Loại cây Chiều cao cây sau trồng (cm)
Ban đầu 10 ngày 20 ngày 30 ngày 40 ngày
Thủy Trúc 6,6 18,8 34,4 44,8 50,3
Dong Riềng 35,5 30 24,6 19,5 8,7
Mon Nước 0 15,2 34,8 42 48,4
Phát Lộc 48,0 48,0 52,4 52,4 52,4
Muống Nhật 25,5 28,7 30,9 32 34,7
Qua bảng 3.14 ta thấy: Chiều cao của các cây trồng đều tăng qua các giai đoạn thời gian khác nhau, trừ cây Dong Riềng chiều cao giảm. Đặc biệt, ở giai đoạn 10 ngày đầu thí nghiệm, chiều cao của cây tăng nhưng đến giai đoạn thời gian sau chiều cao của các cây chững lại không phát triển được hoặc phát triển chậm lại và một số cây bị chết như cây Dong Riềng.
Ở giai đoạn 10 ngày đầu: Kết quả cho thấy chiều cao sau 10 ngày của các cây đều tăng trừ Dong Riềng chiều cao giảm và Phát Lộc gần như khơng
thay đổi chiều cao, có 2 loại cây có tốc độ phát triển chiều cao khá nổi bật như: Mon Nước, Thủy Trúc.
- Mon Nước: Chiều cao từ giai đoạn lá mầm tăng lên 15,2 cm.
- Thủy Trúc: Chiều cao tăng từ 6,6 – 18,8 cm, tăng 12,2 cm.
- Muống Nhật: Chiều cao tăng từ 25,5 – 28,7 cm, tăng 3,2 cm.
Ở giai đoạn 20 ngày: Kết quả cho thấy: Cây Dong Riềng chiều cao vẫn giảm, cây xuất hiện dấu hiệu vàng lá. Cây Phát Lộc chiều cao tăng từ 48 – 52,4 cm, tăng 4,4 cm. Cây Thủy Trúc chiều cao tăng sau 10 ngày tiếp theo, tăng lên 15,6 cm (từ 18,8 – 34,4 cm), chiều cao tăng so với 10 ngày đầu là 3,4cm. Cây Mon Nước chiều cao tăng 19,6 cm (từ 15,2 – 34,8 cm). Chiều cao của cây 10 ngày sau so với 10 ngày trước tăng 4,4 cm. Cây Muống Nhật tăng 2,2 cm (từ 28,8 – 30,9 cm), chiều cao tăng trong giai đoạn này giảm so với giai đoạn 10 ngày đầu là 1,0 cm.
Ở giai đoạn 30 ngày: Kết quả như sau: Cây Phát Lộc đã ngừng tăng trưởng về chiều cao. Cây Dong Riềng chiều cao giảm do lá cây héo, cây có dấu hiệu úng nước. Các cây còn lại vẫn tăng trưởng về chiều cao nhưng tốc độ tăng trưởng có giảm so với giai đoạn 20 ngày cụ thể như sau:
- Cây Muống Nhật tăng 1,1 cm (tăng từ 30,9 – 32 cm), chiều cao tăng giảm so với giai đoạn 20 ngày là 1,1 cm.
- Cây Mon Nước tăng 7,2 cm (tăng từ 34,8 – 42 cm), chiều cao tăng trong giai đoạn này giảm so với giai đoạn 20 ngày là 12,4 cm.
- Cây Thủy Trúc tăng 10,4 cm (tăng từ 34,4 – 44,8 cm), chiều cao tăng trong giai đoạn 30 ngày giảm so với giai đoạn 20 ngày là 5,2 cm.
Giai đoạn thứ 40 ngày: Sau 40 ngày trồng cây, đã có một số cây có hiện tượng chết khiến tốc độ tăng trưởng đạt giá trị âm cụ thể:
- Cây Dong Riềng giảm 10,8 cm (từ 19,5 cm giảm xuống còn 8,7 cm). chiều cao của cây giảm là do ở các ơ thí nghiệm cây đã bị chết.
- Cây Phát Lộc chiều cao vẫn không thay đổi.
- Cây Muống Nhật chiều cao có tăng từ 32 – 34,7 cm, tăng 2,7 cm.
Riêng cây Mon Nước và Thủy Trúc vẫn tăng trưởng chiều cao tuy nhiên chiều cao cây tăng giảm so với giai đoạn trước. Cây Mon Nước tăng 6,4 cm (từ 42 – 48,4 cm), chiều cao cây vẫn tăng nhưng giảm so với giai đoạn 30 ngày là 0,8 cm. Cây Thủy Trúc chiều cao tăng 5,5 cm giảm so với giai đoạn 30 ngày là 4,9 cm.
Tất cả những điều trên cho thấy sự tăng trưởng chiều cao của cây đều chịu ảnh hưởng của hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải qua thời gian khác nhau và mức khả năng chống chịu cũng như thích nghi với mơi trường nền là xỉ than và nồng độ nước thải đầu vào. Có cây sống, thích nghi và phát triển nhưng cũng có cây khơng chống chịu được, phát triển chậm hoặc không phát triển và chết.
Bảng 3.15. Tốc độ tăng trƣởng chiều cao của các loại cây qua các lần đo
Loại cây Giai đoạn (cm/ngày)
0 – 10 10 – 20 20 – 30 30 – 40 Thủy Trúc 1,22 1,56 1,04 0,55 Dong Riềng 0 0 0 0 Mon Nước 1,52 1,96 0,72 0,64 Phát Lộc 0 0,44 0 0 Muống Nhật 0,32 0,22 0,11 0,27
Qua bảng 3.15 ta thấy tốc độ tăng trưởng của các cây tham gia thí nghiệm
trong các giai đoạn có sự khác nhau. Cây Dong Riềng gần như không phát triển, có hiện tượng vàng lá, héo lá, giai đoạn cuối một số cây chết.
Cây Thủy Trúc, ở giai đoạn 10 ngày đầu tốc độ tăng chiều cao là 1,22 cm/ngày, giai đoạn 20 ngày tốc độ tăng là 1,56cm/ngày tăng so với giai đoạn 10 ngày là 0,34cm/ngày. Qua các giai đoạn sau, tốc độ tăng trưởng càng chậm lại, giai đoạn 30 ngày tốc độ còn 1,04cm/ngày, giai đoạn 40 ngày tiếp tục giảm tốc độ chỉ còn 0,55cm/ngày.
Cây Mon Nước có tốc độ tăng trưởng chiều cao khá nhanh 1,52cm/ngày, giai đoạn 20 ngày cây vẫn phát triển và tăng trưởng nhanh với tốc độ 1,96 cm/ngày. Giai đoạn sau cây vẫn tăng trưởng và phát triển nhưng tốc độ giảm xuống còn 0,72cm/ngày giai đoạn 30 ngày và 0,64cm/ngày giai đoạn 40 ngày. Cây Phát Lộc ở giai đoạn đầu không tăng trưởng chiều cao, giai đoạn 20 ngày chiều cao cây tăng trưởng với tốc độ 0,44cm/ngày. Sang các giai đoạn 30 ngày, 40 ngày cây chững lại và không phát triển nữa.
Cây Muống Nhật có tốc độ tăng trưởng đồng đều qua các giai đoạn. Tốc độ tăng trưởng giảm dần từ 0,32cm/ngày ở giai đoạn 10 ngày đầu xuống 0,22 cm/ngày ở giai đoạn 20 ngày, giảm 0,1cm/ngày so với giai đoạn đầu và tiếp tục giảm xuống 0,11cm/ngày ở giai đoạn 30 ngày, giảm 0,11cm/ngày so với giai đoạn 20 ngày. Tuy nhiên, giai đoạn 40 ngày cây lại tăng trưởng chiều cao với tốc độ 0,27cm/ngày, tăng 0,16cm/ngày so với giai đoạn 30 ngày.
Cây Mon Nước, Thủy Trúc và Muống Nhật có tốc độ tăng trưởng nhanh, qua các giai đoạn thí nghiệm thì tốc độ chậm lại. Tuy vậy, chúng vẫn là những loại cây thích ứng và phát triển được trong môi trường nền là xỉ than và nước thải sinh hoạt có nồng độ các chất ơ nhiễm cao.
3.4.4.2. Số lá của các loại cây tham gia thí nghiệm
Đối với các loại cây trồng nói chung thì lá là cơ quan làm nhiệm vụ quang hợp của cây, 95% năng suất của cây là do sản phẩm quang hợp tạo ra, vì vậy số lá trên cây, thời gian tồn tại của bộ lá có vai trị rất quan trọng trong việc xác định sự phù hợp của cây với mơi trường mà nó đang sống.
Số lá trên cây ngồi phụ thuộc đặc tính di truyền của giống cịn phụ thuộc vào hàm lượng các chất trong mơi trường mà nó sống và phần nào phản ánh mơi trường mà nó đang sống. Qua thời gian thí nghiệm ta có kết quả như sau:
Bảng 3.16. Số lá qua thời gian theo dõi thí nghiệm (đơn vị: lá) Sau trồng Sau trồng
Loại cây Ban đầu 10 ngày 20 ngày 30 ngày 40 ngày
Thủy Trúc 6 8 10 11 11 Dong Riềng 4 3 2 2 0 Mon Nước 2 3 5 7 8 Phát Lộc 15 17 19 17 16 Muống Nhật 6 6 7 8 8
Theo bảng 3.16 ta thấy rằng số lá của các cây tham gia thí nghiệm so với ban đầu có sự thay đổi.
Số lượng lá của các cây tăng khá nhanh trong giai đoạn 10, 20 ngày. Riêng cây Dong Riềng số lượng lá giảm dần.
Giai đoạn 30 ngày ta thấy có sự phân hóa rõ rệt, số lá của các cây vẫn tăng lên như ở cây Mon Nước từ 5 lá lên 7 lá. Tuy nhiên cây Phát Lộc, cây Dong Riềng có hiện tượng giảm số lượng lá cụ thể là giảm từ 19 lá xuống còn 17 ở cây Phát Lộc và từ 3 lá xuống 2 lá ở cây Dong Riềng do số lá trên cây có hiện tượng lá vàng, héo úa và rụng. Cây Thủy Trúc và Muống Nhật số lá tăng nhẹ không đáng kể.
Giai đoạn 40 ngày, số lá của các cây thí nghiệm có sự thay đổi. Cây Dong Riềng số lá giảm mạnh từ 2 lá xuống 0 lá do số lượng cá thể cây khơng thích ứng được với mơi trường nền của xỉ than và nước thải sinh hoạt, cây bị chết đi. Cây Phát Lộc số lá giảm nhẹ do lá trên cây bị úa vàng, héo và rụng. Cây Thủy Trúc và Muống Nhật số lá vẫn giữ nguyên không thay đổi. Cây Mon Nước số lá tăng nhẹ.
3.4.4.3. Số rễ và chiều dài rễ của các loại cây thí nghiệm
Rễ cây là bộ phận của cây nằm trong đất, rễ có có 2 dạng rễ chính là rễ cọc và rễ chùm. Rễ có tác dụng hút và vận chuyển các chất khoáng và các chất dinh dưỡng trong đất cung cấp để nuôi dưỡng cho cây. Số rễ và chiều dài của
triển chiều dài của rễ và số rễ ta cũng có thể đánh giá lựa chọn cây trồng để sử dụng phù hợp trong hệ thống ĐNN. Qua thí nghiệm ta thu đươc kết quả sau:
Bảng 3.17. Số rễ và chiều dài của rễ qua thời gian theo dõi thí nghiệm. Cây trồng Số rễ (cái) Chiều dài của rễ (cm) Cây trồng Số rễ (cái) Chiều dài của rễ (cm)
Ban đầu Sau 40 ngày Ban đầu Sau 40 ngày
Thủy Trúc 105 152 25,5 38,2 Dong Riềng 10 4 24,2 10,5 Mon Nước 42 87 19,9 33,5 Phát Lộc 22 48 25,5 33,1 Muống Nhật 12 32 9 15,3
Qua bảng ta thấy sau thời gian thí nghiệm số rễ cây so với ban đầu có sự thay đổi cụ thể là các cây thí nghiệm có cả số rễ và chiều dài rễ đều tăng trong thời gian thực hiện thí nghiệm riêng cây Dong Riềng thì có số rễ giảm cũng như chiều dài rễ giảm do cây khơng thích nghi được và bị chết.
Cây Mon Nước có tổng số rễ tăng từ 42 lên 87 (tăng 45 rễ), chiều dài tăng từ 19,9cm lên 33,5cm (tăng 13,6cm, tốc độ tăng chiều dài rễ đạt 0,34 cm/ngày). Cây Mon Nước là cây có bộ rễ khá dài, ăn sâu xuống dưới đất.
Cây Phát Lộc số rễ phát triển tăng từ 22 lên 48 (tăng 26 rễ), chiều dài rễ tăng từ 25,5cm lên 33,1cm (tăng 7,6cm, tốc độ tăng chiều dài rễ đạt 0,19 cm/ngày).
Cây Thủy Trúc có số rễ tăng sau 40 ngày trồng là 47 rễ (tăng từ 105 rễ lên 152 rễ), chiều dài rễ tăng 12,7cm, tốc độ tăng chiều dài của rễ đạt xấp xỉ 0,32 cm/ngày và cây cũng có bộ rễ dài, dạng rễ chùm, ăn sâu.
Cây Muống Nhật có số rễ tăng từ 12 lên 32 (tăng 20 rễ), chiều dài rễ tăng 6,3cm (tăng từ 9cm lên 15,3cm), tốc độ tăng đạt 0,16 cm/ngày.
Như vậy, Rễ có tác dụng hút và vận chuyển các chất khoáng và các chất dinh dưỡng trong đất cung cấp để nuôi dưỡng cho cây, số rễ và chiều dài của rễ thay đổi theo thời gian và theo mơi trường sống vì vậy dựa vào sự phát
triển chiều dài của rễ và số rễ ta cũng có thể đánh giá lựa chọn cây trồng để sử dụng phù hợp trong hệ thống ĐNN.
Qua các chỉ tiêu về sinh trưởng và phát triển của 5 loại cây trồng tham gia thí nghiệm như chiều cao cây, số lá, biểu hiện kiểu hình của cây cũng như sự phát triển của bộ rễ, ta thấy được sự thích nghi của từng loại cây đối với môi trường nền là xỉ than và nồng độ của nước thải sinh hoạt đầu vào. Trong đó có hai loại cây phát triển tốt nhất là Mon Nước và Thủy Trúc. Vì vậy, tiến hành lựa chọn Mon Nước và Thủy Trúc cho thí nghiệm tiếp theo.
3.5. Khả năng xử lý nƣớc thải của các công thức cây trồng
Để đánh giá khả năng xử lý NTSH của các công thức cây trồng tôi đã xác định hàm lượng của một số chỉ tiêu: BOD5, TSS, COD, amoni (NH4+), nitrit (NO2-), nitrat (NO3-), phốt phát (PO43-), một số chỉ tiêu vật lý như bảng 3.18.
Bảng 3.18. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu lý hố học của nƣớc thải đầu vào thí nghiệm
Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả QCVN 14:2011/ BTNMT, Cột B
pH - 6,73 5 – 9
Màu - Màu nâu hơi sáng,
vẩn đục
-
Mùi - Mùi hôi -
TSS mg/l 850,68 100 COD mg/l 593,68 - BOD5 mg/l 365,11 50 NH4+ mg/l 23,75 10 NO2- mg/l 6,10 - NO3- mg/l <0,01 50 PO43- mg/l 4,31 10
3.5.1. Khả năng xử lý Amoni, Nitrit của các thức cây trồng
Nitơ là một trong những nguyên tố chính của cuộc sống, là thành phần của protein và acid nucleic trong tế bào VSV, động vật và thực vật. Tuy nhiên nếu hàm lượng nitơ trong nước quá cao sẽ gây độc ảnh hưởng đến động vật, con người. Ngoài ra hàm lượng nitơ trong nước quá cao khi thải ra mơi trường ngồi
sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng hóa… Do vậy, cần phải loại bỏ nitơ trong nước thải trước khi thải ra môi trường. Qua thời gian theo dõi thí nghiệm, tiến hành lấy mẫu phân tích ta có kết quả như trong bảng 3.19:
Bảng 3.19. Hàm lƣợng amoni, hiệu suất xử lý amoni sau 5, 10 ngày trồng cây trên vật liệu 4
Công thức Hàm lƣợng NH4+ đo sau (mg/l) QCVN14:2011/ BTNMT, Cột B 5 ngày Hiệu suất % 10 ngày Hiệu suất % Ban đầu 23,75 23,75 10 CT1 (Đối chứng) 13,16 44,59 12,78 46,19 CT2_Mon Nước 11,69 50,77 5,23 77,98 CT3_Thủy Trúc 12,05 49,26 6,08 74,40 CT4_Mon Nước + Thủy Trúc 11,28 52,51 4,11 82,70
Với hàm lượng amoni đầu vào 23,75 mg/l vượt quá tiêu chuẩn cho phép gấp 2,38 lần theo QCVN 14:2011, cột B gây ảnh hưởng lớn đến chất lượng nước. Nhìn vào bảng 3.19 ta thấy ở các công thức trồng cây qua các lần đo hiệu suất xử lý khá tốt, ở lần đo thứ nhất là sau 5 ngày hiệu quả xử lý đạt hiệu suất trong khoảng 49,26% đến 52,51%, nước thải đã giảm từ 23,75 mg/l xuống còn 12,05 mg/l – 11,28 mg/l, cịn tại cơng thức đối chứng mức xử lý đạt hiệu suất 44,59% mức xử lý thấp hơn so với cơng thức có cây, điều này cho thấy việc trồng cây đã có tác dụng, q trình xử lý tốt hơn so với công thức đối chứng tuy nhiên hàm lượng vẫn ở mức cao so với tiêu chuẩn.
Ở lần đo thứ hai là sau 10 ngày quá trình xử lý của cây trồng đạt hiệu suất xử lý cao 74,40% - 82,70%, nước thải ra với hàm lượng amoni thấp, nước thải giảm xuống còn 6,08 mg/l đến 4,11 mg/l, nước thải ra đạt tiêu chuẩn cho phép theo QCVN 14:2011, cột B. Tại công thức đối chứng thì khả năng xử lý khơng tốt bằng các cơng thức có cây, hiệu suất xử lý đạt 46,19%. Từ đó cho thấy khả năng xử lý của xỉ than và các vật liệu lọc khơng có cây khơng tốt
bằng các cơng thức có cây, các cơng thức có cây hiệu quả xử lý cao hơn, nước thải giảm xuống gấp nhiều lần, đạt yêu cầu trước khi thải ra môi trường. Mức giảm của nước thải ngồi phụ thuộc vào khả năng hút của cây cịn phụ thuộc vào thời gian lưu nước, nước được lưu lâu hiệu suất xử lý càng cao.
Công thức xử lý amoni tốt nhất là CT4_Mon Nước + Thủy Trúc. Hàm lượng đầu vào là 23,75 mg/l sau 5 ngày xử lý giảm xuống còn 11,28 mg/l, tương ứng với hiệu suất xử lý là 52,51% cao hơn so với CT1_đối chứng, và hai cơng thức cịn lại. Sau 10 ngày xử lý hàm lượng Amoni giảm 4,11mg/l, tương ứng hiệu suất xử lý 82,70% cao hơn so với CT1_đối chứng là 36,51%. Nguyên nhân là do có sự cộng hưởng qua lại giữa các cây cũng như sự hấp phụ của xỉ than và các vật liệu lọc làm cho khả năng xử lý được tốt hơn.
Nếu xét riêng từng cây ta thì cơng thức xử lý amoni tốt nhất là CT2_Mon Nước. Hàm lượng ban đầu là 23,75 mg/l sau 5 ngày xử lý giảm xuống còn 11,69 mg/l, tương ứng với hiệu suất xử lý là 50,77%. Sau 10 ngày xử lý hàm lượng amoni giảm còn 5,23 mg/l so với ban đầu, tương ứng với hiệu suất xử lý là 77,98% cao hơn 31,79% về hiệu suất xử lý so với CT1_đối chứng. CT3_Thủy Trúc, hiệu quả xử lý thấp hơn so với CT2_Mon Nước, nhưng không đáng kể, hiệu suất xử lý vẫn cao đạt 49,26% sau 5 ngày và 74,4% sau 10 ngày xử lý.