CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.6 Các công trình nghiên cứu về tảo Chlorella sp
Chlorella sp. là một loài tảo có thành phần dinh dưỡng cao, mỗi tảo là một tế bào hiển vi sống trong môi trường nước và thực hiện quá trình dinh dưỡng CO2 cũng như các muối khoáng qua toàn bộ bề mặt tế bào. Trong tế bào có sự hình thành chất dinh dưỡng mới cũng như việc sử dụng ngay chất dinh dưỡng ấy cho quá trình sinh trưởng và sinh sản (Trương Văn Lung, 2004). Nhận thấy được điều đó nên đã có nhiều nước trên thế giới tiến hành nuôi tảo Chlorella sp. để chiết suất thu các chất có giá trị về kinh tế và y học...như Mỹ, Nhật, Đài Loan. Những năm 1977 Đài Loan có hơn 30 cơ sở sản xuất Chlorella sp. với sản lượng trên 1000 tấn, phần lớn được dùng làm thực phẩm bổ dưỡng, với bốn kiểu nuôi trồng chính là: ao lộ thiên có khấy đảo, ao lộ thiên có dòng chảy, nuôi cấy chìm trong bể lên men kín và kết hợp giữa một ao lộ thiên với một bể lên men kín (Trương Văn Lung, 2004).
Tảo Chlorella sp. là một loài tảo có giá trị dinh dưỡng lớn, kỹ thuật nuôi đơn giản, thời gian sản xuất hầu như quanh năm, đặc biệt có khả năng hấp thu các chất dinh dưỡng như đạm và lân rất tốt (Trần Đình Toại và Châu Văn Minh, 2005),…nên ngoài nuôi tảo Chlorella sp. để thu sinh khối và chiết suất lấy chất dinh dưỡng, thì trong thời gian gần đây đã có nhiều nhà khoa học tiến hành nghiên cứu nuôi tảo này bằng nhiều nguồn nước thải khác nhau để tìm ra một biện pháp sinh học xử lý nước thải nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước.
Nhằm đánh giá sự phát triển và khả năng loại bỏ N, P, COD và tổng các ion kim loại trong nước thải của tảo lục Chlorella sp. Liang Wang đã tiến hành công trình nghiên cứu “Nuôi tảo Chlorella sp. trong nuồn nước thải khác nhau từ nhà máy xử lý nước thải đô thị” ở Saint Paul, Minnesota vào năm 2009. Với 4 loại nước thải: nước thải trước khi xử lý (loại 1), nước thải sau khi xử lý (loại 2), nước thải bể bùn sau khi kích hoạt (loại 3), nước thải phát sinh quá trình ly tâm bùn (loại 4) trong dòng chảy của nhà máy xử lý nước thải đô thị thì tốc độ tăng trưởng trung bình của tảo Chlorella sp. ứng với tỷ lệ loại bỏ N-NH4+ là 82,4%, 74,7%, và 78,3% tương ứng đối với nước thải 1, 2, 4. Trong nước thải loại 3 thì 62,5% của NO3- với hình thức N vô cơ đã được loại bỏ gấp 6,3 lần của NO2- được tạo ra.
Tương ứng với nước thải dạng 1, 2, 4 có 83,2%, 90,6%, và 85,6% phosphor đã được loại bỏ. Với kết quả của nghiên cứu này cho thấy nuôi trồng tảo trong môi trường giàu dinh dưỡng sẽ cung cấp một lựa chọn mới cho việc áp dụng quá trình nuôi tảo trong môi trường nước thải để quản lý, phục vụ vai trò kép của việc làm giảm chất dinh dưỡng trong nước thải và thu sinh khối tảo.
15
Để khảo sát khả năng lọc chất thải hữu cơ trong nước thải từ quá trình chăn nuôi lợn cùng với sự sinh trưởng và phát triển của tảo Chlorella sp. và Daphnia sp. nên Võ Thị Kiều Thanh và ctv. ở Viện Sinh học nhiệt đới (thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam) đã tiến hành nghiên cứu “Ứng dụng tảo Chlorella sp.
và Daphnia sp. lọc chất thải hữu cơ trong nước thải từ quá trình chăn nuôi lợn sau xử lý bằng UASB” tại trại chăn nuôi lợn Đồng Hiệp, thành phố Hồ Chí Minh. Mẫu nước thải sau khi xử lý yếm khí và hiếu khí có nồng độ COD: 430 mg/L; BOD5: 174 mg/L; TN: 538 mg/L; TP: 191 mg/L được pha loãng 4 lần với nước máy đem nuôi tảo 9 ngày, ở điều kiện ánh sáng 1000 lux, nhiệt độ 28oC sinh khối tảo đạt 107 tế bào/mL, nồng độ COD trong nước thải từ quá trình chăn nuôi lợn giảm 65,8
88,2%; BOD5 giảm 61,4 84%; TN giảm 87,4 90,18% đạt tiêu chuẩn xả thải của Việt Nam; chỉ có nồng độ TP có hiệu quả xử lý là 47,7 56,15%, nhưng nồng độ còn lại cao 18,9 100 mg/L chưa đạt tiêu chuẩn xả thải của Việt Nam. Mẫu nước thải từ quá trình chăn nuôi lợn sau khi nuôi tảo 9 ngày trong bố trí thí nghiệm trên đem nuôi 10 Daphnia (0 24 giờ tuổi)/500 mL, Sau 16 ngày nuôi Daphnia sp. trong nước thải đã nuôi tảo Chlorella sp. 9 ngày, hàm lượng COD, BOD5 giảm không đáng kể, nitơ tổng và phosphor tổng số còn lại lần lượt là 5 mg/L và 3,39 mg/L, tương ứng 94,15% và 80%, đạt tiêu chuẩn đổ ra nguồn nước. Kết quả trên cho thấy tảo Chlorella sp. và Daphnia sp. có khả năng lọc nước thải và khử mùi rất hiệu quả.
Theo Lê Hữu Nhân (2009) nghiên cứu khả năng “sử dụng nước thải từ hầm ủ biogas để nuôi tảo Chlorella được xác định qua 2 thí nghiệm. Trong thí nghiệm 1 xác định nồng độ nước thải từ hầm ủ biogas thích hợp để nuôi tảo Chlorella sp.
với các nghiệm thức sử dụng nước thải có nồng độ đạm lần lượt là: 2 ppmN/ngày, thay đổi (5 ngày đầu: 1 ppmN/ngày; Từ ngày thứ 6 đến ngày thứ 10: 3 ppmN/ngày; Từ ngày thứ 11 đến ngày thứ 16: 2 ppmN/ngày), 1 ppmN/ngày, Wanle (đối chứng). Thời gian thí nghiệm là 7 ngày, mật độ tảo đạt cao nhất là 7,85
± 0,28 triệu tb/mL (ngày thứ 5 của thí nghiệm) ở nghiệm thức sử dụng nước thải từ hầm ủ biogas là 2 ppmN/ngày khác biệt rất có ý nghĩa so với các nghiệm thức khác. Trong thí nghiệm 2 sử dụng nước thải từ hầm ủ biogas là 2 ppmN/ngày với 4 nghiệm thức có tỷ lệ thu hoạch khác nhau: 10%, 30%, 50% và không thu hoạch.
Thí nghiệm tiến hành trong 10 ngày, khi mật độ tảo đạt trung bình khoảng 6,39 ± 0,47 triệu tb/mL (ngày thứ 4 của thí nghiệm) thì tiến hành thu hoạch. Kết quả cho thấy tỷ lệ thu hoạch 30% là phù hợp vì mật độ tảo cao, ổn định. Qua đó có thể đề xuất ứng dụng nuôi tảo Chlorella trong ao đất bằng nước thải từ hầm ủ biogas (2 ppmN/ngày) với tỷ lệ thu hoạch 30% để nuôi luân trùng, Moina.
16
Hay nghiên cứu “Sử dụng tảo Chlorella sp. để xử lý nước thải ao nuôi cá tra trong điều kiện phòng thí nghiệm” (Nguyễn Hân Nhi, 2012) cho thấy mật độ và sinh khối của tảo Chlorella sp. cao nhất khi nuôi trong môi trường Wanle (mật độ đạt: 2743760 ct/ml có sinh khối: 13,188 mg/L), thấp nhất là nghiệm thức nuôi trong môi trường nước thải qua lọc (Mật độ: 1168630 ct/ml, sinh khối 6,079 mg/L) các nghiệm thức nước thải thì nghiệm thức chứa 100% nước thải đạt giá trị cao hơn các nghiệm thức còn lại (mật độ: 1747765 ct/ml, sinh khối: 8,245 mg/L). Tất cả các nghiệm thức tảo Chlorella sp. đều tăng trưởng phát triển đạt mật độ và sinh khối cao nhất vào ngày 3, sau đó mật độ và sinh khối tảo đã giảm vào những ngày cuối của thí nghiệm. Trong quá trình phát triển đó tảo Chlorella sp. đã hấp thu một lượng dinh dưỡng khá tốt (N-NO3- giảm từ 5,1194 mg/L xuống 0,260 mg/L giảm 94,92%, P-PO43- mg/L từ 0,8751 xuống 0,111 mg/L giảm 87,31%) từ nước thải cá tra ở tỉ lệ 100% nước thải. Nồng độ dinh dưỡng N-NO3-, P-PO43-, N-NH4+ còn lại trong nước thải sau khi tảo Chlorella sp. hấp thu vào ngày 3 đều đạt QCVN 08:2008/BTNMT về chất lượng nước mặt.
Tuy nhiên phần lớn các nghiên cứu này đều được thực hiện trong phòng thí nghiệm vì vậy cần có những công trình ứng dụng các kết quả nghiên cứu trên ra thực tế nhằm ứng dụng biện pháp sinh học làm giảm ô nghiễm môi trường nước để xử lý nước thải đồng thời thu sinh khối tảo Chlorella sp. làm thức ăn cho các loài thủy sinh vật khác để mang lại hiệu quả kinh tế cho người dân.
17