Đií̀n. + Vị trí số 4: Tại cống thải nhă ông Nguyễn Đình Tiín, xê Đại Yín. + Vị trí số 5: Tại cống thải nhă ông Nguyễn Quốc Quđn, xê Đại Yín. + Vị trí số 6: Tại cống thải nhă ông Phạm Đức Bình, xê Đại Yín. + Vị trí số 7: Tại cống thải nhă ông Trđ̀n Văn Cao, xê Phụng Chđu. + Vị trí số 8: Tại cống thải nhă ông Đỗ Quang Huy, xê Phụng Chđu. + Vị trí số 9: Tại cống thải nhă ông Lí Bâ Bí̀n, xê Phụng Chđu. - Phương pháp bố trí thí nghiệm:

Thí nghiệm: Xác định khả năng sinh trưởng, phât triển vă xử lý nước thải chăn nuôi lợn quy mô phòng thí nghiệm. Tií́n hănh nơi có ánh sáng vă mâi che.

Mô hình bí̀ phản ứng được thể hiện như sau: + Sỏi cuội được dải 1 lớp dưới đáy thùng xốp. + Kích thước của sỏi cuội: 2- 4mm.

+ Sỏi cuội được sử dụng nhií̀u trong câc hệ thống lọc nước do tâc dụng của chúng lọc nước tốt, dễ rửa, chu kỳ lđu dăi, tií́t kiệm chi phí. Nước thải

được tưới từ trín xuống qua lớp vđ̣t liệu lọc, chảy thănh lớp mỏng qua khe hở của sỏi cuội.

Hình 2.1. Hình ảnh cắt ngang bể thí nghiệm

Hình 2.2. Hình ảnh bể phản ứng sau khi cho nước thải

Bể phản ứng được sử dụng lă hộp xốp, được gắn lớp nilon bín trong trânh hiện tượng rò rỉ nước thải. Dưới đáy bể bổ sung một lớp sỏi cuội có chií̀u cao 10cm. Thí nghiệm được tií́n hănh trong bể có thể tích 54x39x27cm với mđ̣t độ trồng khâc nhau:

Bảng 2.1. Bảng bổ trí thí nghiệm STT 1 2 3 4 5 6 7 Tín thí nghiệm A0 A1 B0 B1 C0 C1 ĐC Số cđy 10 20 10 20 10 20 0 Mật độ (cđy/m2) 47 95 47 95 47 95 0

Bể ĐC: Nước thải chăn nuôi không trồng cđy.

Bể: Sỏi cuội + Bỉo Tđy với hai bể thí nghiệm: A0 vă A1 Bể: Sỏi cuội + Rau Ngổ với hai bể thí nghiệm: B0 vă B1 Bể: Sỏi cuội + Cđy rau Mâc với hai bể thí nghiệm: C0 vă C1 - Thu mẫu vă bảo quản mẫu nước

+ Mẫu nước: Nước thải được lđ́y từ câc vị trí đđ̀u ra của khu chăn nuôi vă đựng trong bình nhựa sạch, nước phải lđ́y đđ̀y can, nút chặt.

+ Mẫu cđy: Chọn những cđy tươi, khỏe, không bị sđu bệnh vă đồng đí̀u ví̀ kích thước vă giai đoạn sinh trưởng.

Thời gian lưu nước trong bể lă 30 ngăy, vì đđy lă thời gian câc hộ chăn nuôi lưu nước thải nhií̀u nhđ́t có thể, bình thường, câc hộ chăn nuôi sẽ lưu nước ít hơn 30 ngăy. Đí̀ tăi muốn để thời gian lưu 30 ngăy để kiểm nghiệm xem cđy có thể xử lý hơn nữa được hay không.

Có 4 lđ̀n phđn tích mẫu trong phòng thí nghiệm:

+ Lđ̀n 1: Ngay sau khi lđ́y mẫu vă trộn câc mẫu lại với nhau. + Lđ̀n 2: Sau khi nuôi thực vđ̣t thủy sinh được 10 ngăy. + Lđ̀n 3: Sau khi nuôi thực vđ̣t thủy sinh được 20 ngăy. + Lđ̀n 4: Sau khi nuôi thực vđ̣t thủy sinh được 30 ngăy.

Câc chỉ tiíu theo dõi: Khả năng sinh trưởng phât triển của cđy trong mô hình như tốc độ tăng trưởng chií̀u cao, chií̀u cao cđy, độ dăi rễ. Chií̀u cao

được đo mỗi ngăy. Đí́m số rễ cđy sau 30 ngăy kể từ lúc bắt đđ̀u trồng cđy. Lđ́y mẫu nước phđn tích trước khi tií́n hănh thí nghiệm vă sau khi trồng cđy 30 ngăy.

- Phương pháp đo đạc, đánh giá sinh trưởng của cđy:

+ Trước xử lý: Sử dụng thước đo chií̀u cao của thđn cđy vă ghi văo biểu mẫu.

+ Sau xử lý: Sử dụng thước đo, đo lại chií̀u cao của thđn cđy sau 30 ngăy xử lý nước thải vă ghi văo biểu mẫu để đánh giá tình hình sinh trưởng vă phât triển của cđy.

Một số hình ảnh ví̀ thí nghiệm:

Hình 2.3. Bể thí nghiệm Bỉo

Hình 2.5. Bể thí nghiệm cđy rau Mâc

2.4.4. Phương phâp phđn tích số liệu

* Phương pháp phđn tích các thông số

Mẫu nước sau khi lđ́y sẽ được mang đí́n Trung tđm Phđn tích môi trường vă Ứng dụng công nghệ địa không gian để phđn tích các chỉ tiíu: pH, , nhu cđ̀u oxi hóa học (COD), nhu cđ̀u oxi sinh hóa (BOD5), NO3-,.

a. pH

PH được đo bằng giđ́y quỳ rồi so mău của giđ́y quỳ với bảng mău để xác định độ pH của nước. [16]

b. Nhu cầu oxi hóa học (COD)

Nhu cđ̀u ôxy hóa học được xác định khi ôxy hóa các chđ́t hữu cơ ở nhiệt độ cao bằng các chđ́t ôxy hóa mạnh thường lă K2Cr2O7 trong môi trường axit, với xúc tđ̀c Ag2SO4 đồng thời sử dụng Hg2SO4 để loại bỏ ảnh hưởng của Cl- có trong mẫu nước. [16]

Khi đó xảy ra phản ứng:

Ag2SO4

Chđ́t hữu cơ + K2Cr2O7 + H+ CO2 + H2O + 2Cr+3 + 2K+

Lượng dư Cr2O72- dược chuẩn độ bằng dung dịch muối Fe2+ với chỉ thị axit phenylanthranilic, mău chỉ thị chuyển từ xanh lá cđy sang đỏ nđu

Trình tự phđn tích như sau:

- Lđ́y 2 ml nước cho văo ống COD, rồi thím văo đó 1 ml dung dịch K2Cr2O70,0025N có chứa Hg2SO4 , sau đó thím từ từ văo trong ống COD 3 ml Hg2SO4 có chứa Ag2SO4 rồi lắc đí̀u hỗn hợp đó.

- Cho dung dịch trín văo máy nung COD đun trong 2 giờ ở 150°c, đểnguội rồi định mức bằng nước cđ́t lín tới thể tích 40 ml.

- Chuẩn lượng dicromat dư bằng muối Fe2+ với chỉ thị axit phenylanthranilic.

Lượng COD được tính theo công thức sau: (a-b) *N*8000 COD =

2 Trong đó:

a: Thể tích dung dịch Fe2+chuẩn độ mẫu trắng (ml). b: Thể tích dung dịch Fe2+ chuẩn độ mẫu (ml). N: Nồng độ đương lượng của dung dịch Fe2+ (đl/1). N = 0,33 đl/1

c. Nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD5)

Nhu cđ̀u ôxy sinh hóa lă lượng ôxy đê sử dụng trong quâ trình ôxy hóa câc chđ́t hữu cơ bởi các vi sinh vđ̣t hoại sinh, hií́u khí. Đí̀ tăi sử dụng phương pháp cđ́y vă pha lđ́y mẫu theo TCVN 6001:1995, ISO 5815:1989 để xác định.

Trình tự phđn tích:

- Chuẩn bị dung dịch pha loêng: Nước dùng để pha loêng mẫu nước thải nghiín cứu được chuẩn bị ở 1 chai to rộng miệng bằng cách thổi không khí sạch văo nước cđ́t vă lắc nhií̀u lđ̀n cho đí́n khi bêo hòa ôxy(8mg/l). [16]

Sau đó cho thím:

1ml dung dịch MgSO4.7H20 nồng độ 22,5g/l 1ml dung dịch CaCl2 nồng độ 27,5 g/1

1ml dung dịch FeCl3.6H20 nồng độ 0.25 g/1 Định mức đí́n 1 lít bằng nước cđ́t. [16]

- Pha loêng vă phđn tích mẫu: Lựa chọn hệ số pha loêng thích hợp rồi trung hòa mẫu nước phđn tích. Sau đó lđ́y một thể tích cđ̀n phđn tích cho văo chai BOD có thể tích 300 ml. Cho từ từ nước pha loêng văo chai đí́n cổ bình, đo giá trị DO0, đđ̣y nút chai lại vă đem ủ ở nhiệt độ 200°Ctrong 5 ngăy. Sau đó đo lại giá trị ôxy hòa tan(DO5).

Lượng BOD5được xác định theo công thức: BOD5=(DO0-DO5)*F Trong đó:

BOD5: Giá trị BOD sau 5 ngăy ủ (mg/1)

DO0: Giá trị DO đo ở 20°Csau khi pha loêng (mg/1) DO5: Giá trị DO đo ở 20°Csau 5 ngăy ủ(mg/l)

F : Hệ số pha loêng, được tính bằng tỉ số thể tích dung dịch mang đi ủ (300 ml) trín thể tích dung dịch lđ́y mẫu phđn tích.

Mđ̀u nước thải mă đí̀ tăi nghiín cứu có F = 50. BOD5 (mẫu)= BOD5 ( mẫu ủ) - BOD5 ( mđu trắng)

d. Phương pháp xác định N tổng

Thănh phđ̀n Ion NO3- trong N tổng thường có mặt trong tđ́t cả các loại nước. Tuy vđ̣y, hăm lượng NO3- trong nước mặt vă nước ngđ̀m thường không đáng kể. Một số loại nước thải có hăm lượng NO3- cao. [16]

Phương pháp phđn tích

Lđ́y 100 ml mẫu sau lọc, đií̀u chỉnh pH = 7 cho văo chĩn sứ, cô cạn trín bí́p cách thủy ( 90 - 100°C). Thím 1ml axit đissunphophenic văo phđ̀n

cặn, dùng đũa thủy tinh khuđ́y cho cặn tan hí́t. Cho thím 20 ml nước cđ́t, 6 ml NH3. Ní́u thđ́y xuđ́t hiện kí́t tủa phải lọc qua phễu. Sau đó để yín văi phút rồi chuyển văo bình định mức 50 ml vă đem đi so mău.

Lăm mẫu trắng với trình tự như ưín rồi đem đi so mău. Lưu ý: Phải bií́t thể tích so mău.

Lượng NO3- được xác định theo công thức sau: Cpt.Vso mău = Co.Vo

Từ công thức trín suy ra

Cpt*Vsomău

Co =

Vo

2.4.5. Phương phâp xử lý số liệu

Kí́t quả sau khi tính toán sẽ được so sánh giữa các lđ̀n phđn tích với nhau vă so sánh với tiíu chuẩn của Nhă nước quy định ví̀ nước thải trước khi được xả thải ra ngoăi môi trường để bií́t mức độ ô nhiễm của nguồn nước tại địa điểm nghiín cứu vă bií́t được khả năng xử lý nước thải của các loại cđy thủy sinh như thí́ năo.

Đí̀ tăi sử dụng bộ quy chuẩn ví̀ nước thải chăn nuôi QCVN 62-MT: 2016/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuđ̣t quốc gia ví̀ nước thải chăn nuôi. Giá trị tối đa cho phĩp của các thông số ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi khi xả ra nguồn tií́p nhđ̣n nước thải được tính theo công thức sau:

Cmax = CxKqxKf Trong đó:

– Cmax lă giá trị tối đa cho phĩp của thông số ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi khi xả ra nguồn tií́p nhđ̣n nước thải;

– C lă giá trị của thông số ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi quy định tại mục 2.1.2;

– Kq lă hệ số nguồn tií́p nhđ̣n nước thải quy định tại mục 2.1.3 (QCVN 62-MT:2016/BTNMT) ứng với lưu lượng dòng chảy của sông, suối, khe, rạch, kính, mương; dung tích của hồ, ao, đđ̀m, phá; mục đích sử dụng của vùng nước biển ven bờ;

– Kf lă hệ số lưu lượng nguồn thải quy định tại mục 2.1.4 (QCVN 62- MT:2016/BTNMT ) ứng với tổng lưu lượng nước thải của các cơ sở chăn nuôi khi xả ra nguồn tií́p nhđ̣n nước thải.

Âp dụng giá trị tối đa cho phĩp Cmax = C (không áp dụng hệ số Kq vă Kf) đối với thông số pH vă tổng coliform.

Nước thải chăn nuôi xả ra hệ thống thoát nước đô thị, khu dđn cư chưa có nhă máy xử lý nước thải tđ̣p trung thì áp dụng giá trị Cmax = C quy định tại cột B, Bảng 1.

-Từ kí́t quả tính toán đí̀ tăi tií́n hănh so sánh với giá trị Cmax qua đó tổng hợp, phđn tích vă đánh giá.

Công thức tính hiệu suđ́t:

Chương 3

ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÍN, KINH TÍ́, XÊ HỘI KHU VỰC NGHIÍN CỨU

3.1. Điều kiện tự nhiín- KTXH tại huyện Chương Mỹ

3.1.1. Điều kiện tự nhiín

3.1.1.1. Vị trí địa lý

Chương Mỹ lă một huyện lớn của thănh phố Hă Nội có toạ độ địa lý từ 20023’ đí́n 20045’ độ vĩ Bắc vă từ 105030’ đí́n 105045’ độ kinh Đông, có vị trí nằm ví̀ phía Tđy vă câch câch trung tđm Hă Nội 20 km theo Quốc lộ 6, có vị trí địa lý như sau:

- Phía Đông giáp huyện Thanh Oai.

- Phía Nam giâp huyện Ứng Hoă vă huyện Mỹ Đức. - Phía Tđy giâp huyện Lương Sơn tỉnh Hoă Bình.

- Phía Bắc giâp huyện Hoăi Đức, huyện Quốc Oai vă quđ̣n Hă Đông. Huyện Chương Mỹ nằm trong Dự ân quy hoạch chuỗi đô thị Mií́u Môn - Xuđn Mai - Hoă Lạc - Sơn Tđy vă nằm trong vùng quy hoạch phât triển hănh lang của thủ đô Hă Nội ví̀ phía Tđy.

Trín địa băn huyện có tuyí́n đường Quốc lộ 6, Quốc lộ 21A (nay lă đường Hồ Chí Minh) chạy qua nối lií̀n huyện với tỉnh Hoă Bình, thủ đô Hă Nội vă câc quđ̣n, huyện thị khâc trong thănh phố vă câc tỉnh lđn cđ̣n.

Hình 3.1. Sơ đồ vị trí huyện Chương Mỹ.

3.1.1.2. Địa hình địa mạo

Do đặc điểm cđ́u tạo tự nhiín Chương Mỹ có địa hình vừa mang đặc trưng của vùng đồng bằng chđu thổ sông Hồng vùa mang đặc trưng của vùng