Nghiên cứu khả năng xử lý nước sông nhuệ tại cầu diễn hà nội bằng cây rau ngổ enydra fluctuans lour

Nghiên cứu khả năng rau ngổ xử lý nước sông Nhuệ ô nhiễm tại Cầu Diễn, Hà Nội. Khám phá giải pháp sinh học, bền vững cho môi trường nước.

• Tác giả: Chu Thị Hiền
• Người hướng dẫn: Đặng Hoàng Vương - Bộ môn Kỹ thuật môi trường
• Trường học: Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên rừng và Môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu khả năng xử lý nước sông Nhuệ tại Cầu Diễn - Hà Nội bằng cây Rau Ngổ (Enydra fluctuans Lour)
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Hiện trạng ô nhiễm sông trên thế giới và ở Việt Nam
• 1.1.1. Tình hình ô nhiễm nước sông trên thế giới
• 1.1.2. Tình hình ô nhiễm nước sông ở Việt Nam
• 1.2. Khái quát một số đặc điểm tự nhiên và kinh tế xã hội lưu vực sông Nhuệ
• 1.2.1. Vị trí địa lý và diện tích
• 1.2.2. Đặc điểm địa hình
• 1.2.3. Đặc điểm khí hậu, thủy văn
• 1.2.4. Điều kiện kinh tế - xã hội
• 1.3. Khả năng xử lí nước thải bằng thực vật thủy sinh
• 1.3.1. Khái niệm, phân loại thực vật thuỷ sinh
• 1.3.2. Cơ chế xử lý chất ô nhiễm
• 1.3.3. Cơ sở khoa học của biện pháp sử dụng TVTS xử lý ô nhiễm nước
• 1.3.4. Ưu điểm và hạn chế của biện pháp sử dụng TVTS để xử lý nước ô nhiễm
• 1.4. Các nghiên cứu về xử lý ô nhiễm nước bằng TVTS và tình hình nghiên cứu sử dụng loài TVTS cải tạo nước ô nhiễm
• 1.4.1. Trên thế giới
• 1.4.2. Tại Việt Nam
• 1.5. Đặc điểm cây Rau Ngổ (Enydra fluctuans Lour)
• 1.5.1. Đặc điểm sinh học
• 1.5.2. Khả năng xử lý ô nhiễm
• 2. CHƯƠNG II: MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.1.1. Mục tiêu chung
• 2.1.2. Mục tiêu cụ thể
• 2.2. Đối tượng nghiên cứu
• 2.3. Nội dung nghiên cứu
• 2.3.1. Nghiên cứu chất lượng nước sông Nhuệ đoạn Cầu Diễn
• 2.3.2. Đánh giá hiệu quả của rau ngổ trâu trong việc hấp thụ các chất ô nhiễm trong môi trường nước ở khu vực nghiên cứu
• 2.3.3. Đề xuất giải pháp phục hồi chất lượng nước sông Nhuệ bằng mô hình thực vật thủy sinh kết hợp
• 2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 3. CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Chất lượng nước sông Nhuệ trong thời gian nghiên cứu
• 3.2. Khả năng xử lý nước sông của cây Rau Ngổ
• 3.2.1. Nhu cầu oxy hóa học (COD)
• 3.2.2. Nhu cầu ô xy sinh hóa (BOD5)
• 3.2.3. Hàm lượng Amoni trong nước N_NH4+
• 3.3. Các giải pháp nhằm cải thiện chất lượng nước, bảo vệ phát triển hệ sinh thái sông Nhuệ
• 3.3.1. Cơ sở khoa học đề xuất các giải pháp
• 3.3.2. Các giải pháp về luật pháp và chính sách
• 3.3.3. Các giải pháp về tuyên truyền và huấn luyện
• 3.3.4. Các giải pháp về kỹ thuật
• 3.3.5. Hành động cụ thể
• 3.3.6. Giải pháp sinh học sử dụng các loài thực vật cho mục đích xử lý ô nhiễm môi trường nước sông Nhuệ
• 4. CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN - TỒN TẠI - KHUYẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan phương pháp xử lý nước sông Nhuệ bằng rau ngổ

Sông Nhuệ, một trong những thủy lộ quan trọng của Hà Nội, đang đối mặt với tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống người dân và các hoạt động nông nghiệp. Trước thực trạng này, việc tìm kiếm các giải pháp sinh thái hiệu quả, chi phí thấp và bền vững trở nên cấp thiết. Một trong những hướng đi đầy hứa hẹn là sử dụng thực vật thủy sinh xử lý nước, hay còn gọi là công nghệ Phytoremediation. Phương pháp này tận dụng khả năng tự nhiên của thực vật để hấp thụ, chuyển hóa và loại bỏ các chất ô nhiễm khỏi môi trường nước. Trong số nhiều loài thực vật, cây rau ngổ (Enydra fluctuans Lour) nổi lên như một ứng viên tiềm năng nhờ khả năng sinh trưởng mạnh mẽ và thích nghi tốt với môi trường nước ô nhiễm. Nghiên cứu về khả năng xử lý nước sông Nhuệ tại Cầu Diễn - Hà Nội bằng cây rau ngổ tập trung vào việc đánh giá hiệu quả của loài cây này trong việc giảm thiểu các chỉ số ô nhiễm chính. Mục tiêu là cung cấp một cơ sở khoa học vững chắc cho việc ứng dụng giải pháp sinh học này trên quy mô lớn, góp phần cải thiện chất lượng nước và phục hồi hệ sinh thái sông Nhuệ. Phương pháp này không chỉ giải quyết vấn đề môi trường mà còn hướng tới nông nghiệp bền vững, khi nguồn nước sau xử lý có thể được tái sử dụng cho tưới tiêu, giảm thiểu rủi ro sức khỏe cho cộng đồng. Việc khai thác tiềm năng của thực vật trị liệu như rau ngổ mở ra một chương mới cho công tác bảo vệ môi trường nước tại các lưu vực sông đang bị suy thoái.

1.1. Giới thiệu về cây rau ngổ Enydra fluctuans Lour

Cây rau ngổ, có tên khoa học là Enydra fluctuans Lour, là một loài thực vật thủy sinh thân thảo, sống nổi hoặc bán ngập nước. Đặc điểm sinh học nổi bật của loài này là khả năng phân cành mạnh, thân dài và có nhiều mắt, giúp cây lan rộng nhanh chóng trên mặt nước. Lá cây mọc đối, không cuống, có khả năng hấp thụ trực tiếp các chất dinh dưỡng hòa tan. Bộ rễ của rau ngổ phát triển mạnh, tạo thành một hệ thống dày đặc, là nơi trú ngụ lý tưởng cho các vi sinh vật có lợi tham gia vào quá trình phân hủy chất hữu cơ. Theo nghiên cứu của Trương Thị Nga và Võ Thị Kim Hằng (2010), rau ngổ không chỉ thích nghi tốt mà còn phát triển mạnh trong môi trường nước thải chăn nuôi, cho thấy tiềm năng to lớn trong việc ứng dụng vào các mô hình thực nghiệm xử lý nước thải. Khả năng sinh trưởng nhanh và tạo ra sinh khối lớn trong thời gian ngắn là một ưu điểm vượt trội, giúp quá trình loại bỏ chất ô nhiễm diễn ra liên tục và hiệu quả.

1.2. Vai trò của thực vật thủy sinh trong xử lý nước thải

Việc sử dụng thực vật thủy sinh xử lý nước là một phương pháp xử lý nước thải sinh học dựa trên các cơ chế tự nhiên. Hệ thống rễ của thực vật đóng vai trò như một màng lọc vật lý, giữ lại các chất rắn lơ lửng (TSS). Quan trọng hơn, bộ rễ cung cấp bề mặt cho vi sinh vật bám dính, tạo ra một vùng vi sinh vật hoạt động mạnh mẽ giúp phân hủy các hợp chất hữu cơ phức tạp. Thực vật hấp thụ các chất dinh dưỡng như Nitơ và Photpho để phát triển, loại bỏ chúng khỏi môi trường nước và ngăn chặn hiện tượng phú dưỡng. Ngoài ra, một số loài, bao gồm cả rau ngổ, đã được chứng minh có khả năng hấp thụ kim loại nặng như chì (Pb), cadimi (Cd), asen (As), tích lũy chúng trong các mô của cây. Quá trình quang hợp của thực vật cũng giải phóng oxy vào nước, cải thiện nồng độ oxy hòa tan (DO) và thúc đẩy các quá trình oxy hóa hiếu khí, góp phần làm giảm các chỉ số COD, BOD.

II. Thực trạng báo động về ô nhiễm sông Nhuệ tại Cầu Diễn

Tình trạng ô nhiễm sông Nhuệ đoạn chảy qua khu vực Cầu Diễn, Hà Nội đã đạt đến mức báo động, trở thành một thách thức lớn đối với công tác quản lý môi trường đô thị. Nguồn nước tại đây mỗi ngày phải tiếp nhận một lượng lớn nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp và nước thải từ các làng nghề chưa qua xử lý. Theo kết quả khảo sát được trình bày trong tài liệu nghiên cứu, chất lượng nước sông Nhuệ tại thời điểm lấy mẫu cho thấy sự suy thoái nghiêm trọng. Các chỉ số quan trắc đều vượt xa Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt (QCVN 08:2015/BTNMT, cột B1 - dùng cho mục đích tưới tiêu). Cụ thể, nước sông có màu đen đặc trưng, bốc mùi hôi thối do các quá trình phân hủy yếm khí. Tình trạng này không chỉ phá hủy cảnh quan, gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe cộng đồng dân cư ven sông mà còn đe dọa trực tiếp đến hệ sinh thái thủy sinh, làm suy giảm đa dạng sinh học. Vấn đề ô nhiễm asen, chì, cadimi từ các nguồn thải công nghiệp cũng là một mối lo ngại tiềm ẩn, có thể tích tụ trong chuỗi thức ăn và gây ra những hậu quả lâu dài. Việc cải thiện chất lượng nước sông Nhuệ không chỉ là một yêu cầu về môi trường mà còn là nhu cầu cấp thiết để đảm bảo an sinh xã hội và phát triển kinh tế bền vững cho khu vực.

2.1. Các chỉ số ô nhiễm COD BOD5 và Amoni vượt ngưỡng

Phân tích mẫu nước ban đầu từ sông Nhuệ cho thấy các chỉ số ô nhiễm hữu cơ ở mức rất cao. Hàm lượng Nhu cầu oxy hóa học (COD) đo được là 144 mg/l, cao gấp 4.8 lần so với quy chuẩn (30 mg/l). Chỉ số Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5) là 78,7 mg/l, cao hơn 5.2 lần mức cho phép (15 mg/l). Các giá trị này chứng tỏ nguồn nước bị ô nhiễm nặng bởi các chất hữu cơ, cả loại dễ phân hủy và khó phân hủy sinh học. Đặc biệt, hàm lượng Amoni (N_NH4+) ở mức 27,2 mg/l, cao gấp 30 lần quy chuẩn (0,9 mg/l). Nồng độ amoni cao là dấu hiệu của ô nhiễm chất thải hữu cơ tươi, gây độc cho các loài thủy sinh và có thể chuyển hóa thành nitrit, nitrat gây hại cho sức khỏe con người nếu nguồn nước được sử dụng.

2.2. Tác động của ô nhiễm môi trường nước đến hệ sinh thái

Tình trạng ô nhiễm môi trường nước nghiêm trọng tại sông Nhuệ đã gây ra những tác động tàn phá đối với hệ sinh thái địa phương. Nồng độ oxy hòa tan (DO) thấp, kết hợp với hàm lượng amoni và các chất độc hại khác cao, đã làm suy giảm hoặc tiêu diệt hầu hết các loài động thực vật thủy sinh nhạy cảm. Sự phát triển quá mức của tảo và các vi sinh vật yếm khí do hiện tượng phú dưỡng làm cho nước có màu và mùi khó chịu. Môi trường sống bị hủy hoại dẫn đến mất đa dạng sinh học, ảnh hưởng đến chuỗi thức ăn tự nhiên. Hơn nữa, việc sử dụng nguồn nước ô nhiễm này để tưới tiêu cho các vùng nông nghiệp bền vững ven sông mang theo nguy cơ tích tụ các kim loại nặng và vi sinh vật gây bệnh trong đất và nông sản, đe dọa an toàn thực phẩm và sức khỏe người tiêu dùng. Đây là một vòng luẩn quẩn, nơi suy thoái môi trường trực tiếp ảnh hưởng đến sinh kế và chất lượng cuộc sống của con người.

III. Phương pháp Phytoremediation Cơ chế xử lý nước của rau ngổ

Phương pháp Phytoremediation, hay thực vật trị liệu, là công nghệ sử dụng thực vật để loại bỏ, chuyển hóa hoặc cô lập các chất ô nhiễm trong đất và nước. Đối với cây rau ngổ (Enydra fluctuans Lour), cơ chế xử lý nước ô nhiễm là một quá trình phức hợp, kết hợp nhiều cơ chế sinh-lý-hóa. Đầu tiên, hệ thống rễ chùm và dày đặc của cây hoạt động như một bộ lọc vật lý, ngăn chặn và giữ lại các hạt cặn lơ lửng, làm giảm độ đục của nước. Tiếp theo, rễ cây cung cấp một môi trường sống lý tưởng cho cộng đồng vi sinh vật hiếu khí và kỵ khí phát triển. Các vi sinh vật này đóng vai trò then chốt trong việc phân hủy các hợp chất hữu cơ phức tạp, làm giảm các chỉ số COD, BOD. Quá trình này được hỗ trợ bởi oxy do rễ cây tiết ra. Cây rau ngổ hấp thụ trực tiếp các chất dinh dưỡng như nitơ (dưới dạng amoni, nitrat) và photpho (dưới dạng photphat) để phục vụ cho quá trình sinh trưởng, qua đó loại bỏ các tác nhân gây phú dưỡng. Đáng chú ý, nghiên cứu cho thấy rau ngổ có khả năng hấp thụ kim loại nặng và các chất hữu cơ độc hại, tích lũy chúng vào sinh khối của cây. Cơ chế này giúp loại bỏ vĩnh viễn các chất độc ra khỏi môi trường nước khi sinh khối thực vật được thu hoạch.

3.1. Cơ chế hấp thụ kim loại nặng và chất hữu cơ của rễ

Rễ cây rau ngổ đóng vai trò trung tâm trong việc hấp thụ chất ô nhiễm. Các ion kim loại nặng như chì, cadimi, asen và các hợp chất hữu cơ hòa tan trong nước sẽ tiếp xúc và được hấp thụ qua bề mặt rễ. Quá trình này diễn ra qua hai con đường chính: hấp phụ trên bề mặt rễ và hấp thụ chủ động vào bên trong các tế bào rễ. Các thành tế bào thực vật chứa các nhóm chức có khả năng liên kết với ion kim loại. Sau khi được hấp thụ vào trong, các chất độc này có thể được chuyển hóa thành các dạng ít độc hơn hoặc được vận chuyển và tích lũy trong các bộ phận khác của cây như thân và lá. Các enzyme do rễ tiết ra cũng góp phần phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ phức tạp ngay tại vùng rễ, biến chúng thành những hợp chất đơn giản hơn mà cây có thể hấp thụ hoặc vi sinh vật có thể phân hủy.

3.2. Quá trình chuyển hóa Nitơ và Photpho trong thực vật

Cây rau ngổ có hiệu quả cao trong việc loại bỏ Nitơ và Photpho - hai nguyên tố chính gây ra hiện tượng phú dưỡng trong các thủy vực. Cây hấp thụ Nitơ chủ yếu dưới dạng Amoni (NH4+) và Nitrat (NO3-), và Photpho dưới dạng Orthophosphat (PO43-). Các chất dinh dưỡng này sau đó được đồng hóa vào các phân tử hữu cơ như axit amin, protein, axit nucleic và ATP, trở thành một phần của sinh khối thực vật. Quá trình này không chỉ làm giảm nồng độ các chất dinh dưỡng trong nước mà còn chuyển hóa chúng thành sinh khối có thể thu hoạch. Việc định kỳ thu hoạch sinh khối rau ngổ sẽ loại bỏ vĩnh viễn một lượng lớn Nitơ và Photpho ra khỏi hệ sinh thái sông, góp phần quan trọng vào việc cải thiện chất lượng nước và kiểm soát sự bùng phát của tảo.

IV. Đánh giá hiệu quả xử lý nước sông Nhuệ qua mô hình thực nghiệm

Để đánh giá hiệu quả xử lý của cây rau ngổ, một mô hình thực nghiệm đã được thiết lập và theo dõi trong 14 ngày. Thí nghiệm được bố trí với các công thức khác nhau để kiểm chứng tác động của sinh khối thực vật và nồng độ chất ô nhiễm ban đầu. Kết quả thu được cho thấy tiềm năng vượt trội của cây rau ngổ trong việc cải thiện chất lượng nước sông Nhuệ. Trong suốt quá trình thí nghiệm, cây rau ngổ không chỉ sống sót mà còn sinh trưởng tốt trong môi trường ô nhiễm nặng, thể hiện qua việc ra rễ mới và mọc thêm cây con. Nước sau xử lý có sự thay đổi rõ rệt: từ màu đen, mùi hôi thối trở nên trong hơn, có màu vàng nhạt và không còn mùi. Phân tích các chỉ tiêu hóa lý cho thấy sự suy giảm đáng kể của các chất ô nhiễm chính. Cụ thể, hiệu suất xử lý COD đạt tới 50% sau 14 ngày. Đối với Amoni, một chỉ số gây ô nhiễm nghiêm trọng, hiệu suất xử lý thậm chí còn ấn tượng hơn, đạt tới 80% chỉ sau 7 ngày. Các kết quả này cung cấp bằng chứng khoa học thuyết phục về khả năng ứng dụng Enydra fluctuans Lour như một giải pháp sinh thái khả thi. Mô hình này không đòi hỏi công nghệ phức tạp hay chi phí vận hành cao, phù hợp với điều kiện của Việt Nam.

4.1. Hiệu quả giảm chỉ số COD và BOD5 sau 14 ngày

Kết quả phân tích cho thấy sự sụt giảm mạnh mẽ của các chỉ số ô nhiễm hữu cơ. Ở công thức thí nghiệm sử dụng 1kg sinh khối rau ngổ cho 40 lít nước sông (TNIa), nồng độ COD ban đầu là 144 mg/l đã giảm xuống còn 72 mg/l sau 14 ngày, đạt hiệu suất xử lý 50%. Tương tự, nồng độ BOD5 cũng giảm từ 78,7 mg/l xuống còn 45,2 mg/l, đạt hiệu suất 42%. Sự sụt giảm này là kết quả của hoạt động tổng hợp của vi sinh vật vùng rễ và quá trình hấp thụ trực tiếp của cây. Mặc dù các giá trị sau xử lý vẫn cao hơn quy chuẩn B1, nhưng mức độ suy giảm này cho thấy tiềm năng to lớn nếu áp dụng phương pháp này trong thời gian dài hơn hoặc kết hợp với các biện pháp khác. Đáng chú ý, việc tăng sinh khối ban đầu (TNIb) không làm tăng đáng kể hiệu quả xử lý cuối cùng, cho thấy có một mật độ tối ưu để đạt hiệu quả cao nhất.

4.2. Khả năng xử lý Amoni và chuyển hóa các hợp chất Nitơ

Một trong những thành công nổi bật nhất của mô hình thực nghiệm là khả năng xử lý Amoni. Nồng độ Amoni (N_NH4+) ban đầu ở mức cực kỳ cao (27,2 mg/l) đã giảm mạnh xuống chỉ còn 5,4 mg/l chỉ sau 7 ngày ở công thức TNIa, tương đương hiệu suất 80%. Đây là một kết quả rất ấn tượng, cho thấy cây rau ngổ và hệ vi sinh vật cộng sinh có khả năng nitrat hóa và hấp thụ amoni rất hiệu quả. Đồng thời, hàm lượng Nitrat (N_NO3-) trong nước có xu hướng tăng nhẹ từ 0,02 mg/l lên 0,13 mg/l sau 14 ngày, là một dấu hiệu của quá trình nitrat hóa (chuyển hóa amoni thành nitrat) đang diễn ra. Quá trình này góp phần khử độc amoni và chuyển nitơ sang dạng mà thực vật có thể hấp thụ dễ dàng hơn.

V. Hướng đi bền vững Ứng dụng Enydra fluctuans Lour thực tiễn

Từ kết quả nghiên cứu đầy hứa hẹn, việc ứng dụng cây rau ngổ (Enydra fluctuans Lour) vào thực tiễn để xử lý ô nhiễm sông Nhuệ là một hướng đi mang tính chiến lược và bền vững. Giải pháp này không chỉ là một biện pháp kỹ thuật mà còn là một phần của cách tiếp cận tổng thể hướng tới nông nghiệp bền vững và cân bằng sinh thái. Để triển khai hiệu quả, cần xây dựng các mô hình ứng dụng phù hợp với điều kiện thực tế của từng đoạn sông. Một trong những mô hình tiềm năng là xây dựng các bè thực vật nổi. Các bè này được thiết kế để rau ngổ có thể sinh trưởng trên đó, với bộ rễ chìm hoàn toàn trong nước. Nước sông chảy qua hệ thống rễ của các bè thực vật sẽ được xử lý một cách tự nhiên. Mô hình này có ưu điểm là linh hoạt, không chiếm dụng đất, dễ dàng lắp đặt và di chuyển, đồng thời tạo cảnh quan xanh cho dòng sông. Việc thu hoạch sinh khối định kỳ không chỉ giúp loại bỏ vĩnh viễn chất ô nhiễm ra khỏi môi trường mà còn mở ra cơ hội tái sử dụng sinh khối này. Sinh khối rau ngổ sau thu hoạch có thể được dùng làm thức ăn gia súc, ủ phân compost hoặc làm nguyên liệu cho hầm biogas, tạo ra một chu trình kinh tế tuần hoàn. Việc nhân rộng giải pháp sinh học này đòi hỏi sự phối hợp giữa các nhà khoa học, cơ quan quản lý và cộng đồng địa phương.

5.1. Đề xuất mô hình bè nổi thực vật thủy sinh trên sông

Mô hình bè nổi là một giải pháp kỹ thuật tối ưu để triển khai thực vật thủy sinh xử lý nước trên các con sông có dòng chảy. Các bè có thể được làm từ vật liệu tái chế như tre, nứa hoặc chai nhựa, bên trên có lớp giá thể để trồng rau ngổ. Các bè này được neo cố định hoặc nối với nhau thành dải dọc theo bờ sông, ở những đoạn sông có tốc độ dòng chảy thấp. Theo đề xuất trong nghiên cứu, mật độ trồng tối ưu là khoảng 1,5 - 2,5 kg/m2. Hệ thống bè nổi giúp bộ rễ cây tiếp xúc tối đa với nước ô nhiễm, tối ưu hóa khả năng hấp thụ kim loại nặng và các chất dinh dưỡng. Việc lắp đặt các bè nổi này không chỉ có chức năng xử lý nước mà còn giúp cải thiện chất lượng nước cục bộ, tạo ra các vùng trú ẩn cho động vật thủy sinh nhỏ và làm đẹp cảnh quan môi trường.

5.2. Quản lý sinh khối sau thu hoạch và tiềm năng tái sử dụng

Quản lý sinh khối là một khâu quan trọng để đảm bảo tính bền vững của phương pháp. Việc thu hoạch định kỳ (sau khoảng 10-22 ngày đối với phần thân trên) là bắt buộc để duy trì khả năng xử lý hiệu quả của cây và loại bỏ chất ô nhiễm đã được tích lũy. Sinh khối sau khi thu hoạch không nên bị vứt bỏ bừa bãi. Thay vào đó, cần có các giải pháp tái sử dụng hợp lý. Do có khả năng hấp thụ kim loại nặng, cần phân tích thành phần kim loại trong sinh khối trước khi quyết định hướng sử dụng. Nếu hàm lượng kim loại trong ngưỡng an toàn, sinh khối có thể được sử dụng làm thức ăn cho gia súc (như lợn) hoặc ủ phân hữu cơ. Trong trường hợp sinh khối bị nhiễm kim loại nặng, phương án tối ưu là sử dụng làm nguyên liệu cho hầm ủ biogas để tạo năng lượng, hoặc xử lý bằng phương pháp đốt có kiểm soát. Việc này biến chất thải thành tài nguyên, phù hợp với định hướng phát triển kinh tế tuần hoàn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

đặt vấn đề môi trƣờng và phát triển bền vững xuống hàng thứ yếu, sự hạn chế về năng lực và yếu kém đi cùng thiếu trách nhiệm trong công tác quản lý tài nguyên và môi trƣờng cũng đã góp phần làm gia tăng những hiểm họa về suy thoái chất lƣợng nƣớc, đặc biệt ở các thành phố lớn [2]. Môi trƣờng nƣớc sông tại vùng kinh tế trọng điểm (KTTĐ) miền Bắc,trong số con sông đã khảo sát (sông Đuống, sông Cà Lồ, sông Cấm, sông Lạch Tray, sông Bạch Đằng, sông Cầu) không có con sông nào đạt quy chuẩn nƣớc mặt loại A1 (nguồn cung cấp nƣớc sinh hoạt), một số sông (sông Cầu, sông Ngũ Huyện Khê, sông Cà Lồ) không đạt quy chuẩn nƣớc mặt loại B1 (dùng cho mục đích tƣới tiêu thủy lợi) do có các thông số BOD5 và COD vƣợt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng nƣớc mặt QCVN 08:2015/BTNMT [2]. Môi trƣờng nƣớc sông tại vùng KTTĐ miền Trung Các con sông lớn trong vùng chảy qua các khu công nghiệp và đô thị có hàm lƣợng các chất ô nhiễm tập trung cao ở phía hạ lƣu: hàm lƣợng COD và BOD5 đạt QCVN 08:2015/BTNMT loại B1, phần lớn các kim loại nặng và các muối dinh dƣỡng đạt QCVN 08:2015/BTNMT loại B1 [2]. Nƣớc thải tại các khu công nghiệp đƣợc quan trắc có hàm lƣợng chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ, Coliform, Nitơ tổng số vƣợt tiêu chuẩn cho phép (TCCP).

Nƣớc thải tại các khu đô thị: độ đục, hàm lƣợng chất rắn lơ lửng, hàm lƣợng chất hữu cơ, hàm lƣợng N-NH4+, Nitơ tổng vƣợt TCCP [2]. Môi trƣờng nƣớc sông tại vùng KTTĐ phía nam Lưu vực sông Vàm Cỏ Đông: là lƣu vực chịu ảnh hƣởng ít nhất của nƣớc thải công nghiệp trên toàn vùng KTTĐ phía Nam, tuy nhiên chất lƣợng nƣớc tại đây cũng đã có dấu hiệu ô nhiễm. Ở một vài điểm, COD và hàm lƣợng chất dinh dƣỡng đó vƣợt QCVN 08:2015/BTNMT loại B [2]. Lưu vực sông Sài Gòn: Chất lƣợng nƣớc liên quan chặt chẽ đến sức khỏe cộng đồng.

Theo đánh giá của Tổ chức Y tế thế giới, 80% bệnh tật ở con ngƣời xuất 3 phát từ việc sử dụng nguồn nƣớc không sạch và vệ sinh môi trƣờng kém. Hiện nay, nguồn nƣớc sinh hoạt của ngƣời dân trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh sử dụng chủ yếu là nƣớc máy đã qua xử lý từ nguồn nƣớc thô lấy tại sông Sài Gòn - Đồng Nai, và một phần trên kênh Đông. Trong nhiều năm qua, hệ thống quan trắc, giám sát chất lƣợng nƣớc cấp cho sinh hoạt đã đƣợc đặt tại các trạm thƣợng lƣu sông Sài Gòn nhƣ Bến Củi, Bến Súc, Thị Tính và Phú Cƣơng, hai trạm khác là Hóa An đặt trên sông Đồng Nai và trạm N46 trên kênh Đông. Các kết quả quan trắc cho thấy một số chỉ tiêu đạt chuẩn cho phép nhƣ: Nhu cầu oxy sinh học, nhu cầu oxy hóa học, độ mặn, chỉ tiêu kim loại nặng, chỉ tiêu nitơ đạt quy chuẩn cho phép.

Nhƣng nhiều chỉ tiêu nhƣ: pH, độ đục, nồng độ chất rắn hòa tan trong nƣớc, oxy hòa tan, nồng độ dầu và vi sinh vật tại hầu hết các trạm quan trắc vƣợt mức cho phép. Để đảm bảo nguồn nƣớc sinh hoạt cho hơn 7 triệu dân thành phố, cần phải có giải pháp hữu hiệu khống chế nồng độ chất ô nhiễm trong nƣớc thải, giảm tải lƣợng chất ô nhiễm đổ xuống sông Sài Gòn. Không cấp phép đầu tƣ cho các dự án thuộc nhóm ngành có gây ô nhiễm cao nhƣ: Hóa chất, cao su, sản xuất bột giấy, chế biến thực phẩm… trên khu vực thƣợng nguồn. Giải pháp di dời trạm lấy nƣớc cung cấp cho sinh hoạt lên phía thƣợng nguồn cũng đang đƣợc bàn tới nếu tình trạng ô nhiễm của sông Sài Gòn [2].

Lưu vực sông Đồng Nai và Thị Vải: là nơi tập trung của nhiều khu công nghiệp, đặc biệt là các khu công nghiệp, các nhà máy đã hình thành khá lâu đời. Tuy nhiên, mức độ tập trung các nhà máy gây ô nhiễm nghiêm trọng nhƣ sản xuất phân bón, hóa chất… chủ yếu tập trung ở phía hạ lƣu và nhánh sông Thị Vải trong đó đáng chú ý là khu công nghiệp Phú Mỹ 1 và Công ty cổ phần hữu hạn Vedan Việt Nam là hai đơn vị xả thải các chất gây ô nhiễm môi trƣờng cao nhất. Các thông số ô nhiễm nhƣ hữu cơ, chất rắn lơ lửng, vi sinh… vƣợt quy chuẩn cho phép hàng chục, thậm chí hàng trăm lần [2]. Ngoài ra, nƣớc thải sinh hoạt phát sinh từ các đô thị, khu dân cƣ đang ảnh hƣởng nghiêm trọng đến chất lƣợng nƣớc tại các dòng sông nói riêng và các nguồn nƣớc nói chung tại các vùng KTTĐ.

Hiện nay, tại các đô thị lớn nhƣ Thành phố Hồ Chí Minh, Vũng Tàu, Biên Hòa và một số các khu đô thị đã bắt đầu tiến hành quy 4 hoạch và xây dựng các hệ thống xử lý nƣớc thải cho khu dân cƣ. Tuy nhiên, một số dự án đã triển khai nhƣng tiến độ chậm và chƣa đạt hiệu quả mong muốn [2] 1. Khái quát một số đặc điểm tự nhiên và kinh tế xã hội lƣu vực sông Nhuệ 1.1 Vị trí địa lý và diện tích Sông Nhuệ (đoạn chảy qua thành phố Hà Nội) bắt nguồn từ sông Hồng tại cửa cống Liên Mạc - Từ Liêm và chảy qua các quận, huyện gồm: Từ Liêm, Hà Đông, Thanh Trì, Thanh Oai, Thƣờng Tín, Ứng Hoà, Phú Xuyên và cuối cùng đổ vào sông Đáy ở khu vực thành phố Phủ Lý, tỉnh Hà Nam [6]. Bản đồ khu vực sông Nhuệ 5 Bảng 1.

Phân bố diện tích trong lưu vực sông Nhuệ Diện tích(ha) TT Quận, Huyện Tổng số Trong lƣu vực 1 Bắc Từ Liêm 4.230 2 Nam Từ Liêm 3.008 5 Đam Phƣợng 7.500 Nguồn: Sở Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội [7] Diện tích của toàn bộ lƣu vực là 107.530 ha, trong đó: Hà Nội chiếm 87.820 ha và tỉnh Hà Nam chiếm 19. Đặc điểm địa hình Lƣu vực sông Nhuệ nằm hoàn toàn trên vùng đồng bằng thấp thuộc châu thổ sông Hồng, không có đồi và núi. Địa hình có dạng lòng máng cao ở phần sông Hồng, sông Đáy và thấp dần vào trục sông Nhuệ theo hƣớng Tây Bắc - Đông Nam. Độ cao của khu thƣợng nguồn sông Nhuệ ở Từ Liêm khoảng 5-7m, tại khu lân cận quận Hà Đông cao 4-7m, khu Thƣờng Tín cao 1,1-3,5m.

Độ dốc của lòng sông Nhuệ có cao độ mặt phổ biến từ +2,0 đến +6,0 m. Cao trình biến đổi từ +1,0 m đến + 9,0 m. Vùng ven sông Hồng và sông Đáy là đất cát lẫn phù sa mịn, hoặc đất cát pha thịt, biến đổi dần sang đất thịt pha cát và tới khu vực lân cận sông Nhuệ là đất thịt, đất thịt pha sét. Từ cao trình +2,5 m trở lên, đất thuộc loại trung tính, ít chua, độ 6 pH từ 5,5 - 6,0 chiếm khoảng 70% diện tích lƣu vực.

Phần đất trũng thấp hơn +1,5m tập trung ở hạ lƣu vực, đất bị chua, độ pH thấp hơn 5,5 một số nơi có hiện tƣợng gây - sét hoá do bị ngập nƣớc thƣờng xuyên [6].3 Đặc điểm khí hậu, thủy văn Lƣu vực sông Nhuệ có nền khí hậu mang đầy đủ những thuộc tính cơ bản của khí hậu miền Bắc Việt Nam đó là nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, khí hậu chia thành 2 mùa rõ rệt: mùa mƣa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, có gió mùa đông nam; mùa khô kéo dài từ tháng 11 đến thánh 4, có gió mùa Đông Bắc [6]. - Chế độ nắng: Lƣu vực sông Nhuệ nằm trong miền khí hậu nhiệt đới gió mùa, với lƣợng bức xạ tổng cộng trung bình năm khoảng 105 - 120 kcal/cm2 và có số giờ nắng thuộc loại trung bình, đạt khoảng 1600-1750 giờ/năm, trong đó tháng 8 có số giờ nắng nhiều nhất đạt 200-230 giờ/tháng và tháng 2, 3 có số giờ nắng ít nhất khoảng 25-45 giờ/tháng. Chế độ nắng cũng giống nhƣ chế độ nhiệt, nó ảnh hƣởng đến tốc độ và dạng phân hủy các hợp chất hữu cơ và nồng độ oxy hòa tan trong nƣớc [6]. - Chế độ nhiệt: Chế độ nhiệt phân hóa rõ rệt theo đai cao trong lƣu vực sông Nhuệ.

Nhiệt độ trung bình năm ở vùng thấp đạt từ 25 - 270C, ở vùng đồi núi phía Tây và Tây Bắc nhiệt độ trung bình năm xấp xỉ 240C. Mùa đông nhiệt độ trung bình ở vùng cao giảm xuống còn 16 - 190C, mùa hè trung bình khoảng 220C; còn ở vùng thấp mùa đông nhiệt độ trung bình 18 - 200C, mùa hè từ 27 - 300C. Trong trƣờng hợp cực đoan, nhiệt độ tối cao có thể lên tới 400C, và nhiệt độ tối thấp có thể xuống tới dƣới 90C. Chế độ nhiệt của nƣớc phụ thuộc vào chế độ nhiệt của không khí đã ảnh hƣởng đến các quá trình hóa lý xảy ra trong nƣớc, nó ảnh hƣởng đến đời sống các vi sinh vật và vi khuẩn sống trong nƣớc [6].

- Chế độ gió: Mùa đông gió có hƣớng thịnh hành là Đông Bắc, tần suất đạt 60-70%. Một số nơi do ảnh hƣởng của địa hình, hƣớng gió đổi thành Tây Bắc và Bắc, tần suất đạt 25- 40%. Mùa hè các tháng 5, 6, 7 hƣớng gió ổn định, thịnh hành là Đông và Đông Nam, tần suất đạt 60-70%. Tháng 8 hƣớng gió phân tán, hƣớng thịnh hành nhất cũng chỉ đạt tần suất 20-25%.

Các tháng chuyển tiếp hƣớng gió không ổn định [6]. 7 - Chế độ mưa ẩm: Sông Đáy chảy ở phía ngoài rìa phía Tây Nam vùng nghiên cứu. Lòng sông rộng 100-200m. Lƣu lƣợng nƣớc nhỏ và chảy chậm.

Mực nƣớc dao động từ 2 -5m. Sông Nhuệ là con sông tự nhiên có nhiều khúc uốn quanh co, các khúc uốn đã đƣợc đào và nắn thẳng lại vào những năm 1935 -1940 đoạn sông đào này cắt qua 2 con sông tự nhiên. Dọc trục chính sông Nhuệ còn có một hệ thống sông, kênh, mƣơng làm nhiệm vụ tƣới và tiêu nƣớc phục vụ nông nghiệp gồm: Sông Đăm: dài trên 6 km, chảy qua khu vực Phúc Lý, Phúc Diền, Cổ Nhuế và đổ vào sông Nhuệ ở cầu bắt qua sông tại thôn Hoàng - xã Cổ Nhuế. Kênh nối từ nhánh sông Tô Lịch tại Hoàng Liệt chảy qua thôn Nhân Hoà, Tả Thanh Oai đổ vào sông Nhuệ tại Siêu Quần (xã Đại Áng) kênh dài 5,5 km, rộng 5-10 mét.

Kênh Hòa Bình: chảy từ xã Tam Hƣng, huyện Thanh Oai, qua Tân Ƣớc, Liên Châu đổ vào sông Nhuệ ở xã Hồng Minh. Kênh dài trên 10km, chiều rộng từ 10 - 12 m. Lƣu vực sông Nhuệ có khá nhiều hồ. Các hồ lớn đều tập trung ở địa phận Hà Nội nhƣ: hồ Thuỵ Phƣơng (Từ Liêm), hồ ở xóm Chợ, xóm Đình (xã Đại Mỗ, Từ Liêm) hồ Mễ Trì, hồ Định Công, hồ Hoàng Liệt [6] 1.