CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.8. Nghiên cứu liên quan về thử nghiệm độc tính nguồn nước
1.8.1. Các nghiên cứu trên thế giới
Năm 2001, Carlos E. Gomez Liliana Contento Andres và cs đã công bố nghiên cứu “Các xét nghiệm độc tính để đánh giá việc loại bỏ các chất ô nhiễm
trong quá trình xử lý nước thải và chất lượng nước tiếp nhận” tại Argentina [32],
xứ lý nước thải của ngành cơng nghiệp hóa dầu và đơc tính của các nước thải cơng nghiêp đươc xử lý khác nhau ở khu vực đô thị Buenos Aires và vùng nước tiếp nhận. Nghiên cứu này đã sử dụng các chủng vi sinh vật Daphnia Magna và Ceriodaphnia
dubia, D. magna, Spirillum volutans và Scenedesmus spinosus. Phân tích hóa học cho
thấy việc loại bỏ các hợp chất hydrocarbon thơm (benzene, toluene, ethylbenzene, xylene, styrene và naphthalene) từ các dòng thải đạt hiệu quả 77% - 93%, nhưng việc loại bỏ đơc tính lại đạt kết quả rất thấp: nước thải trước và sau xử lý đều ở mức độc cấp tính (TUa > 3). Các thơng số hóa lý được đo theo các quy định hiện hành của Argentina cho thấy nước thải cơng nghiệp (ví dụ như từ ngành cơng nghiệp dệt và giấy) nằm trong khuôn khổ hướng dẫn đã được thiết lập, nhưng 25% mẫu ở mức độc vừa phải đến đơc tính cao (TUa > 1,33). Tuy nhiên, đối với nguồn nước tiếp nhận, xét nghiệm độc tính ở mức vừa phải đến rất độc. Kết quả cho thấy nhu cầu rất lớn bao gồm các xét nghiệm độc tính của nước xả thải, và các ảnh hưởng của chúng đối với việc tiếp nhận nước của Argentina.
Tiếp đó, nghiên cứu “Đánh giá độc tính của nước thải nhà máy chế biến thủy
sản Đại Tây Dương Canada” của nhóm tác giả Bryan Lee Jamieson và cs vào năm
2007 [30] với mục tiêu nhằm thực hiện đánh giá độc tính thủy sinh cấp tính trên các mẫu nước thải đươc lựa chọn từ các nhà máy chế biến hải sản của Đại Tây Dương Canada. Độc tính nước thải chưa xử lý của cá dẹt và cá hồi được đánh giá bằng cách sử dụng xét nghiệm gây chết cấp tính và xét nghiệm MicrotoxTM. Hiệu quả của việc xử lý tuyển nổi khí hịa tan (DAF) trong việc loại bỏ độc tính cấp tính khỏi các chất thải này được đánh giá bằng xét nghiệm MicrotoxTM. Khi đánh giá độc tính của nước thải cá hồi bằng phương pháp sử dụng cá hồi cầu vồng thì khơng thu được kết quả, trong khi đó, nước thải cá dẹt có mức độ độc tính cấp tính được đo bằng Microtox test IC50 là 38,84%. Sau khi được xử lý với DAF, giá trị IC50 của nước thải cá dẹt, cá hồi tương ứng là 20% và 26%. Những phát hiện của nghiên cứu này chỉ ra rằng tất cả các mẫu nước thải đã qua xử lý đều có khả năng làm suy giảm mức độ độc tính cấp tính cho nguồn nước tiếp nhận, và được chứng minh rõ ràng với hai dòng nước thải cá dẹt và cá hồi. Áp dụng xử lý DAF đã thành công trong việc tăng đáng kể các giá
trị MicrotoxTM IC50, do đó làm giảm độc tính cấp tính, nhưng khơng thể loại bỏ hồn tồn độc tính cấp tính.
Nghiên cứu “Quan trắc và xác định độ độc nước thải trực tuyến nhằm tối
ưu hóa kỹ thuật và chi phí vận hành hệ thống xử lý nước thải” của Karl-Ulrich Rudolph và cs được công bố vào năm 2015 [17]. Nội dung nghiên cứu này là sử
dụng thiết bị quan trắc trực tuyến và truyền tải dữ liệu từ xa cho việc kiểm soát chất lượng nước thải, bao gồm các thiết bị phân tích độ độc, tổng carbon hữu cơ và amoni. Các kết quả nghiên cứu cho thấy thiết bị “Quick TOC Ultra” được sử dụng nhằm phát hiện ô nhiễm hữu cơ với tần suất đo 5 phút/ lần; thiết bị “AmMonitor” đo amoni cho kết quả trùng khớp với phương pháp đo quang phổ dựa trên tiêu chuẩn DIN. Bên cạnh đó thiết bị Nitritox cũng phát hiện được độc tính của mẫu nước thải tại KCN Trà Nóc có độ độc > 60%, đây là những mẫu có nồng độ Cr và Zn cao. Ngồi ra, nghiên cứu cũng cho thấy mối quan hệ giữa độ độc và TOC, tức là nước thải độc hại sẽ gây ức chế các quá trình phân hủy sinh học làm cho nồng độ TOC tăng cao.
Năm 2016, Ferdinand Friedrichs và cs đã có nghiên cứu “Sự có mặt của các
chất độc hại ức chế q trình nitrat hóa trong nước thải các khu cơng nghiệp Việt Nam” với mục đích khảo sát sự có mặt của các chất độc trong nước thải của 2
khu công nghiệp và một nhà máy bằng hệ thống thiết bị phân tích di động với thơng số chính là độ độc [28]. Ngồi nước thải tại các nhà máy xử lý tập trung, nước thải trong các hệ thống thoát nước và nước thải đầu vào, đầu ra của nhà máy Groz-Beckert cũng được quan trắc nhằm đánh giá hiệu quả của quá trình loại bỏ kim loại nặng. Các kết quả quan trắc cho thấy các chất độc hại ức chế quá trình nitrate xuất hiện trong cả hai khu công nghiệp. Độ độc trong nước thải của nhà máy xử lý nước thải khu công nghiêp Nam Sách là 60% và sự ức chế quá trình phân hủy hợp chất hữu cơ trong nước thải diễn ra trong 3 ngày. Kết quả quan trắc độc chất tự động tại nhà máy xử lý nước thải khu công nghiêp Hòa Cầm tại miền Trung cũng cho thấy các chất độc ức chế q trình nitrat hóa có độ độc 50%. Cuối cùng là kết quả quan trắc tại nhà máy Groz- Beckert cho thấy kim loại nặng đã bị loại bỏ hoàn toàn, kết quả này cũng phù hợp với kết quả phân tích ICP.
Ngồi ra, cùng năm 2016, Ferdinand Friedrichs và cs cũng cho ra nghiên cứu
“Kiểm tra độc tính theo thời gian nhằm xác định nguồn gây ô nhiễm trong nước thải công nghiệp” vời mục tiêu tối ưu hóa q trình xử lý cũng như xác định các
nguồn gây ô nhiễm nước thải cơng nghiệp thơng qua q trình quan trắc nước thải cơng nghiệp sử dụng các q trình kiểm tra độc tính theo thời gian [25]. Nội dung nghiên cứu này là sử dụng thiết bị phịng thí nghiệm di động (Mobilab) để xác định các thơng số như độc tính, TOC, TNb, COD, NH4, TSS… độ đục và nhiệt độ của nước thải tại KCN nằm tại tỉnh Quảng Nam, trong đó thơng số độc tính của nước được chú ý hàng đầu. Thông qua các quá trình lấy mẫu từ 16 – 26/10, từ 17 – 28/11/2015 tại Mobilab và kiểm tra độc tính của nước bằng q trình nitrat hóa sử dụng vi khuẩn Nitrosomonas trên thiết bị Nitritox, nghiên cứu đã xác định được độc tính của nước thải tại nhà máy xử lý nước thải của KCN Groz-Beckert có chỉ số giảm từ 76% đến 0% sau khi được xử lý.
Theo nghiên cứu “Đánh giá độc tính trong nước thải cơng nghiệp xử lý bằng
các quá trình sinh học sử dụng vi khuẩn phát quang” của Diana C. Rodriguez
và cs cũng vào năm 2016 [26], đối tượng nghiên cứu là 2 mẫu nước thải: một là nước từ việc rửa xe, thiết bị, thùng và bao bì chứa các sản phẩm thịt; hai là từ nước ngưng tụ sinh ra khi chuyển đổi nguyên liệu thành bột, chất béo cho thức ăn động vật. Độc tính được đánh giá trước và sau xử lý để xác định hiệu quả hoạt động của hệ thống SBR. Trong nghiên cứu này, các phép thử độc tính được thực hiện bằng cách sử dung vi khuẩn phát quang V. fischeri, độc tính có thể được phân loại: độc hại cao nếu EC50 < 60%; độc hại nhẹ nếu 60% < EC50 < 82%; và không độc nếu EC50 > 82% hoặc khi độ luminance giảm. Kết quả cho thấy nước thải trước khi xử lý có độc tính cao (EC50 < 60%). Cụ thể, nước rửa cho thấy EC50 18,1% trong khi nước ngưng tụ có EC50 5,9%, trong đó nồng độ trung bình là 365,14mg/l và 615,54mg/l của N-NH4+ và pH là 6,11 và 9,64. Theo pKa, tỷ lệ NH3 đến NH4+ phụ thuộc chủ yếu vào pH, mà nồng độ N-NH3 của nước rửa và nước ngưng tụ là 0,324 và 532,67mg/l. Khi ammonia tự do lớn hơn 0,2mg/l, sẽ gây tử vong ở một số loài cá, do thiệt hại sinh lý liên quan đến nồng độ amoni cao. Từ đó, nếu nước thải chưa qua xử lý mà thải ra môi trường sẽ
gây ảnh hưởng cho nguồn tiếp nhận, vì vậy, viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia (NSA) ở Hoa Kỳ không cho phép các giá trị cao hơn 0,02mg/l. Tỷ lệ độc tính của hai loại nước được nghiên cứu có thể được coi là cực kỳ cao. Trái ngược với thử nghiệm ban đầu, kết quả của mẫu nước thải sau khi xử lý cho thấy có ít hoặc khơng có độc tính (EC50 > 82%).