Đồ án Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui, huyện Củ Chi

p với môi trường ẩm ướt.” - Theo các nhà khoa học New Zealand : “Đất ngập nước là một khái niệm chung để chỉ những vùng đất ẩm ướt từng thời kỳ hoặc thường xuyên. Những vùng đất ngập nước ở mức cạn và những vùng chuyển tiếp giữa đất và nước. Nước có thể là nước ngọt, nước lợ hoặc nước mặn. Đất ngập nước ở trạng thái tự nhiên hoặc đặc trưng bởi các loại thực vật và động vật thích hợp với điều kiện sống ẩm ướt.” - Theo các nhà khoa học Ôxtrâylia : “Đất ngập nước là những vùng đầm lầy, bãi lầy than bùn, tự nhiên hoặc nhân tạo, thường xuyên, theo mùa hoặc theo chu kỳ, nước tĩnh hoặc nước chảy, nước ngọt, nước lợ hoặc nước mặn, bao gồm những bãi lầy và những khu rừng ngập mặn lộ ra khi thuỷ triều xuống thấp.” - Định nghĩa do các kỹ sư quân đội Mỹ đề xuất và là định nghĩa chính thức tại mỹ : “Đất ngập nước là những vùng đất bị ngập hoặc bão hoà bởi nước bề mặt hoặc nước ngầm một cách thường xuyên và thời gian ngập đủ để hỗ trợ cho tính ưu việt của thảm thực vật thích nghi điển hình trong điều kiện đất bão hoà nước. Đất ngập nước nhìn chung gồm: đầm lầy, đầm phá, đầm lầy cây bụi và những vùng đất tương tự.” - Những định nghĩa trên theo nghĩa hẹp, nhìn chung đều xem đất ngập nước như đới chuyển tiếp sinh thái, những diện tích chuyển tiếp giữa môi trường trên cạn và ngập nước, những nơi mà sự ngập nước của đất gây ra sự phát triển của một hệ thực vật đặc trưng. Hiện nay định nghĩa theo công nước Ramsar là định nghĩa được nhiều người sử dụng. II. CÁC CHỨC NĂNG CỦA ĐẤT NGẬP NƯỚC 1. Chức năng sinh thái của đất ngập nước. - Nạp nước ngầm : nước được thấm từ các vùng đất ngập nước xuống các tầng ngập nước trong lòng đất, nước được giữ ở đó và điều tiết dần thành dòng chảy bề mặt ở vùng đất ngập nước khác cho con người sử dụng. - Hạn chế ảnh hưởng của lũ lụt : bằng cách giữ và điều hoà lượng nước mưa như bồn chứa tự nhiên, giải phóng nước lũ từ từ, từ đó có thể làm giảm hoặc hạn chế lũ ở vùng hạ lưu. - Ổn định vi khí hậu : do chu trình trao đổi chất và nước trong các hệ sinh thái, nhờ lớp phủ thực vật của đất ngập nước, sự cân bằng giữa O2 và CO2 trong khí quyển làm cho vi khí hậu địa phương được ổn định, đặc biệt là nhiệt độ và lượng mưa ổn định. - Chống sống, bão, ổn định bờ biển và chống xói mòn : nhờ lớp phủ thực vật, đặc biệt là rừng ngập mặn ven biển, thảm cỏ… có tác dụng làm giảm sức gió của bão và bào mòn đất của dòng chảy bề mặt. - Xử lý, giữ lại chất cặn, chất độc, chất ô nhiễm : vùng đất ngập nước được coi như là bể lọc tự nhiên, có tác dụng giữ lại các chất lắng đọng và chất độc( chất thải sinh hoạt và công nghiệp). - Giữ lại chất dinh dưỡng : làm nguồn phân bón cho cây và thức ăn của các sinh vật sống trong hệ sinh thái đó. - Sản xuất sinh khối : rất nhiều vùng đất ngập nước là nơi sản xuất và xuất khẩu sinh khối làm nguồn thức ăn cho các sinh vật thủy sinh, các loài động vật hoang dã cũng như vật nuôi. - Giao thông thủy : hầu hết sông, kênh, rạch, các vùng hồ chứa nước lớn, vùng ngập lụt thường xuyên hay theo mùa,… đặc biệt là vùng đồng bằng sông Cửu Long, vận chuyển thủy đóng vai trò hết sức quan trọng trong đời sống cũng như phát triển kinh tế của các cộng đồng dân cư địa phương. - Giải trí, du lich : các khu bảo tồn đất ngập nước như Tràm Chim ( Tam Nông, Đồng Tháp), và Xuân Thuỷ (Nam Định), nhiều vùng cảnh quan đẹp như Bích Động và Vân Long, cũng như nhiều đầm phá ven biển miền Trung… thu hút nhiều du khách đến tham quan giải trí. 2. Chức năng kinh tế - Tài nguyên rừng : các loài động vật thường rất phong phú ở các vùng đất ngập nước, tạo nên nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú, có thể khai thác để phục vụ lợi ích kinh tế. Tài nguyên rừng cung cấp một loạt các sản phẩm quan trọng như : gỗ, than, củi và các sản phẩm khác như nhựa, tinh dầu, tanin, dược liệu. Nhiều vùng đất ngập nước rất giàu động vật hoang dã đặc biệt là các loài chim nước, cung cấp nhiều loại sản phẩm, trong đó có nhiều loại có giá trị thương mại cao( da cá sấu, đồi mồi). - Thuỷ sản : các vùng đất ngập nước là môi trường sống và là nơi cung cấp thức ăn cho các loài thủy sinh có giá trị kinh tế cao như cá, tôm, cua, động vật thân mềm… - Tài nguyên cỏ và tảo biển : nhiều diện tích đất ngập nước ven biển có những loại tảo, cỏ biển là nguồn thức ăn của nhiều loài thủy sinh vật và còn được sử dụng làm thức ăn cho người và gia súc, làm phân bón và dược liệu… - Sản phẩm nông nghiệp : các ruộng lúa nước chuyên canh hoặc xen canh với các cây hoa màu khác đã tạo nên nhiều sản phẩm quan trọng khác của vùng đất ngập nước. - Cung cấp nước ngọt : nhiều vùng đất ngập nước là nguồn cung cấp nước ngọt cho sinh hoạt, cho tưới tiêu, cho chăn nuôi gia súc và sản xuất công nghiệp. - Tiềm năng năng lượng : than bùn là một nguồn nhiên liệu quan trọng, các đập, thác nước cũng là nguồn cung cấp năng lượng. Rừng tràm Việt Nam có khoảng 305 triệu tấn than bùn cung cấp nguồn năng lượng lớn. Lớp than bùn này được dùng làm phân bón và ngăn cản quá trình xì phèn. 3. Giá trị đa dạng sinh học. - Giá trị đa dạng sinh học là thuộc tính đặc biệt và quan trọng của đất ngập nước. Nhiều vùng đất ngập nước là nơi cư trú rất thích hợp của các loài động vật hoang dã, đặc biệt là loài chim nước, trong đó có nhiều loài chim di trú. - Chỉ riêng hệ sinh thái rừng ngập mặn vùng cửa sông ven biển, một kiểu hệ sinh thái được tạo thành bởi môi trường trung gian giữa biển và đất liền, là một hệ sinh thái có năng suất cao, đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế, bảo vệ môi trường và đa dạng sinh học. Đó là nơi cung cấp các lâm sản, nông sản và hải sản có giá trị kinh tế cao. Bên cạnh vai trò điều hoà khí hậu, hạn chế xói lở, ổn định và mở rộng bãi bồi. - Giá trị đa dạng sinh học của đất ngập nước bao gồm cả giá trị văn hóa, nó liên quan tới cuộc sống tâm linh, các lễ hội truyền thống phản ánh ước vọng của người dân địa phương sống trong đó và các hoạt động du lịch sinh thái… giá trị văn hoá bao gồm cả tri thức bản địa của người dân trong nuôi trồng, khai thác và sử dụng các tài nguyên thiên nhiên và cách thích ứng của con người với môi trường tự nhiên( lũ lụt, hiện tượng ngập nước theo mùa hoặc đột biến của thiên nhiên…). Nhiều kết quả nghiên cứu đã chứng minh mối quan hệ giữa tự nhiên, xã hội, ngôn ngữ và văn hoá là không thể tách rời, nó thể hiện lòng tin của con người. Thông thường nơi nào có giá trị đa dạng sinh học cao thì cũng là nơi cư trú của người dân bản địa. Người ta chưa thống kê được bao nhiêu xã hội truyền thống nhưng loại trừ các cư dân thành thị còn khoảng 85% dân số thế giới sống ở các vùng địa lý khác nhau : vùng địa cực, vùng sa mạc, vùng savan, các vùng rừng nhiệt đới và vùng đất ngập nước… tất cả các yếu tố tự nhiên này góp phần không nhỏ tạo nên văn hoá truyền thống của người dân địa phương. Bảo tồn các hệ sinh thái tự nhiên trong đó có các hệ sinh thái đất ngập nứơc cũng là bảo vệ cái nôi văn hoá truyền thống. III. CÁC LOẠI HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO VÀ CƠ CHẾ CÁC QUÁ TRÌNH XỬ LÝ TRONG ĐẤT NGẬP NƯỚC 1. Lịch sử sử dụng đất ngập nước để làm sạch nước. - Đất ngập nước được sử dụng để cải thiện chất lượng nước đã được biết đến vào những thập kỷ 20 của thế kỷ trước, nhưng hầu hết là các đất ngập nước tự nhiên (U.S. EPA, 1999). Những nghiên cứu xây dựng đất ngập nước ( Đất ngập nước nhân tạo) để xử lý nước thải bắt đầu vào những năm 1950 ở Đức (Seidel, 1976), ở Hoa kỳ vào những năm 1970 đến 1980 và phát triển mạnh trong những năm 1990, người ta xây dựng nhiều hệ thống xử lý nước thải bằng đất ngập nước và áp dụng rộng rải không chỉ để xử lý nước thải đô thị mà còn để xử lý nước thải cho các khu công nghiệp vùng khai khoáng và nước thải nông nghiệp. [10] Hình 3.1 : Mẫu mô hình đất ngập nước 2. Các loại hình đất ngập nước nhân tạo Các hệ thống bãi lọc khác nhau bởi dòng chảy, môi trường và các loài thực vật trồng trên bãi lọc. Một cách tổng quát ta có thể phân loại bãi lọc trồng cây thành hai loại: 2.1. Bãi lọc trồng cây ngập nước(FWS) - Hệ thống này mô phỏng một đầm lầy hay đất ngập nước tự nhiên. Dưới đáy bãi lọc là một lớp đất sét tự nhiên hay nhân tạo, hoặc rải một lớp vải nhựa chống thấm. Trên lớp chống thấm là đất hoặc vật liệu phù hợp cho sự phát triển của thực vật có thân nhô lên khỏi mặt nước. Dòng nước nước thải chảy ngang trên bề mặt lớp vật liệu lọc. Hình dạng bãi lọc này thường là kênh dài hẹp, vận tốc dòng chảy chậm, thân cây trồng nhô lên trong bãi lọc là những điều kiện cần thiết để tạo nên chế độ thuỷ kiểu dòng chảy đẩy ( plug-flow). Hình 3.2 : Bãi lọc trồng cây dòng chảy mặt 2 .2 . Bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm hay bãi lọc ngầm trồng cây - Hệ thống này chỉ mới xuất hiện gần đây và được biết đến với các tên gọi khác nhau như lọc ngầm trồng cây( Vegetated submerged bed – VBS), hệ thống xử lý với vùng rễ (Root zone system ), bể lọc với vật liệu sỏi trồng sậy ( Rock reed filter) hay bể lọc vi sinh và vật liệu ( Microbial rock filter). Cấu tạo của bãi lọc ngầm trồng cây về cơ bản cũng gồm các thành phần tương tự như bãi lọc trồng cây ngập nước nhưng nước thải chảy ngầm trong phần lọc của bãi lọc. Lớp lọc, nơi thực vật phát triển trên đó, thường gồm có đất, cát, sỏi, đá dăm và được xếp theo thứ tự từ trên xuống dưới, giữ độ xốp của lớp lọc. Dòng chảy có thể có dạng chảy từ dưới lên, từ trên xuống dưới hoặc chảy theo phương nằm ngang. Dòng chảy phổ biến nhất ở bãi lọc ngầm là dòng chảy ngang. Hầu hết các hệ thống được thiết kế với độ dốc 1% hoặc hơn. - Khi chảy qua lớp vật liệu lọc, nước thải được lọc sạch nhờ tiếp xúc với bề mặt của các hạt vật liệu lọc và vùng rễ của thực vật trồng trong bãi lọc. Vùng ngập nước thường thiếu oxy, nhưng thực vật của bãi lọc có thể vận chuyển một lượng oxy đáng kể tới hệ thống rễ tạo nên tiểu vùng hiếu khí cạnh rễ và vùng rễ. cũng có một vùng hiếu khí trong lớp lọc sát bề mặt tiếp giáp giữa đất và không khí. - Bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy ngang có khả năng xử lý chất hữu cơ và rắn lơ lửng tốt, nhưng khả năng xử lý các chất dinh dưỡng lại thấp, do điều kiện thiếu oxy, kị khí trong các bãi lọc không cho phép nitrat hoá amoni nên khả năng xử lý nitơ bị hạn chế. Xử lý phốtpho cũng bị hạn chế do các vật liệu lọc được sử dụng ( sỏi, đá dăm) có khả năng hấp phụ kém. Hình 3.3 : Bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm 3. Cơ chế các quá trình xử lý - Để thiết kế, xây dựng, vận hành bãi lọc trồng cây chính xác, đạt hiệu quả cao, việc nắm rõ cơ chế xử lý nước thải của bãi lọc là hết sức cần thiết. Các cơ chế đó bao gồm lắng, kết tủa, hấp phụ hoá học, trao đổi chất của vi sinh vật và sự hấp thụ của thực vật. Các chất ô nhiễm có thể được loại bỏ nhờ nhiều cơ chế đồng thời trong bãi lọc. [2] 3.1. Loại bỏ các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học. - Trong các bãi lọc, phân huỷ sinh học đóng vai trò lớn nhất trong việc loại bỏ các chất hữu cơ dạng hoà tan hay dạng keo có khả năng phân huỷ sinh học (BOD) có trong nước thải. BOD còn lại cùng các chất rắn lắng được sẽ bị loại bỏ nhờ quá trình lắng. Cả bãi lọc ngầm trồng cây và bãi lọc trồng cây ngập nước về cơ bản hoạt động như bể lọc sinh học. Tuy nhiên, đối với bãi lọc trồng cây ngập nước, vai trò của các vi sinh vật lơ lửng dọc theo chiều sâu cột nước của bãi lọc đối với việc loại bỏ BOD cũng rất quan trọng. Cơ chế loại bỏ BOD trong các màng vi sinh vật bao bọc xung quanh lớp vật liệu lọc tương tự như trong bể lọc sinh học nhỏ giọt. Phân hủy sinh học xảy ra khi các chất hữu cơ hoà tan được mang vào lớp màng vi sinh bám trên phần thân ngập nước của thực vật, hệ thống rễ và những vùng vật liệu lọc xung quanh, nhờ quá trình khuếch tán. Vai trò của thực vật trong bãi lọc là: + Cung cấp môi trường thích hợp cho vi sinh vật thực hiện quá trình phân hủy sinh học( hiếu khí) cư trú. + Vận chuyển oxy vào vùng rễ để cung cấp cho quá trình phân hủy sinh học hiếu khí trong lớp vật liệu lọc và bộ rễ. Hình 3.4 : Đường đi của BOD/Cacbon trong đất ngập nước 3.2. Loại bỏ chất rắn - Các chất lắng được loại bỏ dễ dàng nhờ cơ chế lắng trọng lực, vì hệ thống bãi lọc trồng cây có thời gian lưu nước dài. Chất rắn không lắng được, chất keo có thể được loại bỏ thông qua cơ chế lọc ( nếu có sử dụng cát lọc), lắng và phân hủy sinh học (do sự phát triển của vi sinh vật), hút bám, hấp phụ lên các chất rắn khác ( thực vật, đất, cát, sỏi…) nhờ lực hấp dẫn Van De Waals, chuyển động Brown. Đối với sự hút bám trên lớp nền, một thành phần quan trọng của bãi lọc ngầm, Sapkota và Bavor(1994) cho rằng, chất rắn lơ lửng được loại bỏ trước tiên nhờ quá trình lắng và phân hủy sinh học, tương tự như các quá trình xảy ra trong bể sinh học nhỏ giọt. - Các cơ chế xử lý trong hệ thống này phụ thuộc rất nhiều vào kích thước và tính chất của các chất rắn có trong nước thải và các dạng vật liệu lọc được sử dụng. Trong mọi trường hợp, thực vật trong bãi lọc không đóng vai trò đáng kể trong việc loại bỏ các chất rắn. Hình 3.5 : Đường đi của các hạt rắn trong đất ngập nước 3.3. Loại bỏ Nitơ - Nitơ được loại bỏ trong các bãi lọc chủ yếu nhờ 3 cơ chế chủ yếu sau: + Nitrat hoá/khử nitơ + Sự bay hơi của amoniăc(NH3) + Sự hấp thụ của thực vật - Hiện nay các nhà nghiên cứu vẫn chưa thống nhất về tầm quan trọng của các cơ chế khử nitơ như đặc biệt với hai cơ chế nitrat hoá/khử nitrat và sự hấp thụ của thực vật. - Trong các bãi lọc, sự chuyển hoá của nitơ xảy ra trong các tầng oxy hoá và khử của bề mặt tiếp xúc giữa rễ và đất, phần ngập nước của thực vật có thân nhô lên khỏi mặt nước. Nitơ hữu cơ bị oxy hoá thành NH4+ trong cả hai lớp đất oxy hoá và khử. Lớp oxy hoá và phần ngập của thực vật là những nơi chủ yếu xảy ra quá trình nitrat hóa, tại đây NH4+ chuyển hoá thành NO2- bởi vi khuẩn Nitrosomonas và cuối cùng thành NO3- bởi vi khuẩn Nitrobacter. Ở môi trường nhiệt độ cao hơn, một số NH4+ chuyển sang dạng NH3 và bay hơi vào không khí. Nitrat trong tầng khử sẽ bị hụt đi nhờ quá trình khử nitrat, lọc hay do thực vật hấp thụ. Tuy nhiên, nitrat được cấp vào từ vùng oxy hoá nhờ hiện tượng khuếch tán. - Đối với bề mặt chung giữa đất và rễ, oxy từ khí quyển khuếch tán vào vùng lá, thân, rễ của các cây trồng trong bãi lọc và tạo nên một lớp giàu oxy tương tự như lớp bề mặt chung giữa đất và nước. Nhờ quá trình nitrat hoá diễn ra ở vùng hiếu khí, tại đây NH4+ bị oxy hoá thành NO3-. Phần NO3- không bị cây trồng hấpthụ sẽ bị khuếch tán vào vùng thiếu khí, và bị khử thành N2 và N2O do quá trình khử nitrat. Lượng NH4+ trong vùng rễ được bổ sung nhờ nguồn NH4+ từ vùng thiếu khí khuếch tán vào. Hình 3.6 : Đường đi của Nitơ trong đất ngập nước 3.4. Loại bỏ Phốtpho - Cơ chế loại bỏ phốtpho trong bãi lọc trồng cây gồm có sự hấp thụ của thực vật, các quá trình đồng hoá của vi khuẩn, sự hấp phụ lên đất, vật liệu lọc( chủ yếu là lên đất sét) và các chất hữu cơ, kết tủa và lắng các ion Ca2+, Mg2+, Fe3+, và Mn2+. Khi thời gian lưu nước dài và đất sử dụng có cấu trúc mịn thì các quá trình loại bỏ phốtpho chủ yếu là sự hấp phụ và kết tủa, do điều kiện này tạo cơ hội tất cho quá trình hấp phụ phốtpho và các phản ứng trong đất xảy ra (Reed và Brown, 1992; Reed và nnk, 1998). - Tương tự như quá trình loại bỏ nitơ, vai trò của thực vật trong vấn đề loại bỏ phốtpho vẫn còn là vấn đề tranh cãi. Dù sao, đây cũng là cơ chế duy nhất đưa hẳn phốtpho ra khỏi hệ thống bãi lọc. Các quá trình hấp phụ, kết tủa và lắng chỉ đưa được phốtpho vào đất hay vật liệu lọc. Khi lượng phốtpho trong lớp vật liệu vượt quá khả năng chứa thì vật liệu phần vật liệu hay lớp trầm tích đó phải được nạo vét và xả bỏ. Hình 3.7 : Đường đi của phốtpho trong đất ngập nước 3.5. Loại bỏ kim loại nặng - Khi các kim loại nặng hoà tan trong nước thải chảy vào bãi lọc trồng cây, các cơ chế loại bỏ chúng gồm có: + Kết tủa và lắng ở dạng hydrôxit không tan trong vùng hiếu khí, ở dạng sunfit kim loại trong vùng kị khí của lớp vật liệu. + Hấp phụ lên các kết tủa oxyhydrôxit sắt, Mangan trong vùng hiếu khí. + Kết hợp, lẫn với thực vật chết và đất. + Hấp thụ vào rễ, thân và lá của thực vật trong bãi lọc trồng cây. - Các nghiên cứu chưa chỉ ra được cơ chế nào trong các cơ chế nói trên có vai trò lớn nhất, nhưng nhìn chung có thể nói rằng lượng kim loại được thực vật hấp thụ chỉ chiếm một phần nhất định (Gersberg et al, 1984; Reed et al…, 1988; Wildemann&Laudon, 1989; Dunbabin&Browmer, 1992). Các loại thực vật khác nhau có khả năng hấp thụ kim loại nặng rất khác nhau. Bên cạnh đó, thực vật đầm lầy cũng ảnh hưởng gián tiếp đến sự loại bỏ và tích trữ kim loại nặng khi chúng ảnh hưởng tới chế độ thủy lực, cơ chế hoá học lớp trầm tích và hoạt động của vi sinh vật. Vật liệu lọc là nơi tích tụ chủ yếu kim loại nặng. Khi khả năng chứa các kim loại nặng của chúng đạt tới giới hạn thì cần nạo vét và xả bỏ để loại kim loại nặng ra khỏi bãi lọc. 3.6. Loại bỏ các hợp chất hữu cơ - Các hợp chất hữu cơ được loại bỏ trong các bãi lọc trồng cây chủ yếu nhờ cơ chế bay hơi, hấp phụ, phân hủy bởi các vi sinh vật ( chủ yếu là vi khuẩn và nấm), và hấp thụ của thực vật. + Yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất loại bỏ các hợp chất hữu cơ nhờ quá trình bay hơi là hàm số phụ thuộc của trọng lượng phân tử chất ô nhiễm và áp suất riêng phần giữa hai pha khí-nước xác định bởi định luật Henry. - Quá trình phân hủy các chất bẩn hữu cơ chính nhờ các vi khuẩn hiếu khí và kị khí đã được khẳng định (Tabak và nnk, 1981; Bouwer&McCarthy, 1983), nhưng quá trình hấp phụ các chất bẩn lên màng vi sinh vật phải xảy ra trước quá trình thích nghi và phân hủy sinh học. Các chất bẩn hữu cơ chính còn có thể được loại bỏ nhờ quá trình hút bám vật lý lên bề mặt các chất rắn lắng được và sau đó là quá trình lắng. Quá trình này thường xảy ra ở phần đầu của bãi lọc. Các hợp chất hữu cơ cũng bị thực vật hấp thụ ( Polprasert và Dan, 1994), tuy nhiên cơ chế này còn chưa được hiểu rõ và phụ thuộc nhiều vào loài thực vật được trồng, cũng như đặc tính của các chất bẩn. 3.7. Loại bỏ vi khuẩn và virut - Cơ chế loại vỏ vi khuẩn, virut trong các bãi lọc trồng cây về bản chất cũng giống như quá trình loại bỏ các vi sinh vật này trong hồ sinh học. Vi khuẩn và virut có trong nước thải được loại bỏ nhờ: + Các quá trình vật lý như dính kết và lắng, lọc, hấp phụ. + Bị tiêu diệt do điều kiện môi trường không thuận lợi trong một thời gian dài. - Các quá trình vật lý cũng dẫn đến sự tiêu diệt vi khuẩn, virut. Tác động của các yếu tố lý-hoá của môi trường tới mức độ diệt vi khuẩn đã được công bố trong nhiều tài liệu : nhiệt độ ( Mara và Silva, 1979), pH (Parhad và Rao, 1974; Him và nnk, 1980; Pearson và nnk, 1987), bức xạ mặt trời ( Moeller và Calkins, 1980; Polprasert và nnk,1983; Sarikaya và Saatci, 1987). Các yếu tố sinh học bao gồm : thiếu chất dinh dưỡng ( Wu và Klein, 19760), do các sinh vật khác ăn ( Ellis, 1983). Hiện những bằng chứng về vai trò của thực vật trong việc khử vi khuẩn, virut trong hệ sinh thái đầm lầy còn chưa được nghiên cứu rõ. Hình 3.8 : Quá trình loại bỏ vi khuẩn trong đất ngập nước IV. PHÂN LOẠI CÁC NHÓM THỰC VẬT THUỶ SINH - Các loại thực vật thuỷ sinh tuy không đa dạng bằng các loài phát triển trên cạn, nhưng thực vật thuỷ sinh cũng phát triển phong phú ở nhiều nơi trên trái đất đặc biệt là ở những vùng có khí hậu nóng ẩm nhưng vùng xích đạo, cận xích đạo. - Thực vật thuỷ sinh là những loài có khả năng thích nghi cao với môi trường sống ngập trong nước và một số trong các loài đó có khả năng xử lý các chất ô nhiễm trong nguồn nước với hiệu quả rất cao. Thực vật thuỷ sinh được sử dụng để cử lý nước ô nhiễm có thể chia làm 3 loại : nhóm thực vật ngập nước, nhóm thực vật trôi nổi, nhóm thực vật nữa ngập nước. [5] 1. Nhóm thực vật thuỷ sinh ngập nước - Là những thực vật sống trong lòng nước( phát triển dưới mặt nước). Đặc điểm quan trọng của các loài thực vật ngập nước là chúng tiến hành quang hợp hay các quá trình trao đổi chất hoàn toàn trong nước. - Khi thực vật thuỷ sinh sống trong long nước, có rất nhiều quá trình xảy ra không giống như thực vật sống trên cạn. Những quá trình đó bao gồm: Thứ nhất - Ánh sáng mặt trời không trực tiếp tác động vào diệp lục có ở lá mà ánh sáng mặt trời đi qua một lớp nước. Một phần năng lượng của ánh sáng mất đi do sự hấp thụ của các chất hữu cơ trong nước. Chính vì thế, phần lớn các loài thực vật thuỷ sinh sống ngập trong nước bắt buộc phải thích nghi với kiểu ánh sáng này. Mặt khác ánh sáng mặt trời chỉ có thể đâm xuyên vào nước với mức chiều sâu nhất định. Qua mức độ đó, ánh sáng sẽ yếu dần đến lúc bị triệt tiêu. Điều đó cho thấy một thực tế các loài thực vật ngập nước chỉ có thể sống ở một chiều sâu nhất định của nước. Không có ánh sáng mặt trời xuyên qua thì thực vật không phát triển. Như vậy, ánh sáng mặt trời đậm xuyên qua vào nước phụ thuộc vào hai yếu tố: + Độ đục của nước. + Chiều sâu của nước. + Aùnh sáng mặt trời có tác dụng tốt nhất ở chiều sâu của nước là 50cm trở lại. Chính vì thế, phần lớn thực vật thuỷ sinh ngập nước sống ở chiều sâu này. Thứ hai - Khí CO2 trong nước không nhiều như CO2 có trong không khí. Khả năng CO2 có trong nước thường từ những nguồn sau: + Từ quá trình hô hấp của vi sinh vật. + Từ quá trình phản ứng hoá học + Từ quá trình hoà tan của không khí - Các quá trình hô hấp thải CO2 thường xảy ra trong điều kiện thiếu oxy. Các phản ứng hoá học chỉ xảy ra trong môi trường nước chứa nhiều cacbonat. Khả năng hoà tan CO2 từ không khí rất hạn chế. Chúng chỉ xảy ra ở bề mặt nước và khả năng này thường giới hạn ở độ dày của nước khoảng 20 cm kể từ bề mặt nước. Chính những hạn chế này mà các loài thực vật thuỷ sinh thường phải thích nghi hết sức mạnh với môi trường thiếu CO2 Thứ ba - Việc cạnh tranh CO2 trong nước xảy ra rất mạnh giữa thực vật thuỷ sin