CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN
1.7.Khả năng xử lý nƣớc thải của thực vật nghiên cứu
Bèo tây (Eichhornia crappsipes (Mart.) Solms), còn đƣợc gọi là bèo Nhật Bản hay bèo Lục bình, là lồi thực vật nổi sống ở nƣớc ngọt thuộc họ Lục bình (Pontederiaceae), có nguồn gốc từ Nam Mỹ .
Lá bèo tây dày, dai, có hình elip hoặc ovan, mọc thành hình hoa thị, cuống lá phồng và xốp giúp cho cây bèo có thể nổi đƣợc trên mặt nƣớc. Bèo tây sinh sản chủ yếu bằng chồi (nhờ thân bò). Rễ bèo tây có màu sẫm, dạng sợi, phía ngồi có nhiều lơng tơ. Bèo tây là một trong số thực vật nổi có nhiều ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới (Fujioka, R.S.và cộng sự 1999; http:/vnexpress.net.. )
Bèo tây sinh trƣởng ở nhiệt độ 100C – 400C, nhƣng mạnh nhất ở 200C- 230C. Do đó ở nƣớc ta chúng sống quanh năm.Chúng phát triển mạnh từ tháng
23
4- tháng 10, ra hoa vào tháng 10, tháng 11, đƣợc xếp là một trong 10 lồi cây có tốc độ sinh trƣởng mạnh nhất trên thế giới (Damron, B.L. and Wilson, H.R. 2003; U.S Environmental Protection Agency, 1998). Chúng có khả năng tăng gấp đơi sinh khối trong vịng 14 ngày (Aquatic Ecosystem Restoration Foundation, 2005; G.K., 1999; Shome, J.N., and Neogi, S.K., 2001). Tỷ lệ tăng trƣởng của bèo tây khoảng 10,33 – 19,15kg/ha ngày (Reddy and DeBusk, 1987) (United States Department of Agriculture, 2002). Sinh khối trung bình lớn nhất của bèo tây là 49,6 kg/m2 (Damron, B.L. and Wilson, H.R. 2003).
Trong điều kiện bình thƣờng, bèo tây có thể bao phủ mặt nƣớc với mật độ 10kg/m2
, mật độ tối đa có thể đạt đƣợc là 50kg/m2 (U.S Environmental Protection Agency, 1998). Nhiệt độ tối thích cho sự phát triển của bèo tây là 21 - 30oC, ở nhiệt độ 8 -15oC, sinh trƣởng gần nhƣ bị ngƣng trệ, nếu giữ nhiệt độ– 3o
C trong 12 giờ thì tồn bộ lá sẽ bị phá hủy, cịn nếu giữ nhiệt độ – 5 oC trong 48 giờ thì tồn bộ cây bèo sẽ bị chết. Nhƣ vậy bèo tây sinh trƣởng rất kém trong vùng có khí hậu lạnh (U.S…, 1998; United…., 2002). Vì sinh trƣởng nhanh nên bèo tây gây cản trở tàu bè, các hoạt động đánh bắt thủy sản, cản trở dịng chảy, tái ơ nhiễm do thân bèo thối….nếu không đƣợc quản lý tốt (Jayaweera, M.W., Kasturiarchchi, J.C. and Fernando, P.U.D. 2002; Jensen Ric, 1998; Land protection, 2004).
Tốc độ sinh trƣởng của bèo tây phụ thuộc vào mật độ, nguồn dinh dƣỡng trong nƣớc thải và các điều kiện khí hậu. Tốc độ sinh trƣởng của bèo tây và thành phần dinh dƣỡng của nƣớc thải có ảnh hƣởng trực tiếp đến hiệu suất của quá trình xử lý. Hấp thu của thực vật là quá trình chủ yếu để loại bỏ dinh dƣỡng từ nƣớc thải chứa nhiều N và P (Jensen Ric, 1998). Hiệu quả loại bỏ N trung bình là 1,2 kg N/ha.ngày, với P, hiệu quả loại bỏ trong trƣờng hợp đảm bảo thu hái một cách hợp lý có thể đạt 30-50 %, trƣờng hợp không đƣợc thu hái, hiệu quả loại bỏ P là rất thấp (United States Department of
24
Agriculture, 2002). Bèo tây có khả năng đồng hố cả amon lẫn nitrat trong khi phần lớn các thực vật thuỷ sinh khác đồng hố amơn cao hơn so với nitrat (Sooknah, R.D., 1999).
Từ những năm 1970, các nghiên cứu về khả năng xử lý nƣớc thải của bèo tây đã đƣợc tiến hành ở Mỹ. Các kết quả nghiên cứu cho thấy bèo tây có thể loại bỏ BOD và TSS hết sức có hiệu quả (hiệu suất đạt 60- 90%). Khơng chỉ làm giảm lƣợng BOD và TSS trong nƣớc thải, bèo tây cịn loại bỏ có hiệu quả NO3-, PO43-, Na, K, Ca, Mg và một số chất khống khác (Tripahi et al., 1991). Lồi thực vật này có thể hấp thu một số chất độc nhƣ Cd, Pb, Ni, Hg, Cu, Cr, Co, Fe, Zn, Ag, Phenol và một số chất có khả năng gây ung thƣ. Chúng có thể tích tụ các ngun tố này với hàm lƣợng cao hơn từ 4.000 đến 20.000 lần so với trong nƣớc (Wolverton& McDonald, 1979; Ho Y.B., Wong Wai-kin., 1994; Loan, N.T. 2001). Bèo tây loại bỏ rất nhiều thành phần của nƣớc thải bằng cách hấp thu vào trong mơ của chúng, ở đó sự tích lũy sinh học có thể cao đến 20.000 lần (Aowal& Singh, 1981) (Tripahi, D.B., Suresh C., Shukla, 1991)
Bèo tây cịn góp phần hạ thấp nhiệt độ của nƣớc, giảm sự khuấy động mặt nƣớc của gió và có đủ bóng che cần thiết để hạn chế sự phát triển của tảo, qua đó giảm sự dao động lớn của nồng độ pH và oxy hoà tan vào ban ngày (do hoạt động quang hợp của tảo gây ra). Ngoài ra, các nghiên cứu về khả năng xử lý nƣớc thải của bèo tây cũng đƣợc quan tâm ở một số nƣớc trên thế giới nhƣ Zambia, Trung Quốc, Ai Cập…(Shome, J.N., and Neogi, S.K., 2001; Tang Shu-yu and Lu Xian- wen, 1993; Tawific, T.A., 2003). Tại Việt Nam bèo tây cũng đƣợc nghiên cứu trong việc hấp thu kim loại từ môi trƣờng nƣớc, giảm thiểu ô nhiễm nƣớc thải sinh hoạt, nƣớc thải chế biến thủy sản…(Trần Văn Tựa và cộng sự, 2004; Trần Văn Chiến và cộng sự, 2005; Trần Văn Tựa và cộng sự, 2007).
25