Các giải pháp về khả năng xử lý nguồn nước ô nhiễm của thực vật thủy sinh

Mô hình xử lý ô nhiễm môi trường nước ao, hồ vùng nông thôn bằng các loài thủy sinh vật

15/09/2015

Hiện nay, tình trạng ô nhiễm môi trường nước ao, hồ ở nhiều vùng nông thôn đang ở mức báo động. Nguyên nhân là do việc xả nước thải sinh hoạt, chất thải chăn nuôi trực tiếp ra môi trường, lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật… làm cho nguồn nước bị ô nhiễm nghiêm trọng, gây thiệt hại về mùa màng và sức khỏe của người dân.       Năm 2013, Viện Công nghệ Môi trường - Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam chủ trì thực hiện Dự án: Xây dựng mô hình xử lý ao hồ bị ô nhiễm do nước thải sinh hoạt và chăn nuôi ở vùng nông thôn bằng chế phẩm vi sinh [Biomix 2], hóa chất thân thiện môi trường và thủy sinh tại Hà Nam. Dự án đã được triển khai, áp dụng thí điểm tại 5 huyện của tỉnh Hà Nam [Bình Lục, Thanh Liêm, Duy Tiên, Kim Bảng, Lý Nhân], bước đầu đã cải thiện ô nhiễm môi trường nước mặt vùng nông thôn.   Mô hình xử lý ô nhiễm môi trường nước các ao, hồ bằng các loài thủy sinh vật        Trước đây, môi trường nước mặt của các xã trên địa bàn tỉnh Hà Nam bị ô nhiễm nghiêm trọng, qua phân tích, xét nghiệm, các chỉ tiêu như B0D5, COD, tổng ni tơ, phốt pho và các vi sinh vật gây bệnh đều vượt quá chỉ tiêu cho phép theo QCVN 08:2008 gấp hàng chục lần. Sau khi khảo sát, phân tích các chỉ số ô nhiễm chính, các chuyên gia thực hiện Dự án đã tiến hành các bước xử lý ô nhiễm nước mặt như sau:      Bước 1, hướng dẫn các hộ nông dân thực hiện dọn vệ sinh, loại bỏ thực vật thủy sinh, thu gom rác, thải trôi nổi trong các ao, hồ. Tiếp theo, dùng hóa chất LTH 100 [chất ô xy hóa khử - hydro peroxit và axit xitric] kết hợp với hóa chất LTH 200 [đồng chalate]. Hóa chất LTH 100 có tác dụng khử mùi hôi, thối và làm trong nước, oxy hóa các hợp chất hữu cơ có trong nước, tạo ra các chuỗi phản ứng trao đổi anion và cation tạo thành các chất hấp phụ làm giảm hàm lượng kim loại nặng có trong nước. Hóa chất LTH 200 diệt các loại tảo độc trong môi trường nước. Cách sử dụng: Hòa hai dung dịch trên cùng với 80 lít nước, dùng bình phun lên mặt ao. Sau đó sử dụng hóa chất LTH 88 [các chất khoáng tự nhiên - CaCO3] và PAC [hóa chất xử lý nước thải - phèn, nhôm] với liều lượng cho 1.000 m2 mặt nước: 10 kg LTH 88+ 10 kg PAC rắc đều khắp mặt nước.      Bước 2, sau hai ngày xử lý hóa chất thì tiến hành bổ sung chế phẩm vi sinh BIOMIX 2, với liều lượng 1.000 m2 mặt nước: 20 lít chế phẩm. Tiếp theo, dùng các loại thực vật thủy sinh [bèo tây, bèo cái, rau muống…] để loại bỏ các hợp chất do vi sinh vật có hại phân giải các chất hữu cơ giải phóng ra, tránh tái ô nhiễm nước. Rễ của các loài sinh vật thủy sinh sẽ là giá thể giúp vi sinh vật có ích phát triển tốt hơn, nhằm duy trì khả năng tự làm sạch của ao, hồ. Thực vật thủy sinh có thể kết thành bè với diện tích bè thực vật thủy sinh chiếm từ 5 -10% diện tích ao, hồ. Sử dụng túi ni lông hoặc lưới quây xung quanh thành bè, khống chế không cho thực vật thủy sinh phát triển lan ra khắp mặt ao, làm giảm diện tích mặt thoáng của ao, giảm sự hòa tan ô xy và khuếch tán ánh sáng mặt trời xuống nước ảnh hưởng tới sự sinh sản của các động vật thủy sinh [cá, tôm, cua…].      Bước 3, quản lý và duy trì chất lượng ao, hồ: cần phải đánh giá, đo chất lượng nước sau quá trình xử lý. Khi các chỉ tiêu B0D5, COD vượt gấp đôi ngưỡng cho phép thì tiến hành xử lý bổ sung. Đồng thời phải thường xuyên cắt tỉa bè thủy sinh, sửa chữa hoặc thay mới nếu các mối nối, cọc cố định, lưới vây xung quanh bè bị hỏng.      Sau hơn 1 năm triển khai Dự án kết quả cho thấy, nước các ao, hồ đã trong xanh trở lại, không còn mùi hôi, các kim loại nặng đã được xử lý, diệt được các tảo và các vi sinh vật gây bệnh. Các chỉ tiêu về ô nhiễm trong nước ao đã đạt tiêu chuẩn B2 theo QCVN 08: 2008, chất lượng nước ổn định kéo dài được 5 - 6 tháng vào mùa hè, 3 tháng vào mùa đông. Áp dụng Mô hình xử lý nước bằng hóa chất và các loài thủy sinh vật để cải thiện môi trường nước dễ áp dụng, đơn giản có tính khả thi cao, chi phí thấp [trung bình 1 năm cho 1.000 m2 ao, hồ là 26.600.000 đồng], có thể triển khai ứng dụng trong diện rộng, phù hợp với đặc điểm và điều kiện kinh tế ở vùng nông thôn.      Ngoài ra, Dự án mang lại hiệu quả cao trong công tác BVMT nước ở khu vực nông thôn và nâng cao chất lượng cuộc sống người dân. Tuy nhiên, để xử lý và quản lý nước ao hồ vùng nông thôn, bên cạnh việc áp dụng các giải pháp trên, công tác tuyên truyền nâng cao nhận thức của người dân trong việc bảo vệ nguồn nước là hết sức quan trọng và cần có sự quan tâm vào cuộc của các cấp, các ngành và chính quyền địa phương.   TS. Phùng Thị Quỳnh Trang Trường Cao đẳng Kinh tế Thương mại Nguồn: Tạp chí Môi trường, số 2/2014      

Chủ đề:
Xử lý nước thải bằng thực vật thủy sinh

I. ĐẶT VẤN ĐỀ

Khái
niệm

Mục
đích
nghiên
cứu

Phương
pháp
nghiên
cứu

1. Khái niệm:
 Xử lý chất ô nhiễm
bằng thực vật thủy
sinh là quá trình hấp
thụ, tích lũy và vận
chuyển các hợp chất
độc có nguồn gốc
hữu cơ trong nước
bằng thực vật.

Mục đích và phương pháp nghiên cứu
Cơ chế xử lý chất ô
nhiễm bằng thực
vật thủy sinh
Một số thực vật
điển hình
Ưu, nhược điểm của
phương pháp xử lý
chất ô nhiễm bằng
thực vật thủy sinh

Phân tích, lập
luận,thống kê,
mô tả

So sánh,
liệt kê.

Nội Dung
Cơ chế tác động
sinh hóa gồm
5 quá trình:

Cơ chế tác động sinh hóa

Cơ chế tác động sinh hóa
• Phytoextraction[ Tách

chiết]: Rễ hấp thu chất ô
nhiễm sau đó chuyển vị và
tích lũy trong các bộ phận
bên trên[ thân, lá]. Cơ chế
này chủ yếu được áp dụng
cho việc loại bỏ kim
loại[ Cd, Ni, Cu, Zn, Pb] hay
yếu tố khác[ Se, As] và các
hợp chất hữu cơ.

Cơ chế tác động sinh hóa
• Phytostabilization[ cố định]:
Các chất ô nhiễm hữu cơ
hoặc vô cơ được kết hợp vào
lignin của thành tế bào rễ
hoặc vào mùn. Kim loại bị kết
tủa do rễ cây tiết dịch và sau
đó chúng bị giữ lại trong đất.
Quá trình này nhằm hạn chế
sự di chuyển hoặc khuếch tá
của chất gây ô nhiễm.

Cơ chế tác động sinh hóa
 Phytodegradation[ phân
hủy]: Các chất ô nhiễm hữu
cơ bị phân hủy hoặc bị
khoáng hóa bởi các enzymes
chuyên biệt trong tế bào

thực vật: nitroreductases,
dehalogenases[ phân giải
dung môi và thuốc trừ sâu
gốc Cl] và laccases[ phân giải
anilines].

Cơ chế tác động sinh hóa
 Phytofiltration[lọc]: Thực vật hấp thu, tổng hợp, hoặc
kết tủa các chất ô nhiễm thông qua hệ thống rễ hoặc
cơ quan ngập nước khác của cây. Theo đó, nước thải
đi qua và được lọc bởi rễ.
 Loài tiềm năng: Helianthus annus[ hướng dương],
Brassica juncea[ cải bẹ xanh], Phragmites australis,
Fontinalis antipyretica và một số loài Salix [liễu],
Populus, Lemna và phân nhánh Callitriche.

Cơ chế tác động sinh hóa
 Phytovolatilization[hóa hơi]:
Một số loài cây có khả năng
hấp thu và bay hơi một số kim
loại /á kim qua lỗ khí khổng
của lácùng với quá trình thoát
hơi nước của cây. Một số
nguyên tố của nhóm IIB, VA và
VIA của bảng tuần hoàn [đặc
biệt là Hg, Se và As] được hấp
thu bởi rễ, được chuyển đổi
thành các dạng không độc hại,

và sau đó thải vào khí quyển.

Một số cây điển hình
Cỏ vetiver:
 Đặc điểm hình thái:
Không có thân ngầm
nhưng bộ rễ đồ sộ,
phát triển nhanh. Có
khả năng chịu hạn đặc
biệt và giúp hạn chế xói
mòn đất. Phần thân
mọc thảng đứng, cứng
và chắc.

Cỏ Vetiver
 Đặc tính giúp kiểm soát ô nhiễm:
• Dễ dàng hấp thu dưỡng chất hòa tan ̀ kloai
nặngvà hóa chất bảo vệ thực vật trong nguồn
nước ô nhiễm.
• Chịu được mức độ ô nhiễm cao. Chịu được
hóa chất diệt cây cỏ và côn trùng.
• Chống lại côn trùng, dịch bệnh và hỏa hoạn.

Cỏ Vetiver

Bèo tây

 Đặc điểm:
Cao khoảng 30cm với dạng lá
hình tròn, màu xanh lục, láng
mịn. Lá cuốn vào nhau như
những cánh hoa, cuống lá nở
phình như bong bóng xốp ruột
giúp bèo nổi trên mặt nước. Rễ
bèo như lông vũ sắc đen rũ
xuống nước dài đến 1m. Sang
hè hoa nở tím nhạt…

Bèo tây
 Hiệu quả xử lý:
• Bèo tây có khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng các kim loại nặng
đồng thời phân giải và đồng hóa các chất bẩn trong nước.
• Qua thực nghiệm đã chứng minh, 1 ha nước thả bèo trong 24h có
thể hấp thụ 34kg Na, 22kg Ca, 17kg P, 4kg Mn, 2.1kg phenol, 98g
HG, 104g Al, 297g NaOH.
• Ngoài ra chúng còn có khả năng hút lượng lớn kẽm và phân giải
Cyanua.
• Hiệu suất xử lý: Độ đục[97,79%], COD[ 66,1%], hàm lượng
Nito[ 64,36%], Photphas[ 42,54%]

Cây sậy
 Đặc điểm:
 Sống trong điều kiện
thời tiết khắc nghiệt và
phù hợp với khí hậu Việt

Nam. Hệ sinh vật quanh
rễ cây này có thể phân
hủy chất hữu cơ và hấp
thụ kim loại nặng trong
nuowsc thải y tế.

Cây sậy
 Hệ thống xử lý: Dựa trên nguyên
tắc sinh học. Nước thải sinh hoạt
và y tế được cho chảy vào bể cát
trồng cây sậy, nước bẩn sẽ được
thấm qua rễ. Tại đây, hệ vi khuẩn
trong bộ rễ cây sẽ hoạt động và
phân hủy các tạp chất trong
nước thải. Sau đó thấm qua các
lớp vật liệu lọc rồi thải ra tự
nhiên.

Cây sậy
 Hiệu quả xử lý:
o Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt đạt tỷ lệ 92- 95%.
o Nước thải công nghiệp có chứ kim loại thì đạt 90- 100%.
o Theo kết quả nghiên cứu, sậy phát triển tốt ngay cả khi
được bổ sung nước thải có chứa kim loại nặng và sau
khoảng 7 tháng sậy phát triển ưu thế hơn hẳn trong toàn
bộ hệ thống đất ngập nước.

Ngoài ra còn 1 số cây như
Rau ngổ

Cây dương xỉ

Ưu điểm
 Xử lý được một lượng lớn chất hữu cơ và vô cơ
 Xử lý tại chỗ giảm nguy cơ xáo trộn môi trường xung quanh.
 Giảm lượng chất thải mang đi chôn lấp[ đến 95%].
 Không đòi hỏi, trình độ kỹ thuật cao.
 Dễ thực hiện và chi phí thấp so với phương pháp thông
thường.
 Thân thiện với môi trường và tạo cảnh quan.

Nhược điểm
 Thời gian xử lý lâu.
 Chỉ hợp với những vùng nồng độ ô nhiễm thấp.
 Các loài nhập ngoại có thể ảnh hưởng đến sự đa
dạng sinh học.
 Tiêu thụ thực vật chứa chất ô nhiễm cũng là vấn
đề quan tâm.
 Rễ phát triển nông không xử lý được chất gây ô
nhiễm ở sâu.

Kết luận
• Công nghệ xử lý chất ô nhiễm bằng thực vật
[phytoremediation] là công nghệ thân thiện với môi

trường, dễ thực hiện, …
• Mỗi loài cây sẽ có khả năng xử lý các loại chất ô
nhiễm đặc trưng khác nhau tùy vào các đặc điểm,
đặc tính của nó.
• Tuy nhiên,cơ chế xử lý khá phức tạp và cần thời
gian dài mới đạt hiệu quả cao nên phương pháp
này chưa được áp dụng rộng rãi.