7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.1.6.1. Các phương pháp kỹ thuật và vật lý
a) Pha loãng và rửa
Trong một số trường hợp hiếm gặp, chất lượng nước hồ có thể được cải thiện bằng cách thêm nước sạch từ ngoài vào. Khi sử dụng phương pháp này, nồng độ phốtpho cần thiết cho sự phát triển của tảo lam sẽ bị giảm do quá trình pha loãng, khiến chúng khó phát triển. Ngoài ra, do nước liên tục được thay đổi cũng khiến các tế bào tảo nhanh chóng bị rửa trôi ra khỏi hồ. Nếu điều kiện cho phép, phương pháp xử lý này thậm chí còn có thể áp dụng được cho cả những hồ có hàm lượng dinh dưỡng hòa tan rất cao [147].
Xử lý bằng cách hòa loãng và rửa đã được tiến hành thành công ở một số hồ. Sinh khối tảo lam đã bị giảm đi rất nhiều sau khi áp dụng phương pháp tại hồ Moses ở Washington sau khi chu trình luân chuyển nước trong hồ bị giảm từ 10 ngày xuống còn 5 ngày. Lượng dinh dưỡng và thành phần tảo giảm đến 50%, độ trong của nước tăng đáng kể cũng là kết quả được ghi nhận khi xử lý hồ Green. Phương pháp này cũng thành công khi xử lý hồ Veluwe (Hà Lan) sau khi nước có chứa hàm lượng phốtpho thấp nhưng nhiều nitrat và canxi được sử dụng để rửa hồ. Thành phần quần thể tảo cũng thay đổi: Tảo lục và tảo mắt chiếm ưu thế thay cho tảo lam độc trước kia. Điểm trừ duy nhất và cũng là khó khắc phục nhất của phương pháp là yêu cầu sử dụng một lượng nước sạch khổng lồ, khiến nó khó có thể áp dụng rộng rãi [53, 56].
b) Đảo tầng nhân tạo (pha trộn)
Một vòng tuần hoàn trong toàn bộ cột nước theo chiều thẳng đứng sẽ khiến gia tăng khả năng hòa tan oxi trong nước, đồng thời làm giảm khả năng hòa tan P trong bùn đáy trở lại vào nước, đồng thời nó cũng mở rộng không gian sống của các loài sinh vật ưa khí. Bên cạnh đó, quá trình đảo trộn nước cũng có nhiều ảnh hưởng thuận lợi đến sinh khối và thành phần các loài phytoplankton.
Đảo trộn nước còn làm cho các loài phân hủy dinh dưỡng tiếp xúc nhiều hơn với ánh sáng và gia tăng tốc độ vô cơ hóa các chất dinh dưỡng. Phương pháp đảo trộn này phát huy hiệu quả tối đa ở các hồ sâu. Tuy nhiên, nếu độ đục của hồ nông cao thì nó cũng phát huy hiệu quả rõ rệt.
Chỉ có rất ít trường hợp việc đảo trộn này gây ra hậu quả có hại. Trong trường hợp được miêu tả bởi Fast và Hulquist [42], khí nén được sử dụng để đảo trộn hồ khiến hàm lượng nitơ hòa tan tăng cao, gây chết cá ở cuối dòng nước. Đảo trộn cũng có ảnh hưởng thành phần zooplankton. Việc làm ấm nước tầng đáy bằng việc đảo nó lên tầng mặt có thể gây hại cho một số loài cá ưa nước lạnh. Một số trường hợp do tầng đáy bị ô nhiễm dinh dưỡng quá nặng, việc đảo nó lên tầng mặt khiến cho tảo lam phát triển mạnh mẽ hơn.
Tác dụng lâu dài của phương pháp đảo trộn được ghi nhận trong việc kiểm soát tảo lam là ở hồ Nieuwe (Hà Lan). Trong suốt quá trình đảo trộn, thành phần tảo lam giảm từ 80% xuống còn 5 - 25%, còn các loài khác như tảo lục, tảo mắt gia tăng đáng kể. Sau khi xử lý, trong vòng một năm không có thêm một vụ bùng phát tảo lam nào được ghi nhận ở hồ này nữa [143].
c) Loại bỏ sinh khối tảo lam bằng phương pháp cơ học
Trong trường hợp tảo lam đã bùng phát tạo thành những cụm tảo khổng lồ, ta có thể sử dụng phương pháp cơ học để thu lấy sinh khối này tương tự như thu lấy dầu loang trong các thảm họa dầu tràn. Thiết bị thu thập được kéo bằng thuyền và sẽ thu thập váng tảo trên bề mặt. Nhiều loại thiết bị lọc nước cũng được sử dụng. Tuy nhiên, chỉ một phần nhỏ quần thể tảo lam trong hồ có thể được thu thập bằng phương pháp cơ học vì chúng phân bố đều trong cột nước cũng như tầng bùn đáy.
Vấn đề tiếp theo là xử lý phần sinh khối thu thập được, thường có mùi khó chịu và khá độc hại. Vấn đề này thường được giải quyết bằng phương pháp đốt.
Sử dụng hóa chất keo tụ khiến các tế bào tảo lam lắng xuống đáy hồ là sự lựa chọn tốt hơn khi loại bỏ tảo bằng phương pháp cơ học. Khi loại bỏ tảo, đồng thời một phần bùn đáy chứa dinh dưỡng cũng được loại bỏ theo. Kết hợp giữa hai phương pháp vớt váng tảo và kết tủa đã được ghi nhận là thành công ở sông Swan - Úc, khi hỗn hợp bentonit cùng nhôm clorua được sử dụng để keo tụ và kéo theo sinh khối tảo lam xuống đáy. Phần tảo lam thu thập được được xử lý bằng cách sử dụng thiết bị trong cơ sở xử lý nước thải [10].
d) Phơi đáy
Sự phát triển dẫn đến bùng nổ tảo lam thông thường được bắt đầu bằng những quần thể “hạt giống” sống sót được qua mùa đông đã ghi nhận sự bùng nổ của quần thể tảo lam Microcystin đã giảm trong vòng 3 năm kể từ khi người ta loại bỏ bào tử tảo cùng lớp bùn đáy trên cùng. Tuy nhiên, để thực hiện một dự án thế này thường tốn kém rất nhiều tiền và cần phải có nơi để chứa chỗ bùn đáy bị loại bỏ đó [140].
Một cách tương tự nhưng đỡ tốn kém hơn là phơi khô đáy, nhất là trong trường hợp thủy vực là hồ nước nông cho thấy việc bất hoạt tế bào Anabaena
circinalis trong một thời gian ngắn có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến khả năng
hoạt động của chúng. Vẫn chưa có nghiên cứu nào được thực hiện trên Microcystin, nhưng ta có thể dự đoán rằng phương pháp sẽ không thích hợp lắm vì loại tảo này không bất hoạt dưới dạng bào xác. Mặt khác, một lớp sinh khối tảo lam dày sẽ tự bảo vệ chúng khỏi bị khô [87].