Thí nghiệm 4 xử lý nước bằng lọc sỏi, cát và xỉ than có bở sung SANBOS để xử lý nước mưa chảy tràn lẫn phân cò vạc
Biện pháp đƣợc đề xuất là xử lý nƣớc mƣa chảy tràn lẫn phân cò từ Đảo Cò xuống hồ bằng lọc sỏi, xỉ than, cát vàng có bổ sung SANBOS. Thí nghiệm đƣợc thực hiện tại Hà Nội nhƣ sau:
Một hộp gỗ có chiều dài 240cm, rộng 60cm, cao 50cm đƣợc chia làm ba ngăn, mỗi ngăn có kích thƣớc nhƣ sau: 80cm x 80cm x 80cm (tính theo chiều dài). Ngăn 1 nƣớc có chứa phân cị theo tỷ lệ: 200 gam phân cị vạc hịa trong 50 lít nƣớc sạch, ngăn 2 chứa sỏi, xỉ than và cát vàng, ngăn 3 chứa nƣớc sau khi đã xử lý qua ngăn 2. Hóa chất SANBOS đƣợc bổ sung vào ngăn thứ 2 với liều lƣợng 30 gam xử lý cho 50 lít nƣớc thải (liều lƣợng khuyến cáo của nhà sản xuât là 600g xử lý cho 1000 lít nƣớc thải) [46]. Tiến hành lấy mẫu ngăn 1 và ngăn 3 phân tích xác định hiệu quả thí nghiệm. Các chỉ tiêu đƣợc phân tích là SS, BOD5, COD, pH, Pts, Nts, NH4+, NO3-.
Hoạt động của hệ thống: Đổ nƣớc đã pha phân cò vạc vào ngăn 1, từ đây nƣớc đƣợc ngấm dần qua ngăn 2 để sang ngăn 3 (các ngăn đƣợc ngăn cách với nhau
thời gian 3 ngày, 5 ngày trong các trƣờng hợp không bổ sung và có bổ sung SANBOS. Hai thí nghiệm này đƣợc tiến hành cách nhau 3 ngày, thí nghiệm khơng bổ sung SANBOS đƣợc tiến hành trƣớc, sau đó tiến hành thí nghiệm có bổ sung SANBOS bằng cách thay lớp lọc sỏi, xỉ than, cát vàng trong ngăn 2 bằng lớp lọc sỏi, xỉ than và cát vàng mới.
Hình 2.4. Sơ đồ mơ hình bố trí thí nghiệm xử lý nƣớc bằng lọc sỏi, xỉ than, cát
Hình 2.5. Mơ hình thí nghiệm xử lý nƣớc bằng phƣơng pháp lọc sỏi, xỉ than, cát
Giới thiệu về hóa chất SANBOS
SANBOS là sản phẩm của công ty SANBOS GmbH Geraer Strasse 14 D- 06712 Drossdorf CHLB Đức hiện nay sản phẩm này đƣợc bán tại thị trƣờng Việt Nam và đã đƣợc ứng dụng thành cơng trong nhiều cơng trình xử lý nƣớc thải ở Việt
80cm 80cm 80cm Ngăn 3 Ngăn 2 Ngăn 1 Sỏi than Xỉ Cát Nƣớc sau khi xử lý Nƣớc có chứa phân cị
Nam, nhƣ xử lý nƣớc thải nhà máy sản xuất sữa tƣơi Mộc Châu và nhà máy sữa TH True Milk và cho kết quả khả quan.
SANBOS là một hỗn hợp của các chất vô cơ dễ hấp thụ, muối kim loại và polymers hữu cơ. SANBOS đƣợc sử dụng trong xử lý nƣớc thải để loại bỏ các chất không cần thiết mà không thể phân huỷ sinh học đƣợc và tồn tại ở nồng độ thấp trong nƣớc thải. SANBOS có khả năng kết tủa và keo tụ. Trong xử lý nƣớc thải các sản phẩm này đƣợc sử dụng chủ yếu để loại bỏ các chất keo mịn phân tán và phân huỷ các chất hữu cơ [46]. Điều này cho phép nồng độ COD, BOD các chất trong nƣớc thải đầu vào và nƣớc thải sau xử lý sơ cấp giảm rõ rệt. Sản phẩm này đƣợc ứng dụng để:
Giảm hàm lƣợng BOD, COD trong nƣớc thải Nâng cao hiệu quả xử lý của thiết bị làm sạch nƣớc
Loại bỏ các chất keo gây phân tán và các các chất hữu cơ
Xử lý nƣớc thải có chứa các chất tẩy rửa và các chất hoạt động bề mặt. Với đặc tính ƣu việt của chế phẩm SANBOS nhƣ vậy, đề tài đã chọn chế phẩm này tiến hành thử nghiệm khả năng xử lý nƣớc mƣa chảy tràn lẫn phân cò, vạc từ Đảo Cò xuống hồ An Dƣơng.
Thí nghiệm 5 xử lý nước bằng lọc sỏi, cát và xỉ than có bổ sung EM để xử lý nước mưa chảy tràn lẫn phân cò vạc
Vi sinh vật hữu hiệu - Efective microorgannisms (EM) là tập hợp các loài vi sinh vật có ích (vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, xạ khuẩn, nấm mốc) sống cộng sinh trong cùng mơi trƣờng [28]. Có thể áp dụng chúng nhƣ là một chất cấy nhằm tăng cƣờng tính đa dạng vi sinh vật đất, bổ xung các vi sinh vật có ích vào mơi trƣờng tự nhiên, giảm thiểu sự ô nhiễm môi trƣờng do các vi sinh vật có hại gây ra. Kết quả là có thể cải thiện chất lƣợng và làm tốt đất, chống bệnh do vi sinh vật và tăng cƣờng hiệu quả của việc sử dụng chất hữu cơ của cây trồng.
Công nghệ EM do Giáo sƣ - Tiến sĩ Higa - Trƣờng Đại học Tổng hợp Ruykyus, Okinawa, Nhật Bản sáng tạo ra và đƣợc áp dụng vào thực tiễn vào đầu năm 1980. Trong chế phẩm EM có khoảng 80 loài vi sinh cả kỵ khí và hiếm khí
thuộc 10 chi khác nhau. Chúng bao gồm các vi khuẩn quang hợp (tổng hợp ra các chất hữu cơ từ CO2 và H2O), vi khuẩn cố định Nitơ (sử dụng chất hữu cơ của vi khuẩn quang hợp để chuyển nitơ trong khơng khí thành hợp chất nitơ), xạ khuẩn (sản sinh chất kháng sinh ức chế vi sinh vật gây bệnh và phân giải chất hữu cơ), vi khuẩn lactic (chuyển hóa thức ăn khó tiêu thành thức ăn dễ tiêu), nấm men (sản sinh vitamin và các axit amin). Các vi sinh vật trong chế phẩm EM tạo ra một hệ thống vi sinh thái với nhau, chúng hỗ trợ lẫn nhau, cùng sinh trƣởng và phát triển.
Hiện nay, chế phẩm EM đƣợc sử dụng trong nhiều lĩnh vực, trong lĩnh vực môi trƣờng EM đƣợc dùng để xử lý nƣớc thải chăn nuôi, làm sạch môi trƣờng nƣớc hồ nuôi tôm, EM cũng đƣợc dùng để xử lý rác thải và xử lý nƣớc hồ nói chung, do chế phẩm vi sinh EM có những đặc tính ƣu việt nhƣ vậy nên đề tài đã lựa chọn chế phẩm EM để xử lý nƣớc mƣa chảy tràn lẫn phân cò vạc Đảo Cò xuống hồ An Dƣơng, các chủng vi sinh trong EM vừa có tác dụng xử lý các chất hữu cơ trong phân cị vừa có tác dụng khử mùi hơi của phân cị tạo điều kiện cảnh quan phát triển du lịch Đảo Cò.
Chế phẩn EM đƣợc bổ sung vào ngăn 2 (ngăn có sỏi, xỉ than và cát vàng). EM đƣợc dùng ở đây là EM thứ cấp đƣợc pha theo tỷ lệ:
EM 5%
Rỉ đƣờng (hoặc đƣờng nâu) 5%
Nƣớc sạch 90%
Thí nghiệm đƣợc tiến hành tƣơng tự nhƣ thí nghiệm dùng SANBOS. Dùng 0,05 lít EM bổ xung vào hệ thống ngăn lọc 2 (liều lƣợng khuyến cáo của nhà sản xuất là 1/1000 so với lƣợng nƣớc thải) [28], phân tích mẫu nƣớc trƣớc khi xử lý và sau 3 ngày, 5 ngày trong các trƣờng hợp có bổ sung EM và không bổ sung EM vào ngăn 2 để xác định hiệu quả thí nghiệm.
2.2.5. Thu mẫu ngồi hiện trƣờng và phân tích mẫu trong phịng thí nghiệm
a, Mẫu đất Đảo Cò
khi lấy xong đƣợc bảo quản trong túi nilon, sau đó đƣợc chuyển về phịng phân tích. Các chỉ tiêu đƣợc lựa chọn phân tích mẫu đất bao gồm pHKCl, hàm lƣợng mùn và hàm lƣợng tổng số các chất dinh dƣỡng N, P, K, hàm lƣợng Cd trong đất.
- Xác định pHKCl bằng máy đo pH meter.
- Xác định hàm lƣợng mùn theo phƣơng pháp Wallkley - Black. - Xác định Nitơ tổng số theo phƣơng pháp Kjendhal.
- Xác định Photpho tổng số theo phƣơng pháp so màu xanh molypden. - Xác định Kali tổng số theo phƣơng pháp quang kế ngọn lửa.
- Xác định Cd theo phƣơng pháp hấp thụ nguyên tử
b, Mẫu nước hồ An Dương
Các mẫu nƣớc đƣợc lấy theo TCVN 5994 - 1995, lấy vào thời điểm mùa mƣa (tháng 6/2011) và mùa khô (tháng 12/2011), tại mỗi vị trí lấy mẫu, các mẫu nƣớc đƣợc lấy ở 3 tầng khác nhau sau đó đƣợc trộn đều để có mẫu chung, các mẫu nƣớc đƣợc bảo quản trong chai nhựa sau đó đƣợc chuyển về phịng thí nghiệm tiến hành phân tích.
Các chỉ tiêu đƣợc lựa chọn phân tích mẫu nƣớc bao gồm: pH, nhu cầu oxy sinh hóa BOD5, nhu cầu oxy hóa học COD, hàm lƣợng chất rắn lơ lửng SS, nitơ
tổng số Nts, phốtpho tổng số Pts, hàm lƣợng amoniac NH4+, hàm lƣợng nitrat NO3-
. - Chỉ tiêu pH đƣợc đo ngay tại hiện trƣờng.
- Phân tích COD đƣợc tiến hành nhờ chất oxy hóa là K2Cr2O7 dƣ và lƣợng Cr2O72- dƣ đƣợc chuẩn độ bằng dung dịch muối Mohr.
- Xác định BOD5 bằng phƣơng pháp đo hàm lƣợng DO ngày đầu và sau 5 ngày ở điều kiện nhiệt độ ổn định 200C trong thời gian 5 ngày trong tủ điều nhiệt.
- Các chỉ tiêu Pts, NH4+, NO3- đƣợc xác định bằng phƣơng pháp so màu. - Chỉ tiêu Nts đƣợc xác định theo phƣơng pháp Kjendhal.
2.2.6. Tổng hợp và phân tích số liệu
Cho đến nay đã có một số tài liệu, số liệu về thành phần loài chim và môi trƣờng của khu vực nghiên cứu. Do các tài liệu, số liệu từ nhiều nguồn khác nhau, từ những nghiên cứu sơ bộ đến chi tiết của các cá nhân, tập thể vào những thời điểm khác nhau do đó có sự khác nhau khá lớn về mức độ phân tích thành phần số lƣợng loài chim cƣ trú cũng nhƣ hiện trạng mơi trƣờng khu vực nghiên cứu. Mục đích của phƣơng pháp này là: (i) Hệ thống hóa các tài liệu, số liệu rời rạc sẵn có theo định hƣớng nghiên cứu. (ii) Phân tích, đánh giá những tài liệu, những nhận xét phù hợp nhất.
Chƣơng 3 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. NHỮNG NGUYÊN NHÂN CHÍNH LÀM SUY GIẢM CHẤT LƢỢNGMƠI TRƢỜNG ĐẤT ĐẢO CỊ, NƢỚC HỒ AN DƢƠNG 3.1.1. Hoạt động cƣ trú của cò và vạc
Đảo Cò là nơi tập trung của một số lƣợng lớn cá thể cò vạc, hoạt động cƣ trú của đàn cò vạc này gây ra một số vấn đề môi trƣờng do phân và chất thải của chúng, vi trùng và kí sinh trùng sống kí sinh trên cơ thể cị vạc, xác cị vạc chết.
Bằng trực quan, đầu tiên có thể thấy là vấn đề phân và chất thải của cò gây ảnh hƣởng đến mơi trƣờng khơng khí, ảnh hƣởng đến hoạt động du lịch Đảo Cò.
Thức ăn chủ yếu của cò vạc là cá, ếch nhái và một số động vật thủy sinh khác. Tùy vào đặc điểm nguồn thức ăn, trong phân cị vạc có chứa một lƣợng lớn các chất dinh dƣỡng N, P, K. Với số lƣợng đàn cò vạc lớn nhƣ vậy, lƣợng chất thải một phần đọng lại trên lá cây còn phần lớn rơi xuống đất. Khi mƣa xuống, phân cò vạc sẽ theo nƣớc mƣa trôi xuống hồ làm suy giảm chất lƣợng mơi trƣờng nƣớc. Bình qn một con cị và vạc thải ra khoảng 10kg phân/năm [36], theo quy luật hoạt động của đàn cò là đi kiếm ăn vào ban ngày và đến tối quay về tổ, với đàn vạc thì ngƣợc lại, vì vậy tính trung bình thời gian mà cò và vạc ở đảo là 12 giờ, nhƣ vậy với 20.000 con cị và vạc thì lƣợng phân mà chúng thải ra hàng năm khoảng 100.000 kg/năm.
Lƣợng N, P, K tổng số trung bình trong phân cị vạc lần lƣợt là 1,75% (N), 2% (P2O5) và 1,25% (K2O) [36]. Nhƣ vậy hàng năm có khoảng 1.750 kg nitơ, 2.000 kg kali và 1.250 kg phốtpho đƣợc thải ra, nếu khơng có biện pháp xử lý sẽ dẫn đến nguy cơ gây phú dƣỡng nƣớc hồ An Dƣơng.
3.1.2. Hoạt động dân sinh
Theo điều tra, nƣớc thải sinh hoạt của cả 27 hộ dân với 160 nhân khẩu sống xung quanh hồ đều đƣợc đổ trực tiếp vào hồ. Bên cạnh đó hồ cịn tiếp nhận gián tiếp NTSH của các hộ dân thôn Triều Dƣơng và phần lớn thơn An Dƣơng ở phía trên qua kênh tiêu chảy vào hồ ở cống vào phía Tây Bắc.
Bảng 3.1. Tải lƣợng các chất ô nhiễm do 1 ngƣời thải ra trong một ngày TT Chất ô nhiễm Khối lƣợng (g/ngƣời/ngày)
1 SS 70 – 145 2 BOD5 45 – 54 3 COD 72 – 102 4 Amôni 2,4 - 4,8 5 Tổng N 6 – 12 6 Tổng P 0,8 - 4,0 Nguồn: WHO, 1993
Nhƣ vậy với 160 nhân khẩu hằng ngày thải xuống hồ An Dƣơng khoảng: 11.200 - 23.200g SS; 7.200 - 8.640g BOD5; 11.520 - 16.320g COD; 384 - 768g NH4+; 960 - 1.920g Nts; 128 - 640g Pts. Lƣợng nƣớc thải trực tiếp từ 27 hộ dân sống xung quanh hồ và nguồn thải từ các khu vực dân cƣ khác xâm nhập vào hồ là nguồn gây suy giảm chất lƣợng nƣớc hồ.
3.1.3. Hoạt động du lịch
Nguồn gây ô nhiễm từ hoạt động du lịch bao gồm: chất thải và rác thải của khách du lịch, nƣớc thải của nhà nổi phục vụ ăn uống cho khách du lịch, chất thải của ngƣời bán hàng tại khu vực bến thuyền.
Theo điều tra, trên khu vực đất liền khơng có khu vệ sinh phục vụ du khách do vậy phần lớn chất thải của khách du lịch đều đƣợc thải xuống hồ. Đây là một nguy cơ lớn làm suy giảm chất lƣợng nƣớc hồ.
Hiện nay trong khu vực hồ An Dƣơng chỉ có duy nhất nhà nổi phục vụ nhu cầu ăn uống cho khách du lịch. Trong quá trình hoạt động, nhà hàng này thải ra một lƣợng lớn NTSH, chất thải của du khách và ngƣời phục vụ trên nhà nổi cùng với rác thải sẽ gây ô nhiễm môi trƣờng nƣớc khu vực xung quanh.
Theo quan sát tại khu vực bến thuyền phục vụ du khách tham quan Đảo Cị, trên mặt nƣớc có rất nhiều rác thải do khách du lịch và ngƣời bán hàng thải xuống
hồ. Sự xả thải này không những làm suy giảm chất lƣợng nƣớc tại khu vực này mà còn làm mất mỹ quan chung của cả khu vực du lịch Đảo Cò.
Hồ An Dƣơng từ lâu đã là điểm đến yêu thích của những ngƣời câu cá chuyên nghiệp do ở đây có nhiều loài cá to, quý hiếm. Theo quan sát của chúng tôi, không kể các điểm rải rác ở ven hồ thì tại lều câu ở phía Đơng Nam hồ và khu vực nhà nổi thƣờng xuyên có một lƣợng ngƣời câu cá tập trung đặc biệt là vào dịp cuối tuần. Chất thải, rác thải của những ngƣời câu cá thải xuống hồ cùng với các loại mồi câu (ốc, tơm, thính…) là nguồn ơ nhiễm làm suy giảm chất lƣợng nƣớc tại các điểm này.
Trong nhƣ̃ng năm gần đây , trung bình mỗi năm Đảo Cò đón tiếp khoảng 20.000 lƣợt khách du li ̣ch đến thăm quan. Giả sử thời gian thăm quan tại khu vực là 12h, kết hợp với bảng 3.1, với 20.000 lƣợt khách/năm thì trung bình một năm có 700 - 1.450 kg TSS; 450 - 540 kg BOD5; 720 - 1.020 kg COD; 24 - 48kg NH4+; 60 - 120kg tổng Nitơ và 8 - 40kg tổng Photpho đƣợc thải ra tại đây.
Theo ƣớc tính chung, mỗi ngƣời thải ra khoảng 0,4 - 0,5 kg/ngày, với thời gian thăm quan trung bình tại khu vực Đảo Cị là 12h, thì khối lƣợng chất thải rắn sinh hoạt hàng năm sẽ là 4.000 - 5.000 kg/năm. Nhìn chung chất thải rắn sinh hoạt này chủ yếu là: rác thực phẩm, chai nhựa, túi nilon, giấy...
3.1.4. Hoạt động nông nghiệp
a, Trồng trọt
Theo điều tra hồ An Dƣơng là nơi tiếp nhận nƣớc từ cánh đồng Đống Trâu, đặc biệt là vào mùa mƣa toàn bộ lƣợng nƣớc từ cánh đồng này đƣợc tháo xuống hồ để tránh ngập úng. Do vậy, lƣợng tồn dƣ thuốc BVTV và phân bón sẽ theo dịng nƣớc vào hồ.
Bảng 3.2. Tải lƣợng của các nguồn ô nhiễm không xác định TT Chỉ tiêu TT Chỉ tiêu Đất nông nghiệp (đồng ruộng) vị: kg/km2 .ngày 1 BOD5 12 2 SS 1500 3 Nts 19 4 Pts 0,2
Nguồn: Hướng dẫn quy hoạch tổng hợp hệ thống cống rãnh đối với lưu vực, Hội cống rãnh Nhật Bản, 1997. [32]
Với cánh đồng Đống Trâu rộng 36ha [30] thì mỗi ngày đã phát sinh lƣợng chất thải: 4,32kg BOD5; 540kg SS ; 6,84kg Nts; 0,072kg Pts. Nhƣ vậy có thể thấy
lƣợng chất ô nhiễm từ đồng ruộng là tƣơng đối lớn, vào mùa mƣa một lƣợng lớn chất ơ nhiễm này theo dịng nƣớc vào hồ An Dƣơng là nguy cơ suy giảm chất lƣợng nƣớc hồ.
(+) Chăn nuôi
Theo điều tra, tỷ lệ các hộ dân trong xã đã xây hầm chứa Biogas để xử lý chất thải chăn nuôi đạt 60%, số các hộ dân thu gom chất thải chăn ni để bón cho cây