Khóa luận Nghiên cứu sử dụng cây cỏ Năng Tượng (Scripus littoralis schrab) để xử lý nước thải đầu ra ở khu công nghiệp Tân Bình đạt loại A QCVN 24:2009

ôû ñoä daøy cuûa nöôùc khoaûng 20 cm keå töø beà maët nöôùc. Chính nhöõng haïn cheá naøy maø caùc loaøi thöïc vaät thuyû sinh thöôøng phaûi thích nghi heát söùc maïnh vôùi moâi tröôøng thieáu CO2. Thöù ba Vieäc caïnh tranh CO2 trong nöôùc xaûy ra raát maïnh giöõa thöïc vaät thuyû sinh vaø taûo, keå caû vôùi vi sinh vaät quang naêng. ÔÛ nhöõng löu vöïc nöôùc khoâng chuyeån ñoäng coù söï haïn cheá raát lôùn löôïng CO2 nhöng ôû nhöõng doøng chaûy hay coù söï khuaáy ñoäng, löôïng CO2 töø khoâng khí seõ taêng leân. Nhöõng thöïc vaät ngaäp nöôùc toàn taïi hai daïng. Moät daïng thöïc vaät coù reã baùm vaøo ñaát, huùt chaát dinh döôõng trong ñaát, thaân vaø laù ngaäp trong nöôùc, moät daïng reã vaø laù lô löûng trong loøng nöôùc. b. Nhoùm thöïc vaät troâi noåi Thöïc vaät troåi noåi phaùt trieån raát nhieàu ôû caùc nöôùc naèm trong vuøng nhieät ñôùi. Caùc loaøi thöïc vaät naøy phaùt trieån treân beà maët nöôùc. Ñaây laø phaàn nhaän aùnh saùng maët trôøi tröïc tieáp. Phaàn döôùi nöôùc laø reã, reã caùc loaøi thöïc vaät naøy laø reã chuøm. Chuùng phaùt trieån trong loøng moâi tröôøng nöôùc, nhaän caùc caùc chaát dinh döôõng trong nöôùc vaø chuyeån leân laù, thöïc hieän caùc quaù trình quang hôïp. Caùc loaøi thöïc vaät noåi troâi phaùt trieån vaø sinh saûn raát maïnh Ví duï nhö: beøo luïc bình, beøo taám, rau dieáp. Nhöõng loaøi thöïc vaät naøy noãi treân maët nöôùc vaø chuùng chuyeån ñoäng treân maët nöôùc theo chieàu gioù thoåi vaø theo soùng nöôùc hay doøng nöôùc chaûy cuûa nöôùc. Ôû nhöõng khu vöïc nöôùc khoâng chuyeån ñoäng, caùc loaøi thöïc vaät naøy seõ bò doàn veà moät phía theo chieàu gioù. Coøn ôû nhöõng khu vöïc nöôùc chuyeån ñoäng nhö doøng soâng, chuùng seõ chuyeån ñoäng theo soùng nöôùc, theo gioù vaø theo doøng chaûy. Khi thöïc vaät naøy chuyeån ñoäng seõ keùo theo reã cuûa chuùng queùt trong loøng nöôùc, caùc chaát dinh döôõng seõ thöôøng xuyeân tieáp xuùc vôùi reã vaø ñöôïc haáp thu qua reã. Maët khaùc, reã cuûa caùc loaøi thöïc vaät naøy nhö nhöõng giaù theå raát tuyeät vôøi ñeå vi sinh vaät baùm vaøo ñoù, phaân huyû hay tieán haønh quaù trình voâ cô hoùa caùc chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi. So vôùi thöïc vaät ngaäp nöôùc thöïc vaät noåi coù khaû naêng xöû lyù caùc chaát oâ nhieãm raát cao. c. Thöïc vaät nöûa ngaäp nöôùc Ñaây laø loaøi thöïc vaät coù reõ baùm vaøo ñaát vaø moät phaàn than ngaäp trong nöôùc. Moät phaàn thaân vaø toaøn boä laù cuûa chuùng laïi nhoâ haún leân maët nöôùc ñeå tieán haønh quaù trình quang hôïp. Thuoäc caùc nhoùm naøy laø caùc loaøi coû nöôùc vaø caùc loaøi luùa nöôùc. Vieäc laøm saïch moâi tröôøng ñoái vôùi caùc loaøi thöïc vaät naøy chuû yeáu laø ôû phaàn laéng ôû ñaùy löu vöïc nöôùc. Nhöõng vaät chaát lô löûng thöøông ít hoaëc khoâng ñöôïc chuyeån hoaù. Caùc loaøi thaân coû thuoâc nhoùm naøy bao goàm: coû ñuoâi meøo, saäy, coû loõi baác. Caùc loaøi thöïc vaät thuyû sinh trong quaù trình phaùt trieån chòu söï aûnh höôûng raát lôùn cuûa caùc ñieàu kieän moâi tröôøng nöôùc nhö : + Nhieät ñoä + AÙnh saùng + Chaát dinh döôõng vaø caùc chaát coù trong nöôùc + pH cuûa nöôùc + Chaát khí hoaø tan trong nöôùc + Ñoä maën(haøm löôïng muoái) coù trong nöôùc + Chaát ñoäc haïi coù trong nöôùc + Doøng chaûy cuûa nöôùc + Sinh thaùi cuûa nöôùc. 3.5.3 Chöùc naêng cuûa thöïc vaät trong moâi tröôøng ngaäp nöôùc Loaïi boû caùc chaát höõu cô coù khaû naêng phaân huûy sinh hoïc: Trong caùc baõi loïc, phaân huyû sinh hoïc ñoùng vai troø lôùn nhaát trong vieäc loaïi boû caùc chaát höõu cô daïng hoaø tan hay daïng keo coù khaû naêng phaân huyû sinh hoïc (BOD) coù trong nöôùc thaûi. BOD coøn laïi cuøng caùc chaát raén laéng ñöôïc seõ bò loaïi boû nhôø quaù trình laéng. Caû baõi loïc ngaàm troàng caây vaø baõi loïc troàng caây ngaäp nöôùc veà cô baûn hoaït ñoäng nhö beå loïc sinh hoïc. Tuy nhieân, ñoái vôùi baõi loïc troàng caây ngaäp nöôùc, vai troø cuûa caùc vi sinh vaät lô löûng doïc theo chieàu saâu coät nöôùc cuûa baõi loïc ñoái vôùi vieäc loaïi boû BOD cuõng raát quan troïng. Cô cheá loaïi boû BOD trong caùc maøng vi sinh vaät bao boïc xung quanh lôùp vaät lieäu loïc töông töï nhö trong beå loïc sinh hoïc nhoû gioït. Phaân huûy sinh hoïc xaûy ra khi caùc chaát höõu cô hoaø tan ñöôïc mang vaøo lôùp maøng vi sinh baùm treân phaàn thaân ngaäp nöôùc cuûa thöïc vaät, heä thoáng reã vaø nhöõng vuøng vaät lieäu loïc xung quanh, nhôø quaù trình khueách taùn. Vai troø cuûa thöïc vaät trong baõi loïc laø: + Cung caáp moâi tröôøng thích hôïp cho vi sinh vaät thöïc hieän quaù trình phaân huûy sinh hoïc( hieáu khí) cö truù. + Vaän chuyeån oxy vaøo vuøng reã ñeå cung caáp cho quaù trình phaân huûy sinh hoïc hieáu khí trong lôùp vaät lieäu loïc vaø boä reã. Hình 3.1 Ñöôøng ñi cuûa BOD/Cacbon trong ñaát ngaäp nöôùc Loaïi boû chaát raén Caùc chaát laéng ñöôïc loaïi boû deã daøng nhôø cô cheá laéng troïng löïc, vì heä thoáng baõi loïc troàng caây coù thôøi gian löu nöôùc daøi. Chaát raén khoâng laéng ñöôïc, chaát keo coù theå ñöôïc loaïi boû thoâng qua cô cheá loïc ( neáu coù söû duïng caùt loïc), laéng vaø phaân huûy sinh hoïc (do söï phaùt trieån cuûa vi sinh vaät), huùt baùm, haáp phuï leân caùc chaát raén khaùc (thöïc vaät, ñaát, caùt, soûi…) nhôø löïc haáp daãn Van De Waals, chuyeån ñoäng Brown. Ñoái vôùi söï huùt baùm treân lôùp neàn, moät thaønh phaàn quan troïng cuûa baõi loïc ngaàm. Sapkota vaø Bavor (1994) cho raèng: chaát raén lô löûng ñöôïc loaïi boû tröôùc tieân nhôø quaù trình laéng vaø phaân huûy sinh hoïc, töông töï nhö caùc quaù trình xaûy ra trong beå sinh hoïc nhoû gioït. Caùc cô cheá xöû lyù trong heä thoáng naøy phuï thuoäc raát nhieàu vaøo kích thöôùc vaø tính chaát cuûa caùc chaát raén coù trong nöôùc thaûi vaø caùc daïng vaät lieäu loïc ñöôïc söû duïng. Trong moïi tröôøng hôïp, thöïc vaät trong baõi loïc khoâng ñoùng vai troø ñaùng keå trong vieäc loaïi boû caùc chaát raén. Hình 3.2 Ñöôøng ñi cuûa caùc haït raén trong ñaát ngaäp nöôùc Loaïi boû Nitô Nitô ñöôïc loaïi boû trong caùc baõi loïc chuû yeáu nhôø 3 cô cheá chuû yeáu sau: + Nitrat hoaù/khöû nitô + Söï bay hôi cuûa amoniaêc (NH3) + Söï haáp thuï cuûa thöïc vaät Hieän nay caùc nhaø nghieân cöùu vaãn chöa thoáng nhaát veà taàm quan troïng cuûa caùc cô cheá khöû nitô nhö ñaëc bieät vôùi hai cô cheá nitrat hoaù/khöû nitrat vaø söï haáp thuï cuûa thöïc vaät. Trong caùc baõi loïc, söï chuyeån hoaù cuûa nitô xaûy ra trong caùc taàng oxy hoaù vaø khöû cuûa beà maët tieáp xuùc giöõa reã vaø ñaát, phaàn ngaäp nöôùc cuûa thöïc vaät coù thaân nhoâ leân khoûi maët nöôùc. Nitô höõu cô bò oxy hoaù thaønh NH4+ trong caû hai lôùp ñaát oxy hoaù vaø khöû. Lôùp oxy hoaù vaø phaàn ngaäp cuûa thöïc vaät laø nhöõng nôi chuû yeáu xaûy ra quaù trình nitrat hoùa, taïi ñaây NH4+ chuyeån hoaù thaønh NO2- bôûi vi khuaån Nitrosomonas vaø cuoái cuøng thaønh NO3- bôûi vi khuaån Nitrobacter. ÔÛ moâi tröôøng nhieät ñoä cao hôn, moät soá NH4+ chuyeån sang daïng NH3 vaø bay hôi vaøo khoâng khí. Nitrat trong taàng khöû seõ bò huït ñi nhôø quaù trình khöû nitrat, loïc hay do thöïc vaät haáp thuï. Tuy nhieân, nitrat ñöôïc caáp vaøo töø vuøng oxy hoaù nhôø hieän töôïng khueách taùn. Ñoái vôùi beà maët chung giöõa ñaát vaø reã, oxy töø khí quyeån khueách taùn vaøo vuøng laù, thaân, reã cuûa caùc caây troàng trong baõi loïc vaø taïo neân moät lôùp giaøu oxy töông töï nhö lôùp beà maët chung giöõa ñaát vaø nöôùc. Nhôø quaù trình nitrat hoaù dieãn ra ôû vuøng hieáu khí, taïi ñaây NH4+ bò oxy hoaù thaønh NO3-. Phaàn NO3- khoâng bò caây troàng haápthuï seõ bò khueách taùn vaøo vuøng thieáu khí, vaø bò khöû thaønh N2 vaø N2O do quaù trình khöû nitrat. Löôïng NH4+ trong vuøng reã ñöôïc boå sung nhôø nguoàn NH4+ töø vuøng thieáu khí khueách taùn vaøo. Hình 3.3 Ñöôøng ñi cuûa Nitô trong ñaát ngaäp nöôùc Loaïi boû Phoátpho Cô cheá loaïi boû phoátpho trong baõi loïc troàng caây goàm coù söï haáp thuï cuûa thöïc vaät, caùc quaù trình ñoàng hoaù cuûa vi khuaån, söï haáp phuï leân ñaát, vaät lieäu loïc( chuû yeáu laø leân ñaát seùt) vaø caùc chaát höõu cô, keát tuûa vaø laéng caùc ion Ca2+, Mg2+, Fe3+, vaø Mn2+. Khi thôøi gian löu nöôùc daøi vaø ñaát söû duïng coù caáu truùc mòn thì caùc quaù trình loaïi boû phoátpho chuû yeáu laø söï haáp phuï vaø keát tuûa, do ñieàu kieän naøy taïo cô hoäi taát cho quaù trình haáp phuï phoátpho vaø caùc phaûn öùng trong ñaát xaûy ra (Reed vaø Brown, 1992; Reed vaø nnk, 1998). Töông töï nhö quaù trình loaïi boû nitô, vai troø cuûa thöïc vaät trong vaán ñeà loaïi boû phoátpho vaãn coøn laø vaán ñeà tranh caõi. Duø sao, ñaây cuõng laø cô cheá duy nhaát ñöa haún phoátpho ra khoûi heä thoáng baõi loïc. Caùc quaù trình haáp phuï, keát tuûa vaø laéng chæ ñöa ñöôïc phoátpho vaøo ñaát hay vaät lieäu loïc. Khi löôïng phoátpho trong lôùp vaät lieäu vöôït quaù khaû naêng chöùa thì vaät lieäu phaàn vaät lieäu hay lôùp traàm tích ñoù phaûi ñöôïc naïo veùt vaø xaû boû. Hình 3.4 Ñöôøng ñi cuûa phoátpho trong ñaát ngaäp nöôùc Loaïi boû kim loaïi naëng Khi caùc kim loaïi naëng hoaø tan trong nöôùc thaûi chaûy vaøo baõi loïc troàng caây, caùc cô cheá loaïi boû chuùng goàm coù: + Keát tuûa vaø laéng ôû daïng hydroâxit khoâng tan trong vuøng hieáu khí, ôû daïng sunfit kim loaïi trong vuøng kò khí cuûa lôùp vaät lieäu. + Haáp phuï leân caùc keát tuûa oxyhydroâxit saét, Mangan trong vuøng hieáu khí. + Keát hôïp, laãn vôùi thöïc vaät cheát vaø ñaát. + Haáp thuï vaøo reã, thaân vaø laù cuûa thöïc vaät trong baõi loïc troàng caây. Caùc nghieân cöùu chöa chæ ra ñöôïc cô cheá naøo trong caùc cô cheá noùi treân coù vai troø lôùn nhaát, nhöng nhìn chung coù theå noùi raèng löôïng kim loaïi ñöôïc thöïc vaät haáp thuï chæ chieám moät phaàn nhaát ñònh (Gersberg et al, 1984; Reed et al…, 1988; Wildemann&Laudon, 1989; Dunbabin&Browmer, 1992). Caùc loaïi thöïc vaät khaùc nhau coù khaû naêng haáp thuï kim loaïi naëng raát khaùc nhau. Beân caïnh ñoù, thöïc vaät ñaàm laày cuõng aûnh höôûng giaùn tieáp ñeán söï loaïi boû vaø tích tröõ kim loaïi naëng khi chuùng aûnh höôûng tôùi cheá ñoä thuûy löïc, cô cheá hoaù hoïc lôùp traàm tích vaø hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät. Vaät lieäu loïc laø nôi tích tuï chuû yeáu kim loaïi naëng. Khi khaû naêng chöùa caùc kim loaïi naëng cuûa chuùng ñaït tôùi giôùi haïn thì caàn naïo veùt vaø xaû boû ñeå loaïi kim loaïi naëng ra khoûi baõi loïc. Loaïi boû caùc hôïp chaát höõu cô Caùc hôïp chaát höõu cô ñöôïc loaïi boû trong caùc baõi loïc troàng caây chuû yeáu nhôø cô cheá bay hôi, haáp phuï, phaân huûy bôûi caùc vi sinh vaät (chuû yeáu laø vi khuaån vaø naám), vaø haáp thuï cuûa thöïc vaät. Yeáu toá quan troïng aûnh höôûng ñeán hieäu suaát loaïi boû caùc hôïp chaát höõu cô nhôø quaù trình bay hôi laø haøm soá phuï thuoäc cuûa troïng löôïng phaân töû chaát oâ nhieãm vaø aùp suaát rieâng phaàn giöõa hai pha khí-nöôùc xaùc ñònh bôûi ñònh luaät Henry. Quaù trình phaân huûy caùc chaát baån höõu cô chính nhôø caùc vi khuaån hieáu khí vaø kò khí ñaõ ñöôïc khaúng ñònh (Tabak vaø nnk, 1981; Bouwer&McCarthy, 1983), nhöng quaù trình haáp phuï caùc chaát baån leân maøng vi sinh vaät phaûi xaûy ra tröôùc quaù trình thích nghi vaø phaân huûy sinh hoïc. Caùc chaát baån höõu cô chính coøn coù theå ñöôïc loaïi boû nhôø quaù trình huùt baùm vaät lyù leân beà maët caùc chaát raén laéng ñöôïc vaø sau ñoù laø quaù trình laéng. Quaù trình naøy thöôøng xaûy ra ôû phaàn ñaàu cuûa baõi loïc. Caùc hôïp chaát höõu cô cuõng bò thöïc vaät haáp thuï (Polprasert vaø Dan, 1994), tuy nhieân cô cheá naøy coøn chöa ñöôïc hieåu roõ vaø phuï thuoäc nhieàu vaøo loaøi thöïc vaät ñöôïc troàng, cuõng nhö ñaëc tính cuûa caùc chaát baån. Loaïi boû vi khuaån vaø virut Cô cheá loaïi voû vi khuaån, virut trong caùc baõi loïc troàng caây veà baûn chaát cuõng gioáng nhö quaù trình loaïi boû caùc vi sinh vaät naøy trong hoà sinh hoïc. Vi khuaån vaø virut coù trong nöôùc thaûi ñöôïc loaïi boû nhôø: + Caùc quaù trình vaät lyù nhö dính keát vaø laéng, loïc, haáp phuï. + Bò tieâu dieät do ñieàu kieän moâi tröôøng khoâng thuaän lôïi trong moät thôøi gian daøi. Caùc quaù trình vaät lyù cuõng daãn ñeán söï tieâu dieät vi khuaån, virut. Taùc ñoäng cuûa caùc yeáu toá lyù-hoaù cuûa moâi tröôøng tôùi möùc ñoä dieät vi khuaån ñaõ ñöôïc coâng boá trong nhieàu taøi lieäu : nhieät ñoä (Mara vaø Silva, 1979), pH (Parhad vaø Rao, 1974; Him vaø nnk, 1980; Pearson vaø nnk, 1987), böùc xaï maët trôøi (Moeller vaø Calkins, 1980; Polprasert vaø nnk,1983; Sarikaya vaø Saatci, 1987). Caùc yeáu toá sinh hoïc bao goàm : thieáu chaát dinh döôõng (Wu vaø Klein, 19760), do caùc sinh vaät khaùc aên (Ellis, 1983). Hieän nhöõng baèng chöùng veà vai troø cuûa thöïc vaät trong vieäc khöû vi khuaån, virut trong heä sinh thaùi ñaàm laày coøn chöa ñöôïc nghieân cöùu roõ. Hình 3.5 Quaù trình loaïi boû vi khuaån trong ñaát ngaäp nöôùc Cô cheá xöû lyù oâ nhieãm nöôùc thaûi cuûa thöïc vaät thuyû sinh Quaù trình quang hôïp, quaù trình toång hôïp protein xaûy ra trong teá baøo thöïc vaät laø quaù trình taïo sinh khoái cuûa thöïc vaät. Taát caû vaät chaát taïo ra sinh khoái thöïc vaät ñöôïc laáy ra töø caùc chaát hoaëc hôïp chaát voâ cô töø moâi tröôøng soáng. Döïa vaøo nhöõng cô cheá naøy chuùng ta coù theå söû duïng thöïc vaät thuyû sinh nhö taùc nhaân chuyeån hoaù vaät chaát trong nöôùc thaûi thaønh sinh khoái thöïc vaät vaø laøm giaûm oâ nhieãm trong nöôùc thaûi. Quùa trình hoâ haáp thöïc vaät: Taát caû caùc quaù trình trao ñoåi chaát cuûa sinh vaät ñöïôc taäp trung trong teá baøo. Quaù trình hoâ haáp cuõng vaäy, quaù trình naøy ñöïôc xem nhö quaù trình phaûn öùng enzym raát ñaëc tröng. Caùc hôïp chaát höõu cô coù trong teá baøo nhö protein, polysaccharit, lipit, axit amin seõ bò oxy hoaù taïo ra CO2, H2O, caùc loaïi khí khaùc vaø naêng löôïng. Naêng löôïng ñöôïc taïo ra seõ ñöôïc tích luyõ trong phaân töû ATP. Naêng löôïng trong phaân töû ATP seõ ñöôïc teá baøo söû duïng daàn trong suoát quaù trình soáng cuûa thöïc vaät. Phöông trình toång quaùt cuûa quaù trình hoâ haáp: C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + ATP Ñöôøng glucose laø vaät chaát ñöôïc söû duïng trong quaù trình hoâ haáp thöôøng xuyeân nhaát. Khi gaëp oxy, chuùng seõ ñöôïc chuyeån thaønh carbondioxid vaø nöôùc. Naêng löôïng ñöôïc giaûi phoùng seõ ñöôïc giöõ laïi trong caùc caàu noái cuûa phaân töû ATP. Söï quang hôïp cuûa thöïc vaät: Quang hôïp laø moät trong nhöõng quaù trình raát ñaëc bieät, phoå bieán nhaát ôû taát caû caùc loaøi thöïc vaät vaø ôû moät soá loaøi vi sinh vaät. Quaù trình quang hôïp xaûy ra ôû luïc laïp. Saéc toá quang hôïp nhaän naêng löôïng maët trôøi tieán haønh oxy hoaù nöùôc, giaûi phoùng Oxy vaø CO2 ñeå taïo thaønh chaát höõu cô maø chuû yeáu laø gluxit. Quaù trình quang hôïp xaûy ra ôû 2 giai ñoaïn: giai ñoaïn saùng vaø giai ñoaïn toái: + Giai ñoaïn saùng: ôû giai ñoaïn naøy, caùc phaûn öùng xaûy ra trong maøng thylakoid, keát quaû cuûa quaù trình chuyeån hoaù naøy seõ taïo ra caùc hôïp chaát cao naêng ATP vaø NADH. + Giai ñoaïn toái: ôû giai ñoaïn naøy, caùc phaûn öùng xaûy ra trng stroma. Caùc phaûn öùng naøy caàn ñöôïc cung caáp naêng löôïng ATP vaø NADH ñeå toång hôïp ra gluxlit. Quùa trình toång hôïp protein: Protein laø moät trong nhöõng thaønh phaàn quan troïng cuûa thöïc vaät. Protein laø chuoãi polypeptit, chuùng taïo ra töø caùc axit amin noái vôùi nhau baèng lieân keát peptit. Caùc axit amin ñöôïc teá baøo toång hôïp ra vaø ñöôïc cung caáp töø moâi tröôøng beân ngoaøi. Thöïc vaät chæ ñoàng hoaù caùc hôïp chaát höõu cô ôû daïng voâ cô hoaø tan. Do ñoù, caùc axit amin coù trong teá baøo thöïc vaät chuû yeáu do teá baøo sinh toång hôïp neân. Quaù trình toång hôïp protein xaûy ra lieân tuïc ôû trong teá baøo. Nhôø ñoù caùc phaûn öùng sinh hoaù môùi ñöôïc thöïc hieän vaø nhôø ñoù, teá baøo môùi tieán haønh phaân chia vaø phaùt trieån, trong ñoù nhöõng protein – enzym chieám soá löôïng lôùn vaø ñoùng vai troø quyeát ñònh trong caùc phaûn öùng hoaù hoïc chuyeån hoaù vaät chaát. 3.7 Caùc loaïi oâ nhieãm Chaát oâ nhieãm vaøo trong moâi tröôøng ñi vaøo trong moâi tröôøng xuaát phaùt töø nhöõng nguoàn bieán ñoåi khaùc nhau. Nöôùc thaûi ñoâ thò, hoaït ñoäng coâng nghieäp, nöôùc möa, nöôùc thaûi coù tính acid, nhaø maùy loïc daàu vaø nhieàu nguoàn khaùc, taát caû tieàm aån caùc taùc ñoäng tieâu cöïc ñeán chaát löôïng moâi tröôøng. Nöôùc möa vaø nöôùc thaûi coù tính acid, nöôùc thaûi ñoâ thò, nöôùc thaûi coâng nghieäp vaø coâng nghieäp laø nhöõng nguoàn chaát gaây oâ nhieãm maø phöông phaùp xöû lyù baèng heä thoáng ÑNN thích hôïp nhaát. Maëc duø nöôùc thaûi coâng nghieäp chöùa nhieàu ñoäc toá caàn thieát xöû lyù hôn. Nöôùc chaûy ra töø raùc thaûi noâng nghieäp vaø ñoâ thò ít gaây ñoäc hôn vaø deã xöû lyù hôn trong heä thoáng ÑNN. Baûng 3.2 Caùc nguoàn coâng nghieäp Phaân loaïi Loaïi oâ nhieãm Quy trình xöû lyù sô boä Boät giaáy vaø giaáy BOD, COD, TSS, TN, maøu Laéng caën ban ñaàu, coá ñònh thoâng hôi, buøn hoaït tính. Moå vaø thaéng thòt BOD, TSS, TN, daàu môõ, ñoä maën Keo tuï, taïo boâng, tieâu thuï, hieáu khí, buøn hoaït tính. Cheá taïo hoaù chaát COD, TN, kim loaïi, ñoä maën, ñoä ñuïc. Loïc daàu Daàu môõ, TSS, BOD, COD, ñoä maënn, kim loaïi, ñoä ñuïc. Taùch daàu vaø nöôùc, coá ñònh thoâng hôi, buøn hoaït tính. Loc landfill BOD, COD, TSS, TN, ñoä maën, kim loaïi, ñoä ñuïc. Coá ñònh thoâng hôi, keát tuûa kim loaïi, buøn hoaït tính. Thoaùt nöôùc nguoàn acid BOD, TSS, kim loaïi Keát tuûa kim loaïi. 3.8 Gíôi thieäu phöông phaùp xöû lyù baèng thöïc vaät Phöông phaùp xöû lyù baèng thöïc vaät laø phöông phaùp caûi thieän moâi tröôøng baèng caùch söû duïng thöïc vaät cuûa ÑNN ñeå laøm saïch nöôùc thaûi, noù ñöôïc xem nhö moät phöông phaùp theo kieåu in – situ laø aùp duïng kyõ thuaät taïi nôi bò oâ nhieãm. Öu vaø nhöôïc ñieåm cuûa xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp thöïc vaät Öu ñieåm Ngaøy nay, coù nhieàu nöôùc söû duïng thöïc vaät thuûy sinh ñeå xöû lyù nöôùc thaûi vaø nöôùc oâ nhieãm. Hieäu quûa xöû lyù tuy chaäm nhöng raát oån ñònh ñoái vôùi nhöõng loaïi nöôùc coù BOD vaø COD thaáp, khoâng chöùa ñoäc toá. Nhöõng keát quaû nghieân cöùu vaø öùng duïng ôû nhieàu nöôùc ñaõ ñöa ra nhöõng öu ñieåm cô baûn sau: + Chi phí cho xöû lyù baèng thöïc vaät thuûy sinh thaáp + Quaù trình coâng ngheä khoâng ñoøi hoûi kyõ thuaät phöùc taïp + Hieäu quaû xöû lyù oån ñònh ñoái vôùi nhieàu loaïi nöôùc oâ nhieãm thaáp + Sinh khoái taïo ra sau quaù trình xöû lyù ñöôïc öùng duïng vaøo nhieàu muïc ñích khaùc nhau nhö : + Laøm nguyeân lieäu cho thuû coâng myõ ngheä nhö coùi, ñay, luïc bình, coûnaêng … + Laøm thöïc phaåm cho ngöôøi nhö cuû sen, cuû suùng, rau muoáng + Laøm thöïc phaåm cho gia suùc nhö rau muoáng, sen, beøo taây, beøo taám + Laøm phaân xanh, taát caø caùc loaøi thöïc vaät thuûy sinh sau khi thu nhaän töø quaù trình xöû lyù treân ñeàu laø nguoàn nguyeân lieäu ñeå saûn xuaát phaân xanh raát coù hieäu quaû. + Saûn xuaát khí sinh hoïc. +Boä reã thaân caây ngaäp nöôùc, caây troâi noåi ñöôïc coi nhö moät giaù theå raát toát (hay ñöôïc coi nhö moät chaát mang) ñoái vôùi vi sinh vaät. Vi sinh vaät baùm vaøo reã, vaøo thaân caây ngaäp nöôùc hay caùc loaøi thöïc vaät troâi noåi. Nhôø söï vaän chuyeån (ñaëc bieät laø thöïc vaät troâi noåi) seõ ñöa vi sinh vaät theo cuøng. Chuùng di chuyeån töø vò trí naøy ñeán vi trí khaùc trong nöôùc oâ nhieãm, laøm taêng khaû naêng chuyeån hoaù vaät chaát coù trong nöôùc. Nhö vaäy, hieäu quaû xöû lyù cuûa vi sinh vaät nöôùc trong tröôøng hôïp naøy seõ cao hôn khi khoâng coù thöïc vaät thuûy sinh. ÔÛ ñaây ta coù theå coi moái quan heä giöõa vi sinh vaät vaø thöïc vaät thuûy sinh laø moái quan heä coäng sinh. Moái quan heä coäng sinh naøy ñaõ ñem laïi söùc soáng toát hôn cho caû hai nhoùm sinh vaät vaø taùc duïng xöû lyù seõ taêng cao. + Söû duïng thöïc vaät thuûy sinh ñeå xöû lyù nöôùc oâ nhieãm trong nhieàu tröôøng hôïp khoâng caàn cung caáp naêng löôïng. Do ñoù, vieäc öùng duïng thöïc vaät thuûy sinh ñeå xöû lyù nöôùc oâ nhieãm ôû nhöõng vuøng khoâng coù ñieän ñeàu coù theå thöïc hieän deã daøng. 3.9.2 Nhöôïc ñieåm Vieäc söû duïng thöïc vaät thuûy sinh ñeå xöû lyù nöôùc cuõng coù nhöõng nhöôïc ñieåm nhaát ñònh, trong ñoù coù hai nhöôïc ñieåm raát quan troïng: + Dieän tích caàn duøng ñeå xöû lyù chaát thaûi lôùn. Vì thöïc vaät caàn tieán haønh quaù trình quang hôïp neân luoân caàn thieát phaûi coù aùnh saùng. Söï tieáp xuùc giöõa thöïc vaät vaø aùnh saùng trong ñieàu kieän ñuû chaát dinh döôõng caøng nhieàu thì quaù trình chuyeån hoaù caøng toát. Do ñoù, dieän tích cuûa beà maët cuûa söï tieáp xuùc naøy seõ caàn nhieàu. Ñieàu ñoù raát khoù khaên khi ta tieán haønh xöû lyù nöôùc oâ nhieãm ôû nhöõng khu vöïc ñoâ thò voán ñaõ raát khoù khaên veà ñaát. Tuy nhieân noù laïi thích hôïp cho vuøng noâng thoân, keå caû nhöõng vuøng khoâng ñöôïc cung caáp ñieän + Trong ñieàu kieän caùc loaøi thöïc vaät phaùt trieån maïnh ôû caùc nguoàn nöôùc thaûi, boä reã cuûa chuùng nhö nhöõng chaát mang raát höõu ích cho vi sinh vaät baùm treân ñoù. Trong tröôøng hôïp khoâng coù thöïc vaät thuûy sinh (ñaëc bieät laø caùc loaøi thöïc vaät troâi noåi), caùc loaøi vi sinh vaät seõ khoâng coù nôi baùm vaø. Chuùng raát deã troâi theo doøng nöôùc hoaëc bò laéng xuoáng ñaùy. ÔÛ ñaây laø hai vaán ñeà caàn hieåu roõ: + Thöù nhaát, reã caùc loaøi thöïc vaät thuûy sinh seõ ñoùng vai troø tích cöïc trong vieäc taêng tröôûng cuûa vi sinh vaät neáu vi sinh vaät khoâng phaûi laø nhöõng vi sinh vaät gaây beänh. Trong tröôøng hôïp naøy, caùc loaøi vi sinh vaät gaây beänh seõ phaùt trieån maïnh ôû boä reã vaø nhöõng vuøng xung quanh cuûa thöïc vaät, chuùng seõ laø taùc nhaân sinh hoïc gaây oâ nhieãm moâi tröôøng raát maïnh. + Thöù hai laø ngoaøi boä reã ra, caùc loaøi thöïc vaät thuûy sinh coøn chieám khoâng gian raát lôùn, ngaên caûn aùnh saùng chieáu saâu vaøo nöôùc. khi ñoù, vi sinh vaät khoâng bò tieâu dieät bôûi aùnh saùng maët trôøi. Thaûm thöïc vaät thuûy sinh phuû kín maët nöôùc ñöôïc coi nhö vaät caûn vaø haáp thuï raát höõu hieäu tia töû ngoaïi vaø hoàng ngoaïi cuûa aùnh saùng maët trôøi. Taùc duïng naøy khoâng chæ taïo ñieàu kieän ñeå nhöõng vi sinh vaät coù ích phaùt trieån maø caû nhöõng vi sinh vaät gaây beänh cuõng phaùt trieån. Do ñoù, hieän töôïng treân vöøa coù lôïi, vöøa coù haïi, coù lôïi laø caùc vi sinh vaät coù ích (nhöõng vi sinh vaät phaân giaûi caùc chaát höõu cô, voâ cô) phaùt trieån, laøm saïch moâi tröôøng nöôùc, coù haïi laø caùc vi sinh vaät gaây beänh phaùt trieån maïnh seõ laøm nöôùc bò oâ nhieãm sinh hoïc naëng hôn. Hieåu bieát ñöôïc baûn chaát töï nhieân naøy giuùp ta tìm bieän phaùp tích cöïc trong coâng ngheä xöû lyù naøy. 3.10 Moät soá thöïc vaät coù khaû naêng xöû lyù nöôùc 3.10.1 Caây coû Naêng Tượng Teân khoa hoïc: Scripus littoralis schrab. Teân vieät nam: coû Naêng Töôïng hay caây heán bieån. Hoï: caây hoï Laùc (Cyperaceae). Ñaëc ñieåm hình thaùi: coû Naêng Töôïng hay daân gian coøn goïi laø Heán bieån, moïc töï nhieân trong ñaàm laày vuøng ven bieån. Chu kyø phaùt trieån cuûa loaøi coû naøy laø moïc vaøo ñaàu muøa möa, ra hoa khoaûng thaùng 11 – 12 vaø ruïi daàn vaøo khoaûng thaùng 3 – 4. Caây moïc töï nhieân baèng haït troâi theo nöôùc hoaëc töø goác muøa tröôùc. Coù khaû naêng chòu ñoä maën leân ñeán 20 phaàn ngaøn vaø ngaäp saâu ñeán 0,5m. Thaân hình truï troøn, moïc thaúng ñöùng cao ñeán moät meùt hôn, khoâng coù phaân nhaùnh, moïc hoa daïng chuøm treân naèm treân ngoïn, thaân caây khi khoâ caây maøu vaøng rôm. Coû naêng töôïng moïc theo chuøm, maät ñoä soáng raát daøy (töø 800 ñeán 1000 caây treân meùt vuoâng), heä thoáng reã daïng chuøm daøy ñaëc, neân heán bieån taïo ra moâi tröôøng laéng ñoïng phuø sa raát nhanh, bieán caùc ñaàm laày daàn daø thaønh ñaát cao hôn, cho caùc loaøi khaùc phaùt trieån. Ñaëc ñieåm sinh lyù: coù khaû naêng chòu ñöôïc bieán ñoåi lôùn nhö luõ luït, haïn haùn, vuøng ñaát ngaäp maën, vuøng truõng. Vuøng nuoâi toâm bò oâ nhieãm, noù giuùp oån ñònh nhieät ñoä nöôùc vaø laøm giaûm caùc chaát oâ nhieãm do thöùc aên toâm dö thöøa gaây ra, do ñoù laøm taêng noàng ñoä khí oxy. Trong quaù trình phaùt trieån, caùc choài non cuûa heán bieån laø nguoàn thöùc aên cuûa nhieàu loaïi toâm, cua, caù… vaø khi ñeán muøa naéng, caây cheát cung caáp cho moâi tröôøng nguoàn chaát höõu cô quan troïng. Coû Naêng Töôïng laø nhoùm caây tích luõy (accumulator) neân coù theå duøng ñeå caûi thieän ñoä maën trong ñaát (vì coù theå haáp thu ñöôïc muoái vaø tích luyõ trong thaân), coù theå töï phuïc hoài nhôø goác coøn laïi muøa tröôùc. Caùc öùng duïng trong thöïc teá: Troàng coû Naêng Töôïng giuùp caûi taïo caùc vuøng ñaát nuoâi toâm. Khaûo saùt töø naêm 2003 cho thaáy laù caùc ao nuoâi coù heán bieån chòu ruûi ro ít hôn caùc ao nuoâi khaùc ñeán 22,3%, ñaëc bieät laø trong ñôït naén noùng vaø toâm cheát haøng loaït naêm 2004, söï cheân leäch naøy laø 33.5%. Kinh nghieäm cuûa noâng daân laø neân giöõ heán bieån khoaûng 30% dieän tích nuoâi seõ laøm toâm lôùn nhanh vaø ít ruûi ro. Do khoâng phaûi toán chi phí neân vieäc troàng coû Naêng Tượng vöøa caûi taïo toát ñaát, ngaên ngöøa oâ nhieãm coøn giuùp caûi thieän kinh teá gia ñình vì vôùi saûn löôïng nguyeân lieäu khoâ töø 1,5 – 2 kg/m2 , neân tieàm naêng