Bảng 4.4. Bảng theo dõi diễn biến số lá của thực vật thủy sinh Công thức Số lượng lá trung bình
Bắt đầu M± SD 2 tuần M± SD 4 tuần M± SD Đối chứng Bèo tây 50,6±1,15b 102±1b 188±1b Rau ngổ 106±1c 190,6±1,54c 208±1,73c Rau muống 97,6±0,58a 120,3±0,58a 191,7±1,53a LSD0,05 1,8836 19,733 2,9029
Ghi chú: Các số có cùng chỉ số a, b,c,d (theo cột), không có sự sai khác có ý nghĩa ở độ tin cậy 95%.
số lượng lá trung bình 50,6 106 97,6 102 190,6 120,3 188 208 191,6 0 50 100 150 200 250
Đối chứng Bèo tây Rau ngổ Rau muống
Bắt đầu 2 tuần 4 tuần
Hình 4.3. Biểu đồ thể hiện số lượng lá trung bình trong thời gian làm thí nghiệm
Nhận xét: Số lượng lá của các loài thực vật thủy sinh có sự tăng trưởng
nhanh chóng. Theo dõi thấy mật độ của các loại vật thủy sinh tăng dần từ khi bắt đầu đến tuần 2, tuần 4 đặc biệt là rau ngổ sau 4 tuần đã phát triển rất nhanh.
- Bèo tây: Lá Bèo tây phát triển nhanh, sau 2 tuần làm thí nghiệm số lượng lá tăng từ 102 lá lên 188 lá (sau 4 tuần). Điều đó cho thấy cây Bèo tây thích nghi khá tốt trong môi trường nước thải sinh hoạt. Phần rễ và thân lá của bèo khi trưởng thành có thể thu gom và xử lý tập trung.
- Rau ngổ: sau 4 tuần theo dõi sự sinh trưởng và phát triển của cây ngổ cho thấy lá phát triển rất nhanh, cây vươn cao, lá xanh tốt, sinh trưởng nhanh sau 2 tuần số lá rau ngổ là 190,6 lá, sau 4 tuần số lượng lá là 208 lá. Điều đó chứng tỏ cây rau ngổ rất thích nghi trong môi trường này.
- Rau muống: Thực tế cho thấy, rau muống rất hay mọc ở những bờ ao hay mương dẫn nước thải, hoặc những nơi có chứa nước thải chăn nuôi hay nước thải sinh hoạt. Qua thí nghiệm cho thấy rau muống cũng phát triển khá nhanh trong môi trường nước thải. Vì vậy cây rau muống cũng có khả năng xử lý các chất dinh dưỡng trong nước thải.
Kết quả phân tích ANOVA cho thấy số lượng lá ở tất cả các công thức xử lý không có sự sai khác ở độ tin cậy 95%. Điều này chứng tỏ, các cây đều có sự sinh trưởng và phát triển mạnh trong môi trường nước thải sinh hoạt.
các công thức là khác nhau, cây sinh trưởng tốt nhất ở CT2 ( cây rau ngổ), tiếp đó là CT1 (cây Bèo tây), tốc độ sinh trưởng thấp nhất là ở CT3 (Cây rau muống).
4.4. Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt bằng thực vật thủy sinh
Sau 4 tuần theo dõi sinh trưởng và phát triển của thực vật thủy sinh trong nước thải sinh hoạt cho thấy các loài thực vật thủy sinh này sinh trưởng rất tốt, có khả năng thích nghi cao với môi trường mới và phát triển mạnh trong nước thải sinh hoạt có chứa nhiều hàm lượng chất dinh dưỡng.
* Qua bảng phân tích các chỉ tiêu ở bảng cho thấy: Sau khi xử lý 2 và sau 4 tuần hàm lượng các chất trong nước thải đã giảm đáng kể so với trước khi xử lý, tuy nhiên các chất này vẫn vượt ngưỡng quy chuẩn cho phép (QCVN 14:2008). 1. Chỉ tiêu BOD5: chỉ tiêu BOD 264,21 118,21 146,17 97,73 30 179,2 78,2 95,6 28 0 50 100 150 200 250 300
Đối chứng Bèo tây Rau muống Rau ngổ QCVN
2 tuần 4 tuần
Hình 4.4.Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý BOD5 của các loại thực vật thủy sinh sau 2 tuần và sau 4 tuần
Nhìn vào biểu đồ ta thấy được mức độ xử lý BOD5 của từng loại thực vật thủy sinh khi so sánh với QCVN 14: 2008/ BTNMT rất rõ ràng:
Bảng 4.5. Khả năng xử lý một số chỉ tiêu ô nhiễm nước thải sinh hoạt của thực vật thủy sinh sau 2 tuần và sau 4 tuần.
TT Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả phân tích sau 2 tuần xử lý LSD0,05 QCVN 14:2008/ BTNMT Đối chứng Bèo tây Rau muống Rau ngổ
1 COD mg/l 320,27±0,42a 137,75±0,05c 172,7±0,25b 112,2±0,1d 0,5291 - 2 BOD5 mg/l 264,21±0,57a 118,21±0,028c 146,17±0,03b 97,73±0,02d 0,5371 30 3 TSS mg/l 178,9±0,10a 105,76±0,05c 141,5±0,05b 91,13±0,04d 0,1244 50 4 NO3 - mg/l 135,1±0,15a 100,76±0,07c 102,2±0,1b 73,1±0,05d 0,1938 30 5 Pts mg/l 24±0,06a 16,2±0,028c 18,3±0,05b 15,7±0,05d 0,0941 - Kết quả phân tích sau 4 tuần xử lý 1 COD mg/l 214±0,06a 97,6±0,15c 109,5±0,2b 35,5±0,5d 0,5298 - 2 BOD5 mg/l 179,2±0,07a 78,2±0,02c 95,6±0,03b 28±0,05d 0,0962 30 3 TSS mg/l 150,6±0,32a 85,4±0,15c 97,3±0,05b 45,5±0,2d 0,391 50 4 NO3- mg/l 112,6±0,07a 51,7±0,36c 62±0,05b 29,7±0,15d 0,3788 30 5 Pts mg/l 19,4±0,1a 7,3±0,02c 8,7±0,12b 5,5±0,12d 0,1491 -
- Đối chứng: vượt ngưỡng quy chuẩn 8,8 lần (sau 2 tuần xử lý); vượt ngưỡng quy chuẩn 5,9 lần (sau 4 tuần xử lý).
- Bèo tây: vượt ngưỡng quy chuẩn 3,94 lần (sau 2 tuần xử lý); vượt ngưỡng quy chuẩn 2,6 lần (sau 4 tuần xử lý).
- Rau ngổ: vượt ngưỡng quy chuẩn 3,2 lần (sau 2 tuần xử lý); dưới ngưỡng quy chuẩn 0,9 lần (sau 4 tuần xử lý).
- Rau muống: vượt ngưỡng quy chuẩn 4,9 lần (sau 2 tuần xử lý); vượt ngưỡng quy chuẩn 3,1 lần (sau 4 tuần xử lý).
2. Chỉ tiêu COD: chỉ tiêu COD 320,27 137,75 172,7 112,2 214 97,6 109,5 35,5 0 50 100 150 200 250 300 350
Đối chứng Bèo tây Rau muống Rau ngổ
2 tuần 4 tuần
Hình 4.5. Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý COD của các loại thực vật thủy sinh sau 2 tuần và sau 4 tuần.
Sau 2 tuần và sau 4 tuần được xử lý bằng thực vật thì hàm lượng các chất có sự thay đổi đáng kể, tuy vẫn vượt ngưỡng quy chuẩn nhưng so với mẫu đối chứng và mẫu nước thải đầu vào cũng thấy được sự khác biệt rõ ràng về hiệu quả xử lý của cây Bèo tây, Rau ngổ và rau muống.
- Đối chứng: giảm từ 320,27 mg/l, sau 2 tuần xuống còn 214 mg/l, sau 4 tuần xử lý;
- Bèo tây: giảm từ 137,75 mg/l, sau 2 tuần xử lý xuống còn 97,6 mg/l, sau 4 tuần xử lý;
- Rau ngổ: giảm từ 112,2 mg/l, sau 2 tuần xử lý xuống còn 35,5 mg/l, sau 4 tuần xử lý;
- Rau muống: giảm từ 172,7 mg/l, sau 2 tuần xử lý xuống còn 109,5 mg/l,sau 4 tuần xử lý.
3. Chỉ tiêu TSS: chỉ tiêu TSS 178,9 118,21 146,17 97,73 50 150,6 78,2 95,6 28 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Đối chứng Bèo tây Rau muống Rau ngổ QCVN
2 tuần 4 tuần
Hình 4.6. Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý TSS của các loại thực vật thủy sinh sau 2 tuần
- Đối chứng: vượt ngưỡng quy chuẩn 3,578 lần (sau 2 tuần xử lý); vượt ngưỡng quy chuẩn 3,01 lần (sau 4 tuần xử lý).
- Bèo tây: vượt ngưỡng quy chuẩn 2,11 lần (sau 2 tuần xử lý); vượt ngưỡng quy chuẩn 1,7 lần (sau 4 tuần xử lý).
- Rau ngổ: vượt ngưỡng quy chuẩn 1,8 lần (sau 2 tuần xử lý); dưới ngưỡng quy chuẩn 0,9 lần (sau 4 tuần xử lý).
- Rau muống: vượt ngưỡng quy chuẩn 2,83 lần (sau 2 tuần xử lý); vượt ngưỡng quy chuẩn 1,9 lần (sau 4 tuần xử lý).
4. Chỉ tiêu NO3- : chỉ tiêu tổng N 135,1 100,76 102,2 73,1 30 112,6 51,7 62 29,7 0 20 40 60 80 100 120 140 160
Đối chứng Bèo tây Rau muống Rau ngổ QCVN
2 tuần 4 tuần
Hình 4.7. Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý NO3- của các loại thực vật thủy sinh sau 2 tuần và sau 4 tuần.
- Đối chứng: vượt ngưỡng quy chuẩn 4,5 lần (sau 2 tuần xử lý); vượt ngưỡng quy chuẩn 3,75 lần (sau 4 tuần xử lý).
- Bèo tây: vượt ngưỡng quy chuẩn 3,35 lần (sau 2 tuần xử lý); vượt ngưỡng quy chuẩn 1,7 lần (sau 4 tuần xử lý).
- Rau ngổ: vượt ngưỡng quy chuẩn 2,4 lần (sau 2 tuần xử lý); dưới ngưỡng quy chuẩn 0,9 lần (sau 4 tuần xử lý).
- Rau muống: vượt ngưỡng quy chuẩn 3,4 lần (sau 2 tuần xử lý); vượt ngưỡng quy chuẩn 2 lần (sau 4 tuần xử lý).
Sau 4 tuần xử lý bằng thực vật thủy sinh cho ta thấy rằng: hàm lượng NO3- giảm xuống đến mức khá thấp, nhìn vào biểu đồ ta thấy sau khi dùng rau ngổ để xử lý hàm lượng NO3- đã giảm xuống thấp dưới ngưỡng quy chuẩn, đạt được hiệu quả xử lý tốt nhất.
5. Chỉ tiêu Pts (PO4- ) chỉ tiêu Pts 24 16,2 18,3 15,7 6 19,4 7,3 8,7 5,5 0 5 10 15 20 25 30
Đối chứng Bèo tây Rau muống Rau ngổ QCVN
2 tuần
4 tuần
Hình 4.8. Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý Pts của các loại thực vật thủy sinh sau 2 tuần và sau 4 tuần.
Nhìn vào biểu đồ cho thấy hiệu quả xử lý Pts của các loại thực vật thủy sinh khá cao so với mẫu nước đối chứng.
Sau 4 tuần đã có sự thay đổi khá rõ về hiệu quả xử lý như sau:
- Đối chứng: giảm từ 24 mg/l, sau 2 tuần xuống còn 19,4 mg/l, sau 4 tuần xử lý;
- Bèo tây: giảm từ 16,2 mg/l, sau 2 tuần xử lý xuống còn 7,3 mg/l, sau 4 tuần xử lý;
- Rau ngổ: giảm từ 15,7 mg/l, sau 2 tuần xử lý xuống còn 5,5 mg/l, sau 4 tuần xử lý;
- Rau muống: giảm từ 18,3 mg/l, sau 2 tuần xử lý xuống còn 8,7 mg/l,sau 4 tuần xử lý.
Bảng 4.6. Hiệu suất xử lý một số chỉ tiêu ô nhiễm nước thải sinh hoạt của thực vật thủy sinh sau 2 tuần và 4 tuần (đơn vị %).
TT Chỉ tiêu Kết quả phân tích
Đối chứng Bèo tây Rau muống Rau ngổ
1 COD 2 tuần 13,1 62,6 53,1 69,5 4 tuần 41,9 73,5 70,3 90,4 2 BOD5 2 tuần 12,7 60,9 51,7 67,7 4 tuần 40,8 74 68,4 90,7 3 TSS 2 tuần 58,1 44,3 25,5 52,0 4 tuần 20,7 55 48,6 76,1 4 NO3- 2 tuần 4,3 28,6 27,6 48,2 4 tuần 20,3 63,4 56,1 79,0 5 Pts 2 tuần 18 13,6 38,2 46,4 4 tuần 33,8 78,1 70,3 88,1 0 10 20 30 40 50 60 70
COD BOD5 TSS NO3- Pts
Đối chứng Bèo tây Rau muống Rau ngổ
Hình 4.9. Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của các loại thực vật thủy sinh sau 2 tuần.
* Qua bảng phân tích các chỉ tiêu ở bảng cho thấy: Sau 2 tuần xử lý hàm lượng các chất trong nước thải đã giảm đáng, hiệu suất xử lý của các loại thực vật cũng có sự thay đổi so với trước khi xử lý.
Ví dụ như chỉ tiêu COD: với mẫu đối chứng hiệu suất xử lý là 13,1%; Hiệu suất xử lý của rau ngổ cao hơn nhiều lần là 69,5%; hiệu suất xử lý của bèo tây là 62,6%, rau muống là 53,1%.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
COD BOD5 TSS NO3- Pts
Đối chứng
Bèo tây Rau muống
Rau ngổ
Hình 4.10. Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của các loại thực vật thủy sinh sau 4 tuần.
* Về hiệu suất xử lý cho thấy rõ ràng sau 4 tuần các loại thực vật có hiệu suất xử lý nước thải rất cao,các chỉ tiêuđượcxử lý bằng rau ngổ đạt gần 90%. Điều đó chứng tỏ các loại cây này có khả năng xử lý các hàm lượng có trong nước thải rất tốt, đặc biệt là cây rau ngổ có hiệu suất xử lý là tốt nhất.
PHẦN 5
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. Kết luận
Qua điều tra thực tế và lấy mẫu phân tích nước thải sinh hoạt ở khu kí túc xá cho thấy các chỉ tiêu quan trắc đều vượt mức cho phép nhiều lần cụ thể:
BOD5: vượt ngưỡng quy chuẩn 10,09 lần; COD: vượt ngưỡng quy chuẩn; TSS: vượt ngưỡng quy chuẩn 3,8 lần; NO3- vượt ngưỡng quy chuẩn 4,7 lần; Tổng P vượt ngưỡng quy chuẩn 4,9 lần.
Việc sử dụng thực vật thủy sinh đạt hiệu quả khá cao, sau 4 tuần làm thí nghiệm theo dõi cho thấy hàm lượng các chất dinh dưỡng trong nước thải sinh hoạt đều giảm đi đáng kể
- Chỉ tiêu BOD5 giảm từ 97,73 mg/l ( xử lý bằng rau ngổ, sau 2 tuần) xuống còn 28 mg/l ( xử lý bằng rau ngổ, sau 4 tuần. Hiệu suất xử lý trong thời gian 4 tuần là 90,7%).
- Chỉ tiêu COD sau khi xử lý bằng rau ngổ, sau 2 tuần từ 91,13 mg/l xuống còn 35mg/l, sau 4 tuần, hiệu suất xử lý trong thời gian 4 tuần là 90,4%)
- Chỉ tiêu TSS giảm từ 105,76 mg/l (xử lý sau 2 tuần, bằng rau ngổ ) xuống còn 45,4 mg/l (xử lý bằng rau ngổ, sau 4 tuần. Hiệu suất xử lý sau 4 tuần là76,1% ).
- Chỉ tiêu NO3-giảm từ 73,1 mg/l (xử lý bằng rau ngổ, sau 2 tuần ) xuống còn 29,7 mg/l (xử lý bằng rau ngổ, sau 4 tuần. Hiệu suất xử lý sau 4 tuần là 79%);
- Chỉ tiêu Pts (PO4-) giảm từ 13,7 mg/l ( sau 2 tuần xử lý, bằng rau ngổ) xuống còn 3,5 mg/l (xử lý sau 4 tuần, bằng rau ngổ. Hiệu suất xử lý sau 4 tuần là 76,1%).
Như vậy ta thấy được xử lý bằng rau ngổ làm giảm hàm các chất dinh dưỡng như BOD5, COD, TSS, Tổng N, Tổng P có trong nước thải sinh hoạt tốt hơn bèo tây và rau muống.
Theo kết quả phân tích ANOVA, hàm lượng các chất trong nước thải sinh hoạt ở các công thức thí nghiệm có sự sai khác ở độ tin cậy 95%. CT4 ( Rau Ngổ) được xếp nhóm d do hàm lượng các chất trong nước thải là thấp
nhất. Cây rau ngổ có khả năng xử lý tốt nhất.
5.2. Kiến nghị
- Tiếp tục nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng xử lý của thực vật thủy sinh.
- Nước thải sinh hoạt ở các khu kí túc xá trước khi thải ra môi trường cần cho qua hệ thống ao sinh học bằng một số loài thực vật thủy sinh nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
- Tiếp tục thử nghiệm phân tích thêm một số các chỉ tiêu ô nhiễm khác có trong nước thải sinh hoạt như colifrom, kim loại nặng…để đánh giá được toàn diện hơn về khả năng xử lý của thực vật thủy sinh, đồng thời tiếp tục thử nghiệm khả năng lọc của một số vật liệu khác.
- Số liệu phân tích đầu ra cho thấy hiệu suất chuyển hóa N, P rất cao tuy nhiên vẫn còn chưa ổn định, do đó cần có thêm thời gian vận hành, tìm ra phương pháp tối ưu để hiệu suất đạt được cao nhất.
- Cần nghiên cứu thêm các loại cây mới để làm tăng khả năng xử lý và tạo vẻ đẹp cảnh quan.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Việt Dũng (2010), "Thử nghiệm khả năng xử lý nước thải ô nhiễm bằng chế phẩm EM thứ cấp từ EM gốc". Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.
2. Đại học Thái Nguyên, giới thiệu chung http://www.tnu.edu.vn.
3. Nguyễn thế Đặng (2010), "Biện pháp sinh học trong xử lý môi trường", Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.
4. Nguyễn Thanh Hải (2011), "Bài giảng Ô nhiễm môi trường". 5. Thành phần nước thải sinh hoạt tính theo phương pháp APHA. 6. QCVN 14: 2008, Quy chuẩn quốc gia về nước thải sinh hoạt.
7. Lê Văn Khoa (2003), Giáo trình khoa học môi trường, NXB giáo dục, Hà Nội. 8. Dư Ngọc Thành (2013), "Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải và chất thải rắn". 9. Quốc Tuấn và cộng sự (2006), "Đưa thực vật thủy sinh vào hệ thống nuôi
trồng thủy sản để làm sạch môi trường nước", Tạp chí khoa học trường Đại học Nông Nghiệp I.
10. http://www.tnu.edu.vn/dhnl
11. Luật Bảo vệ Môi trường năm 2005.
http://www.khoahoc.com.vn/doisong/ung-dung/665_xu-ly-nuoc-thai-bang-thu y-sinh-thuc-vat.aspx.
12. Moitruong.xaydung.gov.vn. 13. vi.wikipedia.org.
II. Tài liệu tiếng anh
14. Seidel, K., (1976),“Macrophytes and water purification”, in: Biological Control of Water Pollution, J. Tourbier, and R.W. Pierson, eds., Pennsylvania University Press, Philadelphia, pp. 109-122.
15. Sardinia (2005), Leachate treatment using vertical subsurface flow wetland systems- findings from two pilot studies. 10th Int. Waste