- Phương pháp phân tích vật lý:
* Sự thay đổi của chiều dài rễ của các loài thực vật : Tốc độ sinh trưởng của rễ được xác định khi so sánh sự thay đổi chiều dài của nó trước và sau khi làm thí nghiệm. Tiến hành đo bằng thước, độ chính xác 1mm.
* Sự đẻ nhánh của bốo tõy và ngổ : Đối với thông số này chúng ta sẽ tiến hành đếm bằng mắt thường số nhánh theo từng tuần nghiên cứu.
* Sự thay đổi về số đốt của ngổ : thông số này cũng được đếm bằng mắt thường theo từng tuần nhằm theo dõi khả năng phát triển của ngổ trong môi trường thí nghiệm.
* Sự thay đổi về chiều dài lá của bốo tõy: sự thay đổi chiều dài lá của bốo tõy được xác định khi so sánh sự thay đổi chiều dài của nó trước và sau khi làm thí nghiệm. Tiến hành đo bằng thước, độ chính xác 1mm.
- Phương pháp phân tích hóa học :
Bảng 3.2. Các phương pháp sử dụng để phân tích các thông số [12]
STT Tên thông số Phương pháp
1 DO DO meter
2 pH pH meter
3 EC EC meter
4 N-NH4+ So màu Indophelnol, xác định nồng độ trên máy UV-VIS 5 N-NO3- So màu Catado, xác định nồng độ trên máy UV-VIS 6 P-PO3-
4 So màu với chỉ thị màu Molipdat amon, xác định nồng độ trên máy UV-VIS
7 COD Phương pháp chuẩn độ muối bằng Mohr.
3.3.5. Phương pháp sử lý số liệu :
- Số liệu sau khi được thu thập sẽ được xử lý phương pháp thống kê, sử dụng công cụ thống kê là phần mềm Excell. Kết quả sau khi xử lý được biểu diễn dưới dạng bảng số liệu hay đồ thị.
PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
4.1. Đặc tính sinh trưởng và phát triển của bốo tõy, bèo tấm, ngổ trong quátrình nghiên cứu. trình nghiên cứu.
4.1.1. Sự thay đổi của chiều dài rễ của bốo tây, bèo tấm, ngổ :
Sự phát triển của thực vật trong các bể thí nghiệm là yếu tố tiên quyết tới khả năng xử lý nước thải của chúng. Do vậy, việc theo dõi sự phát triển của Bèo và ngổ được theo dõi trong từng tuần.
Chiều dài rễ là một căn cứ quan trọng trong việc theo dõi khả năng xử lý nước thải của thực vật. Bảng dưới đây trình bày diễn biến về sự thay đổi chiều dài rễ của 3 loài thực vật trong nghiên cứu.
Bảng 4.1: Kết quả theo dõi chiều dài rễ thực vật trong các bể thí nghiệm
Bể thí nghiệm T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 Bèo tấm 1.2 1.3 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6 1.6 1.6 Bèo tây 10.3 10.7 11 11.3 11.5 11.7 12.1 12.4 12.6 Ngổ 6 6.5 6.6 6.2 5.7 3.3 1.6 0.5 0.2 Tháng 2 Tháng 3
Ghi chú: T0,T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8: lần lượt là thời gian theo dõi từ thời điểm bắt đầu thí nghiệm (T0), đến tuần thứ 8 (T8) (Đơn vị: cm)
Trong quá trình thí nghiệm, bốo tõy thể hiện là loài thích ứng khá nhanh với điều kiện môi trường mới, khi được đưa vào bể thí nghiệm, chỉ sau 3 – 5 ngày thả,
bốo tõy đó bắt đầu xanh tốt và ra chồi non. Trong khi đó, một số cá thể bèo tấm và ngổ có hiện tượng hộo, ỳa lỏ và chết ở những ngày nuôi thả đầu tiên.
Kết quả tại bảng 1 cho thấy độ dài rễ của bốo tõy và bèo tấm đều có xu thế tăng lên trong suốt quá trình thí nghiệm. Đây là dấu hiệu tốt cho thấy khả năng thích ứng và phát triển của chúng trong môi trường nước thải. Cũn riêng đối với ngổ chúng ta có thể thấy được chiều dài rễ ngổ chỉ tăng trong khoảng 2 tuần đầu thí nghiệm sau đó có hiện tượng bị thối dần đi sau đó là chết trong tuần thứ 8. Bèo tây có sự thay đổi chiều dài rễ nhanh nhất (trung bình tăng khoảng 0,3 cm/tuần) trong khi đó ở bèo tấm sự thay đổi diễn ra chậm hơn (trung bình tăng khoảng 0,1 cm/tuần). Trong quá trình thí nghiệm, tôi cũng nhận thấy việc xuất hiện nhiều rễ non diễn ra mạnh hơn ở bèo tấm và bốo tõy. Trong khi đó, rễ non xuất hiện ở các đốt thân ngổ diễn ra khá thưa thớt. Ở cả 2 tháng nghiên cứu, ngổ thường có tốc độ sinh trưởng khá chậm, thường xuyên bị các loài côn trùng, sâu ăn lá, ngọn; do đó, sự phát triển chiều dài rễ của ngổ thường rất yếu ớt.
Hình 4.1: Diễn biến chiều dài rễ của bốo tõy, bèo tấm, ngổ trong quá trình nghiên cứu.
Như vậy ta có thể thấy ở bốo tõy, bào tấm chiều dài rễ tăng lên trong suốt qua trình nghien cứu, điều này có thể thấy được trong bảng 4.2 như sau:
Bảng 4.2: Diễn biến chiều dài rễ bèo tấm và bốo tõy theo thời gian Thời gian Bể thí
nghiệm
Chiều dài rễ
Tốc độ tăng (lần) Trung bình (mm/ngày)
Tháng 2 (1/2 – 28/2) Bèo tấm 1,16 0,07 Bèo tây 1,117 0,04 Tháng 3 (8/3-29/3) Bèo tấm 1,06 0,03 Bèo tây 1,07 0,035
- Tại CT 1 ( bể trồng bèo tấm ) : Chiều dài rễ tăng 1.3 lần trong 2 tháng nghiên cứu, tốc độ vươn sâu của rế đạt 0,07 mm/ngày vào tháng 2 và đạt 0,03 mm/ngày vào tháng 3, như vậy quá trình tăng nhanh chỉ diễn ra trong tháng 2 do có điều kiện thuận lợi về không gian sống, yếu tố chất dinh dưỡng, còn ở tháng 3 ta có thể thấy chiều dài rễ không có sự thay đổi lớn. Điều này có thể giải thích do số lượng bèo tăng mạnh trong những tuần cuối dẫn đến sự suy giảm về chất lượng dinh dưỡng, không gian sống ….dẫn tới gia tăng sự cạnh tranh cùng loài trong quần thể, từ đó chiều dài rễ gần như là không có sự thay đổi.
- Tại CT 2 ( bể trồng bốo tõy) : chiều dài rễ tăng lên 1,2 lần so với trước khi tiến hành thí nghiệm, tốc độ vươn sâu của rễ đạt 0,04 mm/ngày vào tháng 2 và 0,035 vào tháng 3, như vậy quá trình tăng chiều dài rễ bèo diễn ra khá đồng đều. Điều này có thể giải thích do ban đầu số lượng cõy bốo là nhỏ nên không có sự cạnh tranh lớn giữa các cá thể cùng loài trong quần thể. Ban đầu, rễ bèo ngắn, ít rễ non, chủ yếu có màu đen xám nhưng chỉ sau 1 tuần thí nghiệm đó cú chuyển biến rõ rệt: nhiều rễ non hơn, phần đuôi rễ có màu trắng, rễ nhìn mập hơn, chùm rễ nhìn dày hơn. Như vậy bốo tõy có khả năng thích nghi cao với môi trường nước thải toilet.
- Tại CT 3 ( bể trồng ngổ ) : Trong tháng 2 chiều dài rễ giảm 0,9 lần; tháng 3 giảm tới 16 lần và trong cả 2 tháng nghiên cứu thì chiều dài rễ đã giảm tới 30 lần. Qua bảng 1 ta có thể nhận thấy rằng chiều dài rễ ngổ chỉ tăng trong khoảng 3 tuần đầu bước sang tuần thứ tư rễ ngổ có hiện tượng bị thối dần đi, các rễ con và nhánh cũng xuất hiện ít hơn. Đây là dấu hiệu cho thấy cây ngổ không phù hợp với môi trường nước thải Toilet, khả năng sử dụng nó là không cao.
So sánh kết quả từ 3 công thức ta có thể nhận định, môi trường nước thải từ bể phốt sử dụng trong nghiên cứu thuận lợi cho việc sinh trưởng của bốo tõy và bèo tấm, không thuận lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của cây ngổ. Bốo tây trong tuần đầu thả chỉ chiếm khoảng 30% diện tích bể nhưng đến tuần thứ 8 đã chiếm tới khoảng 80% diện tích bề mặt bể, điều này chứng tỏ sinh khối của bốo tõy tăng nhanh từ đó hiệu quả xử lý cũng cao hơn. Còn đối với ngổ, trong 2 tháng nghiên cứu chúng ta có thể nhận thấy cây bị bạc lá ngọn, rễ cây ra ít, chiều dài đốt và chiều dài thân cũng thấp dần đi so với trước khi tiến hành thí nghiệm và trong những tuần cuối ngổ có hiện tượng chết đồng loạt.
Hình 4.2a. Bèo tây tuần 1 Hình 4.2b. Bèo tây tuần 8
Các thông số về sự thay đổi số nhánh của bốo tõy và ngổ được thề hiện qua bảng 3 dưới đây :
Bảng 4.3: Sự thay đổi số nhánh của bốo tõy và ngổ Bể thí
nghiệm T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8
Bèo tây 2 3 4 6 9 11 13 14 16
Ngổ 5 6 8 10 10 7 6 3 1
Tháng 2 Tháng 3
Ghi chú: T0,T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8: lần lượt là thời gian theo dõi từ thời điểm bắt đầu thí nghiệm (T0), đến tuần thứ 8 (T8)
- Tại bể trồng bốo tõy ta có thể thấy trong trong 2 tháng nghiên cứu số nhỏnh đó tăng lên gấp 8 lần, càng về những tuần cuối số nhánh lại càng tăng cao do lúc này khúm bốo đó phát triển lớn, các cụm, cỏc nhỏnh ngày một nhiều hơn.
- Tại bể trồng ngổ số nhánh đã tăng 2 lần trong tháng 2 nhưng bước sang đến tháng 3 số nhỏnh đó giảm rất nhanh tới 7 lần do cây không thích nghi với môi trường nước thải toilet. Trong quá trình theo dõi, tới tuần thứ 5 tôi đã quan sát thấy một số nhỏnh cú hiện tượng bị chết và số nhánh chết tăng dần trong những tuần tiếp theo. Kết quả tới tuần cuối cỏc nhánh chết đa số, chỉ còn một số nhánh nhỏ trên phần ngọn, thân cây ngập sâu trong nước và bị thối (ngọn cõy cỏch mặt nước khoảng 5-7 cm trong khi đó những tuần đầu ngọn cõy cỏch mặt nước khoảng 25-30 cm), lá cây chỉ còn xuất hiện trên phần ngọn.
Hình 4.3a: Sự thay đổi số nhánh của bèo tây và ngổ trong tháng 2
Hình 4.3b: Sự thay đổi số nhánh của bèo tây và ngổ trong tháng 3
Như vậy, qua đồ thị ta có thể thấy ngay khả năng thích nghi của bốo tõy với môi trường nước thải toilet cao hơn rất nhiều so với ngổ, bốo tõy cú sự phát triển mạnh mẽ trong cả quá trình tiến hành nghiên cứu trong khi đó ngổ chỉ phát triển trong một tháng nghiên cứu đầu tiên và chết dần trong tháng thứ hai.
4.1.3. Sự thay đổi số đốt của ngổ :
Bảng 4.4. : Sự thay đổi số đốt của ngổ trong quá trình nghiên cứu Bể thí
nghiệm T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8
Ngổ 8 9 10 11 12 11 10 6 4
Tháng 2 Tháng 3
Ghi chú: T0,T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8: lần lượt là thời gian theo dõi từ thời điểm bắt đầu thí nghiệm (T0), đến tuần thứ 8 (T8)
Theo số liệu theo dõi ta nhận thấy số đốt của ngổ tăng lên 1,5 lần trong tháng 2 (trung bình 1 đốt/tuần) ; sang đến tháng 3 ta có thể thấy số đốt không tăng thêm nữa mà giảm tới 2,5 lần. Số đốt ngổ tăng dẫn tới các rễ non cũng xuất hiện nhiều hơn, điều này có thể dẫn đến khả năng xử lý nước thải của ngổ trong tháng 2 cũng
cao hơn trong tháng 3. Điều này sẽ được kiểm chứng sau khi chúng ta có được kết quả về diễn biến nồng độ các chất dinh dưỡng trong bể nước thải. Trong tuần thứ 5 một số cây ngổ có hiện tượng lá úa vàng, một số đốt bị thối, cõy khụng mập mạp, xanh tốt như những tuần đầu tiên. Đến tuần thứ 8 ta có thể nhận thấy rằng trong bể ngổ đã chết đa số, chỉ còn một số cây sống sót nhưng rất yếu ớt, ở các đốt rễ đã bị thối hết, cỏc nhỏnh cũng không còn chỉ còn trơ lại thân cây. Sau hai tháng nghiên cứu số đốt của ngổ đã giảm đi một nửa, điều này cho thấy việc sử dụng ngổ để xử lý nước thải toilet là không khả quan.
4.1.4 Sự thay đổi chiều dài lá của bốo tõy
Bốo tây sử dụng làm thí nghiệm được tuyển chọn từ môi trường tự nhiên khi chúng ở giai đoạn trưởng thành, kích thước lá trung bình khoảng 4-5 cm. Lúc này trờn thõn bốo thường có những nhánh con mọc trực tiếp ra từ thân, chúng ta sẽ tiến hành theo dõi chiều dài lá của những lá non này. Sự thay đổi được trình bày trên bảng 4.5 dưới đây:
Bảng 4.5. Biễn biến chiều dài lá của bốo tõy trong 2 tháng nghiên cứu Bể thí
nghiệm T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8
Bèo tây 3 3.1 3.3 3.5 3.7 3.8 4.0 4.0 3.9
Tháng 2 Tháng 3
Ghi chú: T0,T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8: lần lượt là thời gian theo dõi từ thời điểm bắt đầu thí nghiệm (T0), đến tuần thứ 8 (T8)
Qua bảng số liệu ta thấy chiều dài lá của bốo tõy đó tăng 1,3 lần trong hai tháng nghiên cứu, điều này cho thấy khả năng phát triển mạnh mẽ của bốo tõy trong môi trường nước thải, khả năng khuếch tán oxy xuống bể thí nghiệm sẽ cao hơn làm giá trị DO sẽ có xu hướng tăng lên. Sự phát triển mạnh mẽ như vậy có thể giải thích do ban đầu số lượng cõy bốo nhỏ, không có sự cạnh tranh về chất dinh
dưỡng, không gian sống, …Trong những tuần cuối ta có thể nhận thấy chiều dài lỏ khụng tăng thêm nữa mà cũn cú sự giảm đi do vào lúc này cỏc lỏ tiến hành theo dõi đã già, có màu xanh đậm, một số lỏ cũn cú hiện tượng bị sâu ăn, bị héo dần dần và chết. Như vậy, ta có thể kết luận các điều kiện trong nghiên cứu rất phù hợp cho sự sinh trưởng, phát triển của bốo tõy. Chiều dài lá tăng dẫn tới diện tích bề mặt lá cũng tăng theo do đó khả năng vận chuyển oxy xuyên qua lá cây xuống thân cây và rễ cây cũng tăng lên. Oxy sau khi được vận chuyển nếu không tiêu thụ hết trong quá trình hô hấp của rễ sẽ được đưa vào cột nước, như vậy làm cho giá trị DO trong nước tăng lên, thúc đẩy các quá trình phân hủy hiếu khí, làm cho các loài động vật dưới nước dễ thích nghi hơn. Như vậy nguồn nước trước khi thải ra môi trường đã được cải thiện đáng kể.
Hình 4.5. Bể bốo tõy trong tuần thứ 8
4.1.5. Tổng kết các chỉ tiêu theo dõi ngổ và bốo tõy, bèo tấm trong quá trìnhnghiên cứu nghiên cứu
* Các chỉ tiêu theo dõi của ngổ:
Ta có thể tổng kết các chỉ tiêu đã theo dõi của ngổ để thấy được khả năng phát triển, sự thích nghi của chúng trong bể thí nghiệm để từ đó có thể đưa ra được các nhận định về khả năng xử lý nước thải toilet của ngổ. Các chỉ tiêu đó được thể hiện trong bảng 4.4 sau:
Bảng 4.4: Các chỉ tiêu theo dõi ngổ trong hai tháng nghiên cứu Ngổ T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 Số đốt 8 9 10 11 12 11 10 6 4 Chiều dài rễ (cm) 6 6.5 6.6 6.2 5.7 3.3 1.6 0.5 0.2 Số nhánh 5 6 8 10 10 7 6 3 1
Ghi chú: T0,T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8: lần lượt là thời gian theo dõi từ thời điểm bắt đầu thí nghiệm (T0), đến tuần thứ 8 (T8)
Qua bảng ta có thể thấy xu hướng phát triển của ngổ. Trong tháng 2 hầu hết các thông số về chiều dài rễ, số đốt, nhánh đều tăng (đốt tăng 1.5 lần; nhánh tăng 2 lần); còn chiều dài rễ không có sự thay đổi nhiều nhưng sang đến tháng 3 các thông số này đều giảm mạnh (số đốt giảm 2,5 lần; số nhánh giảm tới 7 lần, chiều dài rễ giảm 16 lần). Các chỉ tiêu giảm mạnh như vậy ta có thể dự đoán khả năng xử lý của ngổ sẽ không cao được như bốo tõy và bèo tấm. Chiều dài rễ và số nhánh giảm làm khả năng hòa tan oxy vào trong nước thải giảm, các vi sinh vật bám vào bộ rễ cũng mất nơi cư trú dẫn tới khả năng phân hủy, chuyển hóa các yếu tố dinh dưỡng trong nước thải cũng giảm xuống.
Như vậy ta có thể đưa ra kết luận : ngổ chỉ nờn dựng để xử lý nước thải bể phốt trong khoảng 4 tuần từ khi thả ; vòng đời của ngổ trong bể thí nghiệm là rất ngắn (1 tháng) nên nếu không được thu hoạch thì sẽ dẫn tới thối rữa, gõy tỏi ô nhiễm.
Hình 4.5.a. Bể thả ngổ tuần 1 Hình 4.5.b. Bể thả ngổ tuần 8 * Các chỉ tiêu theo dõi của bốo tõy
Trong hai tháng theo dõi ta có thể nhận thấy được khả năng phát triển, sự thích nghi mạnh của bốo tõy đối với môi trường nước thải toilet trong thí nghiệm.