Đề tài Nghiên cứu khả năng sử dụng cây phát lộc để cải tạo bùn thải đô thị và thu sinh khối cho mục đích kinh tế

- Thị Nghè, Tàu Hũ – Bến Nghé và kênh Đôi – kênh Tẻ, các nhà máy xử lý nước thải tập trung của thành phố với công suất 200.000 đến 500.000 m3/ngày. Hầu hết lượng bùn này hiện nay chưa có phương án giải quyết, chủ yếu đỏ vào hai bãi bùn riêng của Công ty thoát nước đô thị hoặc đổ chung vào các bãi rác [11]. Công ty Thoát nước đô thị Hà Nội chịu trách nhiệm quản lý: 513, 35 km đường cống các loại; 80,55 km kênh mương; 46,13 km sông thoát nước; 44 hồ điều hoà và các công trình trạm bơm, trạm xử lý nước thải. Từ dự án thoát nước Hà Nội giai đoạn I, Công ty được trang bị đầy đủ một hệ thống xe hút và vận chuyển bùn cống tương đối hiện đại. Ngoài việc vét và nạo hút bùn cống, hệ thống cơ giới này còn tham gia vào việc hút bùn bể tự hoại cho nhiều hộ thoát nước. Tuy nhiên đối với sông mương và hồ điều hoà, phương pháp nạo vét bùn cặn chủ yếu vẫn là phương pháp thủ công. Một số phương tiện như tầu cuốc, máy hút bùn được thử nghiệm trên sông hồ nhưng không hiệu quả. Lượng bùn với độ ẩm lớn rất khó vận chuyển và thường chảy ra đường phố, gây ô nhiễm môi trường. Số lượng bùn cặn được công ty thoát nước Hà Nội nạo vét và vận chuyển về bãi chứa bùn Yên Sở năm 2008 là 112.566 tấn. Bãi đổ hiện đủ sức chứa để tiếp tục nhận bùn cặn thêm một vài năm nữa. Tuy nhiên bãi chứa bùn không được thiết kế hợp lý nên nước bùn chưa được thu gom và xử lý đúng quy trình [13]. Vấn đề xử lý bùn cặn cũng đã có đề cập đến trong một số dự án và chương trình nghiên cứu khoa học. Dự án vệ sinh môi trường 3 thành phố Hải Phòng, Hạ Long và Đà Nẵng do Ngân hàng Thế giới tài trợ đã có một số hạng mục công trình như chứa và chôn bùn tại các bãi Tràng Cát (Hải Phòng), kết hợp xử lý bùn cặn nước thải với bùn cặn bể tự hoại tại hố xử lý bùn tại trạm XLNT Cái Dăm [13]. Công ty CDM (Mỹ) cũng đang đề xuất một số giải pháp xử lý bùn cặn trong hệ thống thoát nước lưu vực kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè (TP. Hồ Chí Minh). Tuy nhiên cho đến nay vẫn chưa có một nghiên cứu nào hoàn chỉnh về đặc điểm các loại bùn cặn trong hệ thống thoát nước đô thị nước ta, các biện pháp thu gom, vận chuyển và xử lý bùn cặn chưa hợp lý, không kinh tế và còn gây mất mỹ quan hoặc ô nhiễm môi trường khu vực [10], [11]. 1.2. Các phương pháp xử lý ô nhiễm KLN trong bùn thải Quá trình xử lý bùn thải ô nhiễm đạt được hiệu quả hay không, tùy thuộc vào sự lựa chọn phương pháp. Có nhiều phương pháp được sử dụng như phương pháp vật lý, hóa học và sinh học. Hay có thể kết hợp giữa biện pháp hóa lý hay lý sinh. Biện pháp vật lý xử lý ô nhiễm bùn thải là sử dụng các lực vật lý tác động vào môi trường đất làm thay đổi cấu trúc của các chất ô nhiễm nhưng không có bản chất hóa học. Biện pháp hóa học làm thay đổi tính chất ô nhiễm, biến đổi chúng thành dạng ít ô nhiễm hơn. Còn biện pháp sinh học: dùng các đối tượng sinh học như vi sinh vật, nấm hay thực vật để hấp thu, phân hủy các chất ô nhiễm. Có hai dạng xử lý ô nhiễm bùn thải dựa theo cách thức tiến hành: insitu là xử lý trực tiếp trên cùng bùn thải ô nhiễm, và exsitu là lấy bùn thải ô nhiễm ở khu vực ô nhiễm đến nơi khác xử lý [8], [10]. 1.2.1. Phương pháp hóa lý Có rất nhiều phương pháp lý, hóa để xử lý ô nhiễm như: biện pháp dùng nhiệt ex situ, biện pháp nung bùn (incineration), rửa bùn thải (soil washing hay soil flushing), trao đổi ion, cố định chất ô nhiễm, biện pháp oxy hóa hóa học, thủy tinh hóa (vitrification) hay biện pháp cơ học là chôn lấp bùn thải [10]. Dưới đây là những biện pháp xử lý ô nhiễm bùn thải thường áp dụng: 1.2.1.1. Điện động học Nguyên tắc: phương pháp này dùng một dòng điện cường độ thấp, tác động trực tiếp qua cặp điện cực cắm xuống bùn thải ở mỗi đầu của khối bùn bị ô nhiễm. Dòng điện gây nên hiện tượng điện thẩm thấu và làm các ion di động. Người ta có thể thu được kim loại ở điện cực. Có thể thêm các chất hoạt động bề mặt để tăng tính tan của kim loại và giúp chúng dễ dàng di chuyển đến các điện cực [10]. 1.2.1.2. Thủy tinh hóa Nguyên tắc: phương pháp này ex-situ sử dụng dòng điện trực tiếp để làm nóng chảy bùn lắng và những vật liệu khác ở nhiệt độ rất cao (1600-20000C). Các chất hữu cơ bị nhiệt phân và bay hơi ở nhiệt độ cao. Hơi nước và khí của các chất hữu cơ bị cháy được hút lại khi nguội, những chất rắn đã bị nóng chảy sẽ hình thành thể thủy tinh, làm bất động hầu hết các chất vô cơ. Thời gian thực hiện có thể kéo dài từ 6-24 tháng, tùy thuộc vào mục tiêu xử lý, quy mô vùng đất xử lý và tính chất chất thải [1o]. 1.2.1.3. Oxy hóa khử các chất ô nhiễm Nguyên tắc: phản ứng oxy hóa khử sử dụng các chất hóa học để gia tăng phản ứng oxy hóa khử. Những tác nhân oxy hóa thường sử dụng là ozone, hydrogen peroxide, hypochlorine và chlorine dioxid. Tác nhân khử thường dùng sắt sulfate, sodium bisulfite, biến đổi các chất ô nhiễm thành các chất ít ô nhiễm hơn. Lĩnh vực ứng dụng: thường sử dụng nhất để khử Cr(VI) thành Cr(III); oxy hóa Ar(III) thành Ar(V), oxy hóa cyanide thành CO2 và N2 [11]. 1.2.1.4. Phương pháp chôn lấp an toàn Là biện pháp cô lập chất thải nguy hại, ngăn chặn phát tán ra môi trường, có thể đóng gói an toàn hoặc hóa rắn trước khi chôn. Nơi chôn phải được khảo sát kỹ về địa hình, thổ nhưỡng, thủy văn hạn chế gần khu dân cư, đất trồng cây lương thực, gần sông suối, gần nguồn nước sử dụng trong sinh hoạt. Cần có biện pháp kiểm soát các tác nhân gây hại, các khí sinh ra, nước rò rỉ, nước thẩm thấu [8]. 1.2.2. Biện pháp sinh học 1.2.2.1. Sử dụng vi sinh vật: biện pháp xử lý in-situ Sử dụng vi sinh vật để phân hủy các chất ô nhiễm bằng cách cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng và không khí cho chúng. Tuy nhiên đối với những nơi có nồng độ cao sẽ gây độc cho vi sinh vật. Chưa ứng dụng nhiều trong việc xử lý ô nhiễm kim loại trong bùn thải, mà thường là kết hợp với biện pháp CNTV để xử lý để tăng hiệu quả xử lý ô nhiễm [8]. 1.2.2.2. Sử dụng thực vật Công nghệ thực vật xử lý ô nhiễm là công nghệ sử dụng các đối tượng thực vật có khả năng hút và tích lũy chất ô nhiễm. Thực vật có thể chuyển chất độc thành chất không độc hay tạo thành chất dinh dưỡng làm sinh khối cố định tại các cơ quan trong cơ thể. Chất ô nhiễm có thể được hút trực tiếp đến các bộ phận trong cơ thể như rễ hoặc thân, lá [14]. Việc sử dụng các biện pháp khôi phục cải tạo đất nhờ thực vật cho thấy nhiều tiềm năng. Có hai phương pháp phổ biến nhất: Sự cố định kim loại nhờ thực vật (Phytostabilization) hay sự cố định kim loại tại chỗ bằng cách tái tạo thảm thực vật, có hay không có bổ sung các kim loại không độc và các chất phụ trợ làm gia tăng độ màu mỡ của đất. Và sự chiết tách nhờ thực vật (Phytoextraction) (sự chiết tách sinh học nhờ các thực vật siêu tích lũy) [8], [9]. Đối với những vùng đất trọc bị ô nhiễm nặng, việc áp dụng các tác nhân cố định mạnh và sự tái tạo thảm thực vật ngay sau đó có thể là một phương pháp hữu hiệu và hợp lý về mặt giá cả, đặc biệt đối với đất nông nghiệp, vườn rau, những khu công nghiệp cũ và những khu đất chứa rác. Sự cố định lâu dài và hiệu quả các kim loại sẽ góp phần làm giảm hoạt tính sinh học của các kim loại [20]. Tiếp theo, thảm thực vật sẽ được phục hồi để ổn định đất. Bên cạnh những lợi ích về mặt thẩm mỹ, lớp thực vật còn cung cấp khả năng kiểm soát ô nhiễm và tạo sự cân bằng cho đất. Sự xói mòn do gió có thể được ngăn ngừa và một khả năng cố định kim loại có hiệu quả đã được chứng minh [8]. So sánh lợi ích và chi phí xử lý ô nhiễm bùn thải của các phương pháp: Bảng 1.1. Chi phí thực hiện các biện pháp xử lý ô nhiễm đất Biện pháp Chi phí (USD/tấn) Thủy tinh hóa ( vitrification) 75 - 425 Lấp bùn lắng (landfilling) 100 - 500 Electrokinetic (điện động học) 20 - 200 Hóa học (chemical treatment) 100 - 500 Phytoextraction 5 - 40 Như vậy, để xử lý cho một tấn bùn thải, phương pháp điện động học cần chi phí gấp 5 lần và phương pháp hóa học gấp 10 lần so với biện pháp sử dụng thực vật. Ngoài ưu thế về chi phí, xử lý ô nhiễm bằng công nghệ thực vật còn có nhiều ưu điểm: không tạo ra những sản phẩm phụ, những chất phụ gây độc hại, cải tạo vùng đất trước đây không có thực vật nào tồn tại được, tạo cảnh quan sinh thái và quan trọng là ngăn chặn được sự xói mòn và phát tán ô nhiễm do gió và nước.Vì vậy, hiện nay CNTV xử lý đang được đầu tư nghiên cứu rất mạnh trên thế giới như là một biện pháp an toàn, bền vững và đầy triển vọng [9]. 1.3. Công nghệ thực vật xử lý ô nhiễm môi trường 1.3.1. Giới thiệu Khả năng làm sạch môi trường của thực vật đã được biết đến từ thế kỷ XVIII thông qua các công trình nghiên cứu của Joseph Pries, Antoine Lavoissier, Karl Sheele và Jan Ingenhousz. Tuy nhiên mãi đến những năm 1990 phương pháp này mới được nhắc đến như một loại công nghệ mới dùng để xử lý môi trường đất bị ô nhiễm bởi các KLN, các hợp chất hữu cơ [4]. Hiện nay, các nhà khoa học đã nghiên cứu tìm ra nhiều loài thực vật góp phần cải thiện môi trường, đặc biệt trong vấn đề xử lý ô nhiễm KLN. Đến nay người ta đã phát hiện hơn 400 loài phân bố trong 45 họ thực vật có khả năng hấp thụ KLN (Reever và baker,2000). Baker (trường đại học Shefied, Anh) và Brooks ( Đại học Massey, New Zealand) khi nghiên cứu về khả năng siêu hấp thụ kim loại nặng của một số loài thực vật như: Thlaspi, Alpine pennycress, Alyssum, cho thấy các loài này có thể sống và tích lũy kim loại như Co, Cu, Cr, Pb với hàm lượng lên đến 100 mg/g và Zn, Mn đến 1000mg/g [9] [16]. Tại Trung Quốc, Ma và cộng sự (2001) nghiên cứu và kết luận rằng loài Dương xỉ (Pteris Vittati) có khả năng hút đến 95% As từ đất lên chồi và nồng độ As trong chồi có thể đạt tới 23000 µg/g trọng lượng khô [18]. Ở Việt Nam, nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu về cỏ Vetiver cho kết quả có sức sống rất cao đối với những kim loại nặng. Với Pb hàm lượng gây độc đối với đa số thực vật từ 1 đến 10 ppm, còn đối với cỏ hương bài từ 21 đến 72ppm. Tương tự với Cd ngưỡng độc cho cỏ Vetiver là 45 ppm,nhưng đối với thực vật khác từ 5 đến 20 ppm. Một phát hiện hấp dẫn ở cỏ Vetiver là trong khi ngưỡng độc hại của nó đối với Cr từ 5-18 ppm và với Ni la 347 ppm thì đối với đa số thực vật khác lại bị tác động ở hàm lượng Cr từ 0,02- 0,20ppm và Ni từ 10 đến 30ppm [18]. Theo Diệp Thị Mỹ Hạnh (Đại học Khoa Học Tự Nhiên – ĐHQG TP Hồ Chí Minh) cây Thơm ổi (Lantana Camar) có thể sống trên đất ô nhiễm Pb từ 1000 – 20000ppm và hấp thụ Pb trong rễ gấp 470 – 4908 lần so với cây thực vật thông thường [14]. Bên cạnh những khả năng vốn có của thực vật, sự can thiệp công nghệ sinh học nhằm tạo ra các loài thực vật vừa có khả năng siêu hấp thụ vừa tăng sinh khối, đã mở ra một triển vọng mới cho công nghệ thực vật trong bảo vệ môi trường. Đến nay, việc áp dụng kỹ thuật gen đã đem lại thành công đáng kể. Việc chuyển gen có khả năng siêu hấp thụ kim loại ở cây Thlaspicaerulescens vào cây Mù Tạc mới có khả năng sinh trưởng nhanh, cho sinh khối lớn, chịu được kim loại độc trong đất và tích lũy một lượng lớn các nguyên tố vi lượng độc hại trong chồi [9], [15]. 1.3.2. Cơ chế xử lý Mỗi loài thực vật có nhiều cách phản ứng khác nhau đối với sự có mặt của các ion kim loại trong môi trường. Hầu hết, đều rất nhạy cảm đối với nồng độ ion KLN cao, thậm chí ở nồng độ thấp. Tuy nhiên có một số loài thực vật do quá trình thích nghi biến đổi về di truyền để có khả năng sinh trưởng ở môi trường khắc nghiệt có nồng độ các ion KL cao mà còn có thể hấp thụ và tích lũy ion KL trong các cơ quan khác nhau của cây [9]. Những cơ chế tích lũy Công nghệ xử lý bằng thực vật Phytostabilization Rhizodegradation Phytoextraction Rhizofiltration Volatilization Phydegradation Hình 1.1. Các cơ chế Phytoremediation Có rất nhiều hệ thống phân loại cơ chế của Phytoremediation, chủ yếu phân loại theo cơ chế hấp thu, dựa trên nguyên tắc cơ bản : thực vật lấy chất ô nhiễm thông qua hệ rễ. Có các cơ chế như là chất ô nhiễm được thực vật tập trung, cố định xung quanh vùng rễ (Phytostabilization), tích lũy trong các bộ phận của cây (Phytoextraction), lọc nhờ rễ (Rhizofiltration), hoặc được thực vật phân giải (Phytodegradation), sự phân giải bởi vùng rễ (Rhizophere) hay là sự bay hơi (Phytovolatilization) [9], [10]. Đối với KLN, các nghiên cứu tập trung vào các cơ chế: Phytoextraction, Phytostabilization, Phytovolatilization, đặc biệt là Phytoextraction. Phytostabilization: là cơ chế hấp thu các chất ô nhiễm trong môi trường đất hoặc nước tích lũy lại trong rễ dựa vào khả năng hấp thụ hay kết tủa chất ô nhiễm trong vùng rễ của thực vật, ngăn cản không cho chất ô nhiễm phát tán, rò rỉ các chất ô nhiễm đó theo gió hay xói mòn theo nước [9]. Các hiện tượng xảy ra ở hệ thống rễ: Phytostabilization ở vùng rễ: thực vật tiết ra các enzym và protein ở vùng rễ, các chất này sẽ kết hợp với các chất ô nhiễm, cố định các chất ô nhiễm trên bề mặt ngoài của rễ. Điều này ngăn các kim loại không đi vào tế bào rễ [19]. Và Phytostabilization trong tế bào rễ: các protein và enzym tiết ra cho phép các kim loại di chuyển vào trong rễ nhưng lập tức bị cô lập trong rễ để ngăn không cho vận chuyển lên các bộ phận khác của cây [11]. Phytoextraction: sử dụng những cây có thể chịu đựng được môi trường ô nhiễm và có khả năng tích trữ các chất ô nhiễm ở các bộ phận (rễ, thân, lá) trên cây để làm sạch vùng ô nhiễm. Sau đó, thực vật được thu hoạch và xử lý. Nếu chất ô nhiễm là kim loại nặng thì có thể thu hồi lại kim loại từ thực vật hoặc tiêu hủy thực vật [11], [17]. Rhizofiltraction: cũng tương tự như Phytoextraction nhưng khác ở chổ tích luỹ ở phần rễ và cây trồng được trồng ở dưới nước. Công nghệ này thường dùng để xử lý kim loại nặng trong môi trường nước [9]. Phytovolatilization: là cơ chế hấp thu loại bỏ chất độc trong đất thông qua cơ chế thoát hơi nước. Đối với quá trình này, chất ô nhiễm hòa tan được hấp thụ cùng với nước vào rễ, chuyển hóa lên lá và bay hơi vào không khí thông qua khí khổng. Phương pháp này thích hợp cho việc xử lý đất giàu Hg, Se và As [11]. 1.4. Tổng quan về cây phát lộc và những ứng dụng trong bảo vệ môi trường 1.4.1. Một số đặc điểm cây Phát lộc 1.4.1.1. Hình thái Cây phát lộc có rễ là rễ chùm, ngắn, màu trắng, cây có thể sống rất lâu trong đất và có thể sống từ 4–5 năm trong các lọ nước. Phát lộc thuộc nhóm cây có thân cột, cao 1m, đường kính 3-4cm. Phát lộc là loại cây bụi phát triển chậm với các lá có thể dài tới vài chục cm. Khi trồng trong đất nó có thể cao hơn 1 m nhưng sự phát triển bị hạn chế khi trồng trong chậu [4]. 1.4.1.2. Đặc điểm sinh lý, sinh thái Phát lộc có tốc độ sinh trưởng chậm, thuộc nhóm cây ưa bóng , nhiệt độ thích hợp cho sự tăng trưởng và phát triển nhất là 21 - 27 0C. Đặc điểm sinh sản của cây là nhân giống từ giâm cành, mọc khỏe, chồi mọc từ cành hay thân cây mọc rất khoẻ, tốt, rất dễ mọc đâm chồi rất nhiều từ mắt cắt của cành [4]. 1.4.2. Ứng dụng của cây Phát lộc 1.4.2.1. Xử lý ô nhiễm môi trường Những nghiên cứu về khả năng xử lý ô nhiễm môi trường của cây phát lộc được phát hiện nhưng năm gần đây, nghiên cứu đầu tiên ở Thái Lan tại Trường đại học Mahidol đã nghiên cứu xử lý nước rỉ rác bằng cây thần tài (Dracaena sanderiana) để xử lý BPA (Bisphenol A) từ hợp chất thải nguy hại chảy vào hồ chứa nước rỉ rác. Bisphenol A được sử dụng rộng rãi như một thành phần chủ yếu của việc sản xuất nhựa Polycarbonate và vật liệu chống oxi hoá của nhiều loại chất dẻo hợp chất này đã được xác định là một dạng chất gây ô nhiễm nguồn nước rỉ rác từ hộc rác thải nguy hại. Nghiên cứu được tiến hành ở nhiều nồng độ khác nhau 10% nước rỉ rác, 20%, 30%, 40%, 60%, 80%, 100% nước rỉ rác và thời gian tiếp xúc trong môi trường nước này là 0 ngày, 4 ngày, 8 ngày, 12 ngày, 16 ngày, 20 ngày. Kết quả rất khả quan là hàm lượng Bisphenol A có giảm nhanh chóng từ 20µg xuống 9,17µg trong 4 ngày và giảm xuống 4,7µg trong ngày thứ 8 và những ngày sau giảm không đáng kể [4]. Những nghiện cứu về khả năng xử lý kim loại nặng trong nước cũng nhưng trong đất đang trong giai đoạn nghiên cứu chưa có công bố chính thức nào. 1.4.2.2. Thu sinh khối cho mục đích kinh tế Giá trị kinh tế của cây phát lôc: Cây phát lộc được mọi người xem là loài cây tượng trưng cho sự may mắn, phát tài. Ở Việt Nam người ta hay sử dụng cây phát chưng cây kiểng. Hiện nay nhu cầu cuộc sống tăng cao, dẫn đến nhu cầu chơi cây kiểng tăng đáng kể. Đặc biệt là trong các dịp lễ như lễ tết cây phát lộc bán chạy nhất. Xã Minh Tân, huyện Đông Hưng, là một xã nghèo nằm cách xa trung tâm huyện và tỉnh Thái bình. Những năm trước đây, đời sống người dân xã Minh Tân gặp rất nhiều khó khăn, chủ yếu sống nhờ vào cây lúa. Vài năm trở lại đây, từ khi chuyển đổi cơ cấu cây trồng từ lúa sang cây cảnh, đời sống người dân khá lên nhiều nhờ vào thu nhập từ cây phát lộc. Giá bán mỗi chậu cây phát lộc khoảng từ 150.000 đến 2 triệu đồng/chậu, tùy thuộc vào kích cỡ tháp cây to hay nhỏ, nhiều tầng hay ít tầng [8]. Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối trượng nghiên cứu Hình 2.1. Cây Phát lộc (Dracaena sanderiana ) Đối tượng nghiên cứu là cây Phát lộc (Dracaena sanderiana ) hay còn gọi là cây Phát tài thuộc chi Huyết giác (Dracaena), họ Dracaenaceae thuộc bộ Măng tây (Asparagales) trong lớp thực vật một lá mầm. Thuộc loài cây thân thảo. Loài có sức sống cao, sinh khối lớn, môi trường sống thích hợp là môi trường bùn loãng hoặc ẩm ướt. Đối với loại bùn thải nghiên cứu là bùn thải đô thị, bao gồm bùn thải từ cống thoát nước thành phố, kênh rạch, nạo vét sông, hoạt động thương mại. Đây là loại bùn thải có hàm lượng các chất ô nhiễm cao, không xử lý triệt để sẽ gây ô nhiễm môi trường làm mất mỹ quan đô thị thành phố. Bùn thải chúng tôi nghiên cứu đó là bùn thải sông Phú Lộc và bùn thải Gara. 2.2. Địa điểm nghiên cứu Chúng tôi tiến hành nghiên cứu bùn thải tại sông Phú Lộc TP. Đà Nẵng và bùn thải tại một số Gara được thu gom trên địa bàn TP. Đà Nẵng. Thí nghiệm được tiến hành tại Phạm Như Xương, phường Hòa Khánh, quận Liên Chiểu – TP. Đà Nẵng. 2.3. Phương pháp nghiên cứu 2.3.1. Phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa Chúng tôi tiến hành lấy mẫu bùn sông Phú Lộc ngẫu nhiên theo ba đợt nạo vét bùn sông của thành phố, và lấy mẫu bùn thải tại một số Gara tại phường Hòa Khánh, quận Liên Chiểu – TP. Đà Nẵng theo phương pháp của Lê Đức. 2.3.2 Bố trí thí nghiệm Chuẩn bị thực vật, tiến hành ươm cây trong nước cho ra rễ trong khoảng 1- 1,5 tháng. Chọn những cây Phát lộc có thời gian sinh trưởng như nhau, khỏe mạnh, thân lá có kích thước tương đương nhau. Chậu có kích thước: chiều cao 16,5cm, đường kính miệng chậu 20cm, đường kính đáy 6cm chứa 5 kg bùn thải. Bố trí thí nghiệm theo kiểu CRD: Cây được trồng trong các chậu, mỗi chậu trồng 3 cây và được tiến hành trồng theo hai hàng mỗi hàng trồng 4 chậu với hai môi trường khác nhau là 100% bùn thải kí hiệu MB 1 và môi trường 70% bùn thải và có bón thêm 30% phân hữu cơ từ rác thải hữu cơ kí hiệu là MB 2. Theo dõi sự tăng trưởng của thực vật sau 1 tháng, 2 tháng thực hiện thí nghiệm trồng cây Phát lộc (Dracaena sanderiana ) trên bùn nạo vét sông Phú Lộc, và bùn thải của Gara. Hình 2.2. Bố trí thí nghiệm trồng cây Phát lộc 2.3.3. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm Tiến hành đo đạc các chỉ tiêu tăng trưởng, cân sinh khối trước và sau khi thí nghiệm của cây Phát lộc hàng tháng theo phương pháp cân đo thông thường. Phân tích hàm lượng kim loại nặng trong bùn thải và tích lũy trong thực vật đầu vào và sau 2 tháng trồng cây Phát Lộc theo phương pháp vô cơ hóa bằng 2,5ml HNO3, 2,5ml HCLO4, 1ml H2O2. Và xác định hàm lượng kim loại tổng số trong mẫu thực vật và bùn thải bằng phương phương pháp hấp thụ nguyên tử AAS880 Perkin Elmer (Mỹ) tại phòng thí nghiệm phân tích Môi trường – Trung tâm Khí tượng Thủy văn KV II TP. Đà Nẵng . 2.3.4. Phương pháp xử lý số liệu Xử lý số liệu thống kê và vẽ biểu đồ bằng phần mềm excel. So sánh các giá trị trung bình bằng phương pháp phân tích phương sai với mức ý nghĩa = 0,05. Chương 3. KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 3.1. Chất lượng của các loại bùn thải nghiên cứu Hiện nay ở Đà Nẵng, nguồn chính cung cấp nước cho các nhu cầu về nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt chủ yếu là từ các lưu vực sông Cu Đê, sông Vu Gia, sông Phú Lộc. Các con sông này vừa là nguồn cung cấp nước vừa là nơi tiếp nhận nước thải từ các hoạt động canh tác nông nghiệp, chăn nuôi, sản xuất công nghiệp và nước thải đô thị. Đây chính là nguyên nhân làm cho môi trường nước sông tại đây bị ô nhiễm. Đặc biệt là ở sông Phú Lộc là lưu vực tiếp nhận nhiều nguồn nước thải từ các công ty sản xuất của khu công nghiệp Hòa Khành, nước thải sinh hoạt khu dân cư Hòa Khánh, nuôi trồng thủy sản người dân xung quanh đã làm cho môi trường nước sông tại đây bị ô nhiễm nặng: có màu đen thẩm, mùi hôi thối rất khó chịu nhất là tại các vị trí cống xã nước thải chính vào sông [13]. Gần đây sông Phú Lộc là cũng một trong những điểm nóng môi trường thành phố trong thời gian dài vẫn chưa được xử lý triệt để. Vì vậy cần phải đánh giá tình trạng ô nhiễm của sông Phú Lộc, công ty Đô thị Môi trường TP. Đà Nẵng tiến hành lấy mẫu bùn lắng động trên sông Phú Lộc để xử lý trong dự án Đầu tư cơ sở hạ tầng ưu tiên thành phố Đà Nẵng giai đoạn 1 đã tiến hành lấy mẫu tại 3 điểm (1) tại thượng lưu sông, (2) tại điểm hạ lưu của miệng xả cống thoát nước thành phố cạnh nhà máy dệt 29/3 và (3) gần cửa sông Phú Lộc [1]. Các chỉ tiêu về chất lượng bùn như thành phần hạt, thành phần dinh dưỡng, nhiệt dung, hàm lượng muối, các chỉ tiêu kim loại nặng đã được phân tích đánh giá chất lượng bùn thải nạo vét tại đây là ô nhiễm. Kết quả thể hiện ở bảng 3.1. Bảng 3.1. Kết quả phân tích chất lượng bùn thải sông Phú Lộc Stt Thông số Đơn vị Mẫu B2-1 B2-2 B3-1 B3-2 B4-1 B4-2 1 pH - 7,4 7,6 8,0 7,7 7,7 7,5 2 Hàm lượng muối 0/00 0,4 0,35 2,38 2,06 2,96 2,26 3 TSS 0/0 26,7 24,7 32,1 35,7 11,5 18,3 4 Pb mg/kg 264 227 310 354 23 27 5 Cu mg/kg 71 87 157 130 25 34 6 Zn mg/kg 485 457 550 528 87 65 7 Cd mg/kg 47 55 80 97 25 23 8 Hg mg/kg 2,7 1,8 2,1 2,1 Vết Vết 9 Cr6+ mg/kg 188 210 325 347 Vết Vết 10 Tổng N mg/kg 0,7 0,85 0,93 0,9 0,14 0,14 12 Tổng P mg/kg 0,37 0,41 0,65 0,98 0,09 0,1 13 Nhiệt dung kcal/kg 1459 - 1515 - 1130 - Nguồn: Công ty đô thị Môi trường – TP. Đà Nẵng (2005) Hình 3.1. Hàm lượng trung bình các chất ô nhiễm trong bùn thải sông Phú Lộc Qua kết quả phân tích ở bảng 3.1 và hình 3.1 cho thấy, hàm lượng các chất ô nhiễm trong bùn thải sông Phú Lộc chủ yếu là KLN. Trong đó, các KLN Zn, Pb, Cd, Cr có hàm lượng cao nhất. Nhưng độc tính Zn thấp hơn so với các KLN Cd, Cr, Pb. Chính vì vậy chúng tôi tiến hành chọn 3 kim loại Cd, Cr, Pb để nghiên cứu trong đề tài này. Tuy chưa có khảo sát nào về hàm lượng các chất trong bùn thải gara, nhưng đây là loại bùn thải chứa nhiều yếu tố gây ô nhiễm môi trường như lượng dầu nhớt, xăng tích tụ rất lớn và có hàm lượng KLN cao. Trong phạm vì đề tài này chúng tôi chọn khảo sát hàm lượng các KLN trong bùn thải gara, sau khi phân tích chúng tôi lựa chọn 3 KLN có hàm lượng cao nhất để tiến hành nghiên cứu là Cu, Cr và Ni. 3.2. Hàm lượng các KLN trong các loại bùn thải nghiên cứu Xuất phất từ những kết quả trên trong phạm vi đề tài này chúng tôi tiến hành phân tích hàm lượng của các KLN Cu, Cr, Ni trong bùn thải Gara và KLN Cd, Cr, Pb trong bùn nạo vét sông Phú Lộc để đánh giá mức độ ô nhiễm các KLN này tại đây. Kết quả thể hiện như sau: Bảng 3.2. Hàm lượng KLN trong bùn thải Gara và sông Phú Lộc Các loại bùn thải Kim loại Hàm lượng (n = 3) Tiêu chuẩn áp dụng TC Australia ANZ1992 TCVN 72092002 Bùn thải Gara Cu 231,98 ± 5,14 60 50 Cr 51,02 ± 6,12 50 - Ni 18,13 ± 1,34 60 - Bùn sông thải Phú Lộc Cd 10,45 ± 0,47 3 2 Cr 721,56 ± 3,71 50 - Pb 122,69 ± 0,38 100 70 Kết quả ở bảng 3.2 cho thấy, nhìn chung hàm lượng các KLN trong bùn thải Gara và sông Phú Lộc đều vượt so với các tiêu chuẩn cho phép. Đối với bùn thải Gara có hàm lượng Cu vượt 4,6 lần so với tiêu chuẩn TCVN72092002. Mặt khác so sánh với tiêu chuẩn ANZ1992 của Australia thì: Cu vượt 4 lần, Cr xấp xĩ tiêu chuẩn cho phép, còn Ni vẫn nằm trong phạm vi tiêu chuẩn cho phép. Đối với bùn thải sông Phú Lộc, hàm lượng các kim loại phân tích trên đều vượt tiêu chuẩn cho phép, trong đó theo tiêu chuẩn TCVN72092002 thì hàm lượng Cd vượt 5 lần, Pb vượt 1,76 lần. Nếu so sánh với tiêu chuẩn ANZ1992 của Australia thì hàm lượng Cd vượt 3,48 lần, Cr vượt 14 lần, Pb vượt 1,2 lần. Điều này cho thấy hai loại bùn thải Gara và sông Phú Lộc đều bị ô nhiễm KLN, nếu không xử lý kịp thời sẽ làm mất mỹ quan đô thị thành phố, gây ô nhiễm đến môi trường nước, không khí xung quanh, ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Mặt khác mức độ ô nhiễm KLN trong bùn thải Gara và sông Phú Lộc không thể sử dụng cho các mục đích nông nghiệp, thương mại chính vì vậy cần phải được xử lý trước khi loại bỏ ra môi trường. 3.3. Khả năng tăng trưởng cây Phát lộc trên các loại bùn thải nghiên cứu Khả năng tăng trưởng của thực vật trên môi trường ô nhiễm là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá khả năng thích nghi, chống chịu của thực vật và cũng là một yếu tố quan trọng đối với khả năng hấp thu và tích lũy KLN của thực vật. Sự tăng trưởng của cây thường phụ thuộc vào các yếu tố môi trường bùn thải. Do đó việc đánh giá khả năng tăng trưởng của cây Phát lộc trên các