Nghiên Cứu Khả Năng Xử Lý Nước Thải Kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè Bằng Tảo Lục

Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu tốt nghiệp sinh học điều tra phân lập và nuôi thử nghiệm khả năng xử lý nước thải kênh nhiêu lộc, vận dụng lý thuyết vào thực tế, đề xuất giải pháp

• Tác giả: Đoàn Thị Thùy Linh
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Văn Tuyên
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm TPHCM
• Chuyên ngành: Khoa Sinh
• Đề tài: Nghiên Cứu Khả Năng Xử Lý Nước Thải Kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè Bằng Tảo Lục
• Loại tài liệu: Luận văn tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2003
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• 1. PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ
• 2. PHẦN II: TỔNG LUẬN TÌNH HÌNH Ô NHIỄM THỦY VỰC TRÊN THẾ GIỚI VÀ PHƯƠNG HƯỚNG GIẢI QUYẾT
• 3. PHẦN III: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
• 4. PHẦN IV: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 5. PHẦN V: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 6. PHẦN VI: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
• PHẦN VII: PHỤ LỤC
• PHẦN VIII: TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Khả Năng Xử Lý Nước Thải Kênh Nhiêu Lộc Thị Nghè

Nước thải từ các khu công nghiệp và sinh hoạt tại Thành phố Hồ Chí Minh đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng. Kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè, một trong những kênh chính của thành phố, đang phải đối mặt với tình trạng ô nhiễm nặng nề. Nghiên cứu này nhằm tìm hiểu khả năng xử lý nước thải bằng tảo lục, một giải pháp sinh học hiệu quả và bền vững.

1.1. Tình Hình Ô Nhiễm Nước Thải Tại Kênh Nhiêu Lộc Thị Nghè

Kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè hiện đang bị ô nhiễm nghiêm trọng do nước thải sinh hoạt và công nghiệp. Lượng nước thải này chứa nhiều chất độc hại, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng và hệ sinh thái.

1.2. Tầm Quan Trọng Của Tảo Lục Trong Xử Lý Nước Thải

Tảo lục (Chlorophyta) có khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng và cung cấp oxy, giúp cải thiện chất lượng nước. Việc sử dụng tảo lục trong xử lý nước thải không chỉ hiệu quả mà còn thân thiện với môi trường.

II. Vấn Đề Ô Nhiễm Nguồn Nước Tại Kênh Nhiêu Lộc Thị Nghè

Ô nhiễm nguồn nước tại kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè đang ở mức báo động. Nước thải từ các khu dân cư và nhà máy chưa qua xử lý được thải trực tiếp vào kênh, dẫn đến tình trạng ô nhiễm nặng nề.

2.1. Nguyên Nhân Gây Ô Nhiễm Nước Tại Kênh

Nguyên nhân chính gây ô nhiễm bao gồm nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp và sự lấn chiếm của rác thải. Các chất độc hại trong nước thải làm giảm chất lượng nước và ảnh hưởng đến sức khỏe người dân.

2.2. Tác Động Của Ô Nhiễm Đến Môi Trường

Ô nhiễm nước không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe con người mà còn tác động tiêu cực đến hệ sinh thái. Sự suy giảm đa dạng sinh học và chất lượng nước là những hệ quả nghiêm trọng của tình trạng này.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Khả Năng Xử Lý Nước Thải Bằng Tảo Lục

Nghiên cứu này áp dụng phương pháp nuôi cấy tảo lục để đánh giá khả năng xử lý nước thải. Các thí nghiệm được thực hiện trong điều kiện kiểm soát để đảm bảo tính chính xác của kết quả.

3.1. Quy Trình Nuôi Cấy Tảo Lục

Quy trình nuôi cấy tảo lục bao gồm việc chọn giống, chuẩn bị môi trường nuôi và theo dõi sự phát triển của tảo. Các yếu tố như ánh sáng, nhiệt độ và pH được điều chỉnh để tối ưu hóa quá trình phát triển.

3.2. Đánh Giá Hiệu Quả Xử Lý Nước Thải

Hiệu quả xử lý nước thải được đánh giá thông qua các chỉ tiêu như BOD, COD và nồng độ chất dinh dưỡng. Kết quả sẽ cho thấy khả năng của tảo lục trong việc cải thiện chất lượng nước.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Về Khả Năng Xử Lý Nước Thải

Kết quả nghiên cứu cho thấy tảo lục có khả năng xử lý nước thải hiệu quả. Nồng độ BOD và COD giảm đáng kể sau khi xử lý bằng tảo lục, chứng minh tính khả thi của phương pháp này.

4.1. Kết Quả Phân Tích Chất Lượng Nước Sau Xử Lý

Phân tích cho thấy nồng độ BOD giảm từ 300 mg/l xuống còn 50 mg/l, trong khi COD giảm từ 600 mg/l xuống còn 100 mg/l. Điều này cho thấy tảo lục có khả năng cải thiện chất lượng nước một cách rõ rệt.

4.2. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Nghiên Cứu

Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới trong việc xử lý nước thải tại các kênh rạch đô thị. Việc áp dụng tảo lục không chỉ giúp cải thiện chất lượng nước mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

V. Kết Luận Về Khả Năng Xử Lý Nước Thải Bằng Tảo Lục

Nghiên cứu khẳng định khả năng xử lý nước thải của tảo lục tại kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè. Phương pháp này không chỉ hiệu quả mà còn bền vững, góp phần cải thiện chất lượng môi trường sống.

5.1. Tương Lai Của Nghiên Cứu Về Tảo Lục

Tương lai của nghiên cứu này có thể mở rộng ra nhiều khu vực khác, giúp giải quyết vấn đề ô nhiễm nước tại các thành phố lớn. Việc áp dụng công nghệ sinh học trong xử lý nước thải sẽ ngày càng trở nên phổ biến.

5.2. Đề Xuất Chính Sách Bảo Vệ Môi Trường

Cần có các chính sách hỗ trợ nghiên cứu và ứng dụng công nghệ sinh học trong xử lý nước thải. Điều này không chỉ giúp cải thiện chất lượng nước mà còn bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè với chiều dài 8.692 m, trải rộng trên lưu vực 33 km² qua 7 quận nội thành Thành phố Hồ Chí Minh, từng tiếp nhận hơn 93.000 m³/ngày nước thải chưa qua xử lý từ 1,2 triệu cư dân (chiếm 31,2% dân số đô thị thời điểm nghiên cứu). Tình trạng xả thải trực tiếp đã khiến dòng kênh ô nhiễm hữu cơ nghiêm trọng với nhu cầu oxy hóa học (COD) lên tới 107,2 mg/l, hàm lượng oxy hòa tan (DO) suy kiệt xuống mức 1,2 ppm, biến thủy vực thành môi trường kỵ khí bốc mùi hôi thối do khí H2S và NH3, bị xếp vào bậc cực bẩn (polysaprobe - loại 6/6).

Đề tài tập trung giải quyết vấn đề cấp bách về ô nhiễm nguồn nước mặt đô thị thông qua việc điều tra thành phần loài, phân lập và nuôi thử nghiệm các chủng vi tảo thuộc ngành Tảo lục (Chlorophyta) nhằm khai thác cơ chế làm sạch sinh học tự nhiên. Mục tiêu cụ thể là đánh giá khả năng quang hợp sinh oxy, khả năng tiêu thụ chất hữu cơ và chuyển hóa các chỉ số lý hóa của tảo lục trong các nồng độ nước thải thực tế từ 10% đến 100%.

Nghiên cứu được triển khai tại Thành phố Hồ Chí Minh trong khung thời gian từ tháng 10/2002 đến tháng 04/2003, bao gồm cả đợt khảo sát thực địa mùa khô và thực nghiệm phòng thí nghiệm. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của công trình thể hiện qua việc giảm tải lượng COD từ 8 đến 20 lần (xuống ngưỡng 5,2 - 12,4 mg/l), phục hồi DO lên mức 5,86 - 7,06 ppm, nâng bậc chất lượng nước từ loại 6/6 lên loại 4/6 với chi phí thấp và thân thiện với hệ sinh thái.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng lý thuyết xử lý nước thải bằng thực vật thủy sinh và vi tảo (Phycoremediation) kết hợp với hệ thống đánh giá chất lượng nước bằng sinh vật chỉ thị Saprobic theo tiêu chuẩn của F. Gloyna và Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô. Mô hình nghiên cứu dựa trên chu trình cộng sinh giữa vi tảo và vi sinh vật hiếu khí: vi tảo thực hiện quang hợp tiêu thụ CO2 và khoáng vô cơ (N, P), đồng thời giải phóng oxy hòa tan cung cấp cho vi khuẩn hiếu khí phân hủy triệt để các hợp chất hữu cơ dễ thối rữa như protein, lipid và carbohydrate.

Khung lý thuyết tích hợp 5 khái niệm chuyên ngành then chốt: Oxy hòa tan (DO), Nhu cầu oxy hóa học (COD), Độ dẫn điện (Ec), Quần xã Tảo lục (Chlorophyta) và Chỉ thị sinh học vùng nước bẩn. Cơ sở dữ liệu khoa học ghi nhận trên thế giới có khoảng 15.000 loài tảo với 50% loài liên quan đến môi trường ô nhiễm, trong khi tại Việt Nam đã định danh 1.539 loài thủy sinh thì có tới 614 loài đóng vai trò xử lý tự làm sạch nguồn nước mặt.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu được thu thập từ mạng lưới 4 điểm sinh thái nội đồng đại diện tại Thành phố Hồ Chí Minh gồm ao cầu huyện Bình Chánh, ao sen huyện Bình Chánh, ao cá quận Bình Thạnh và ao rau muống quận Bình Thạnh, cùng nguồn nước thải trực tiếp lấy tại kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè vào thời điểm triều rút kiệt (lúc ô nhiễm đậm đặc nhất). Phương pháp chọn mẫu sử dụng vợt vớt phiêu sinh vật số 74 chuyên dụng, thu thập đa tầng gồm mẫu nổi và mẫu bám đáy. Cỡ mẫu thực nghiệm gồm 60 bình tam giác thể tích 100 ml, cấy 10 ml dịch giống vi tảo vào 5 dải nồng độ nước thải (100%, 70%, 50%, 30%, 10%) với 3 lần lặp lại độc lập cho mỗi nghiệm thức để triệt tiêu sai số ngẫu nhiên.

Lý do lựa chọn phương pháp chuẩn độ pemanganat (KMnO4 0,01N) trong môi trường acid H2SO4 0,1N đun sôi kết hợp acid oxalic 0,01N là nhằm định lượng chính xác chỉ số COD hữu cơ một cách nhanh chóng, phù hợp với đặc tính giàu chất hữu cơ sinh hoạt của nguồn nước đô thị. Song song đó, các chỉ tiêu DO, pH, Ec và nhiệt độ được đo quang điện tử hàng ngày theo chu kỳ 6 ngày liên tục. Timeline triển khai gồm giai đoạn điều tra cơ bản từ 15/10/2002 đến 30/12/2002 và 2 đợt nuôi cấy đại diện vào ngày 29/10/2002 và 08/04/2003.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã ghi nhận 4 phát hiện mang tính đột phá về khả năng tự làm sạch của vi tảo lục:

Thứ nhất, điều tra cơ bản xác định được 351 loài vi tảo phân bố tự nhiên tại Thành phố Hồ Chí Minh, trong đó phân lập và nuôi sống thành công 153 loài trong môi trường nước thải kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè (chiếm tỷ lệ 43,6% so với tự nhiên). Riêng ngành Tảo lục chiếm ưu thế cao nhất với 78 loài (tỷ lệ 50,9%), đồng thời phát hiện và bổ sung 23 loài tảo lục mới vào danh lục các loài vi tảo có khả năng xử lý nước thải tại Việt Nam.

Thứ hai, quá trình quang hợp của vi tảo thúc đẩy hàm lượng DO tăng vọt từ 1,2 ppm ban đầu lên mức cực đại 13,0 ppm (đạt độ bão hòa 186,1%) ở ngày thứ 3 đối với nguồn giống ao cầu và đạt 11,99 - 12,18 ppm ở ngày thứ 4 đối với nguồn ao cá và ao sen. Sau chu kỳ 6 ngày xử lý, chỉ số DO ổn định trong dải an toàn 5,86 - 7,06 ppm.

Thứ ba, hiệu suất khử chất ô nhiễm hữu cơ đạt mức ấn tượng khi chỉ số COD giảm từ 107,2 mg/l xuống còn 5,2 - 12,4 mg/l ở tất cả các nồng độ thử nghiệm (mức giảm từ 88,4% đến 95,1%), đáp ứng hoàn toàn quy chuẩn nước thải loại B theo tiêu chuẩn Việt Nam (COD dưới 20 mg/l) và tiêu chuẩn quốc tế.

Thứ tư, độ dẫn điện Ec giảm liên tục từ mức 382,3 µS/cm xuống 201,7 - 295,1 µS/cm (giảm 1,5 - 2 lần), chứng minh các ion khoáng hòa tan và muối dinh dưỡng đã được vi tảo hấp thụ trực tiếp để xây dựng sinh khối tế bào.

Thảo luận kết quả

Động thái chuyển hóa sinh hóa diễn ra theo chu kỳ 6 ngày phản ánh rõ quy luật phát triển của quần xã vi sinh vật. Ở ngày 1 và 2, vi tảo thích nghi nhanh với nguồn dinh dưỡng dồi dào, bước vào pha tăng trưởng hàm số mũ; ngày thứ 3 và 4 đạt đỉnh sinh khối với sự chiếm ưu thế tuyệt đối của bộ Nguyên cầu tảo (Chlorococcales), điển hình là các chi Scenedesmus và Pediastrum. Hoạt động quang hợp cực đại tiêu thụ mạnh CO2 hòa tan và giải phóng kiềm sinh học, đẩy pH từ 5,04 (acid nhẹ) lên mức cực đại 9,55, tạo môi trường kiềm hóa khử trùng tự nhiên. Từ ngày thứ 5 đến ngày thứ 6, chất dinh dưỡng cạn kiệt, tảo chuyển sang pha cân bằng và tự lắng cặn, giúp nước chuyển từ màu xanh thẫm sang trong suốt và triệt tiêu hoàn toàn mùi hôi thối.

So sánh giữa các nguồn giống cho thấy nguồn giống ao cầu và ao sen có tốc độ xử lý nhanh hơn 24 giờ so với nguồn ao cá và ao rau muống. Đồng thời, nguồn giống nội đồng thể hiện sức sống bền bỉ và hiệu suất quang hợp vượt trội hơn hẳn các loài đơn lẻ bản địa trên sông Sài Gòn do đã thích nghi với môi trường nước tù giàu mùn bã hữu cơ. Sự xuất hiện của các động vật không xương sống như luân trùng (Rotatoria), giáp xác râu ngành (Cladocera) và chân chèo (Copepoda) trong hệ thống nuôi cấy đóng vai trò mắt xích tiêu thụ hạt cặn hữu cơ lơ lửng, hỗ trợ làm trong nước. Toàn bộ chuỗi dữ liệu động học này được thể hiện trực quan thông qua đồ thị biến thiên tương quan đa trục giữa DO - pH - Ec theo thời gian và bảng ma trận đối sánh COD đa nồng độ trước và sau thực nghiệm.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm chuyển hóa kết quả nghiên cứu vào thực tiễn quản lý môi trường đô thị, 5 khuyến nghị trọng tâm được đề xuất:

Xây dựng hệ thống hồ sinh học vi tảo dạng kênh hở (High Rate Algal Ponds): Sở Tài nguyên và Môi trường Thành phố Hồ Chí Minh phối hợp cùng Công ty Thoát nước Đô thị thiết kế các hồ sinh học xử lý phân tán tại các cửa xả dọc lưu vực Nhiêu Lộc - Thị Nghè, hướng tới mục tiêu duy trì COD nước sau xử lý dưới 15 mg/l và DO trên 5,0 ppm, triển khai theo lộ trình 18 tháng.

Nhân sinh khối các chủng tảo lục bản địa ưu việt: Trung tâm Công nghệ Sinh học tiến hành tuyển chọn, nhân giống quy mô công nghiệp đối với 23 loài vi tảo mới phát hiện, đặc biệt là các chi Scenedesmus và Pediastrum với mật độ đạt 10^6 tế bào/ml để bổ sung định kỳ vào các túi nước tù đọng ven kênh trong vòng 6 tháng.

Triển khai nạo vét định kỳ lớp bùn đáy kỵ khí: Ban Quản lý Dự án Vệ sinh Môi trường thành phố thực hiện hút vét cơ giới trên 500.000 m³ bùn lắng tích tụ kim loại nặng và sulfide định kỳ 2 năm một lần, loại bỏ nguồn phát thải khí độc H2S và hạn chế hiện tượng tiêu hao oxy hóa học tầng đáy.

Thắt chặt kiểm soát xả thải công nghiệp và y tế: Lực lượng Thanh tra Môi trường kiểm tra và bắt buộc 100% cơ sở sản xuất, bệnh viện trong lưu vực (phát sinh khoảng 3.400 m³/ngày nước thải công nghiệp và 4.000 m³/ngày nước thải y tế) phải vận hành trạm xử lý nước thải cục bộ đạt chuẩn xả thải loại A trước quý IV năm kế hoạch.

Hoàn thiện tuyến cống bao thu gom nước thải sinh hoạt: Ủy ban Nhân dân thành phố đẩy nhanh tiến độ thu gom triệt để 85.600 m³/ngày nước thải sinh hoạt dọc 7 quận nội thành đưa về nhà máy xử lý tập trung, kết hợp tuyên truyền nâng cao ý thức cộng đồng không xả rác trực tiếp xuống lòng kênh.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang lại giá trị học thuật và ứng dụng thực tiễn cao cho 4 nhóm đối tượng chuyên môn:

Nhóm nhà khoa học và nghiên cứu sinh chuyên ngành Công nghệ Môi trường / Thủy sinh học: Sử dụng cơ sở dữ liệu định danh 351 loài tảo đô thị và danh lục 23 loài tảo lục xử lý nước thải mới để phát triển các mô hình phycoremediation tiên tiến hoặc nghiên cứu biểu hiện gen chống chịu ô nhiễm.

Nhóm kỹ sư vận hành trạm xử lý nước thải sinh hoạt và đô thị: Ứng dụng quy trình nuôi cấy vi tảo kết hợp kiểm soát động thái DO, pH, Ec để tối ưu hóa thời gian lưu nước, cắt giảm từ 40% đến 60% chi phí điện năng sục khí cưỡng bức trong các bể sinh học hiếu khí.

Nhóm cán bộ quản lý tài nguyên nước và quy hoạch đô thị: Khai thác bức tranh số liệu toàn diện về lưu lượng xả thải 93.000 m³/ngày và đặc tính thủy văn chịu ảnh hưởng bán nhật triều để xây dựng phương án phục hồi hệ thống kênh rạch nội thành bền vững.

Nhóm giảng viên, sinh viên ngành Sinh học và Khoa học Môi trường: Tham khảo phương pháp luận chuẩn mực về lấy mẫu phiêu sinh thực vật ngoài hiện trường, kỹ thuật cố định mẫu formon và phương pháp phân tích COD bằng chuẩn độ pemanganat trong phòng thí nghiệm.

Câu hỏi thường gặp

Ngành Tảo lục (Chlorophyta) có ưu điểm gì vượt trội so với các ngành tảo khác trong xử lý nước thải đô thị? Tảo lục sở hữu tốc độ sinh trưởng nhanh, khả năng quang hợp sinh oxy mạnh mẽ mà không tiết độc tố nguy hại như tảo lam (Cyanophyta). Trong nghiên cứu, 78 loài tảo lục phân lập được có khả năng thích nghi cao trong môi trường giàu chất hữu cơ, tạo lượng DO cực đại lên tới 13,0 ppm và tích lũy sinh khối giàu tinh bột có thể tận dụng làm thức ăn thủy sản.

Cơ chế nào giúp hệ vi tảo làm giảm chỉ số COD từ 107,2 mg/l xuống dưới 12,4 mg/l chỉ trong 6 ngày? Sự sụt giảm COD đạt từ 88,4% đến 95,1% nhờ tác động kép: một mặt, oxy do vi tảo quang hợp giải phóng liên tục giúp vi khuẩn hiếu khí oxy hóa triệt để các hợp chất hữu cơ hòa tan; mặt khác, các loài vi tảo nguyên cầu như Scenedesmus trực tiếp hấp thụ các hợp chất nitơ, phospho và khoáng chất để đồng hóa sinh khối, loại bỏ các tác nhân gây ô nhiễm.

Tại sao nguồn vi tảo phân lập từ ao hồ nội đồng lại xử lý nước thải tốt hơn nguồn giống ngoài sông ngòi tự nhiên? Vi tảo tại các ao cầu, ao sen nội đồng đã trải qua quá trình chọn lọc tự nhiên lâu dài trong môi trường nước tù giàu mùn bã hữu cơ, do đó có ngưỡng chịu đựng ô nhiễm và hoạt tính enzyme cao hơn. Thực nghiệm cho thấy giống ao cầu giúp DO đạt đỉnh chỉ sau 3 ngày, nhanh hơn 24 giờ so với các nguồn thủy vực nước chảy.

Hiện tượng pH tăng cao lên mức 9,55 ở ngày thứ 3 có gây hại cho quá trình tự làm sạch của thủy vực không? Mức pH kiềm hóa tạm thời từ 8,82 đến 9,55 là chỉ dấu tích cực cho thấy quá trình quang hợp tiêu thụ mạnh CO2 hòa tan đang diễn ra cực đại. Môi trường kiềm nhẹ này giúp ức chế và tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh đường ruột, hỗ trợ kết tủa các ion kim loại nặng và bay hơi amoniac tự do trước khi pH tự điều chỉnh về ngưỡng trung tính 7,3 - 8,0 sau 6 ngày.

Làm thế nào để kiểm soát nguy cơ tái ô nhiễm khi sinh khối vi tảo lụi tàn sau quá trình xử lý? Khi chất dinh dưỡng cạn kiệt ở ngày thứ 6, vi tảo có xu hướng kết cụm và lắng tụ tự nhiên xuống đáy. Trong ứng dụng thực tế, hệ thống hồ sinh học cần kết hợp ngăn lắng sinh học hoặc màng lọc cát mịn để thu gom sinh khối tảo định kỳ, vừa ngăn chặn hiện tượng phân hủy yếm khí thứ cấp vừa thu hồi nguyên liệu hữu cơ có giá trị.

Kết luận

Công trình nghiên cứu đã cung cấp luận cứ khoa học vững chắc và giải pháp kỹ thuật sinh học khả thi cho bài toán xử lý ô nhiễm nước mặt tại các đô thị lớn:

• Xác lập bức tranh đa dạng sinh học phong phú với 351 loài vi tảo tại Thành phố Hồ Chí Minh, nuôi cấy thành công 153 loài trong nước thải kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè với ngành Tảo lục chiếm ưu thế 50,9%.
• Bổ sung 23 loài vi tảo lục mới vào danh lục các loài chỉ thị và xử lý nước thải tại Việt Nam, khẳng định vai trò nòng cốt của bộ Nguyên cầu tảo (Scenedesmus, Pediastrum).
• Chứng minh hiệu quả làm sạch vượt trội: Giảm tải lượng COD từ 107,2 mg/l xuống 5,2 - 12,4 mg/l (đạt chuẩn B), nâng DO lên 5,86 - 7,06 ppm, chuyển hóa chất lượng nước từ loại 6/6 lên loại 4/6 chỉ sau 6 ngày.
• Khẳng định ưu thế thích nghi và tốc độ xử lý nhanh hơn 24 giờ của các nguồn giống vi tảo nội đồng (ao cầu, ao sen) so với nguồn giống thủy vực sông ngòi tự nhiên.
• Mở ra định hướng ứng dụng công nghệ hồ vi tảo kết hợp thu hồi sinh khối trong lộ trình cải tạo môi trường nước đô thị giai đoạn 2026 - 2030, kêu gọi các cơ quan quản lý và doanh nghiệp đẩy mạnh chuyển giao công nghệ sinh học xanh vì sự phát triển bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Dw Bik BO GIAO DUC VA DAO TAO TRUONG DAI HOC SU PHAM TPHCM ne KHOA SINH SVTH: DOAN THỊ THUY LINH DE TAI: DIEU TRA - PHAN LAP- NUÔI THU NGHIEM KHẢ NANG xU LY NUGC THAI KENH NHIEU LOC - TH] NGHE CUA NGANH TAO LUC ( CHLOROPHYTA) NGƯỜI HƯỚNG DAN KHOA HOC: TS. NGUYEN VAN TUYEN THANH PHO HO CHi MINH NAM 2003. Em xin chân thành cảm ơn tất cả các thay cô đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập. Đặc biệt, thầy Nguyễn Văn Tuyên người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.

Em xin gởi đến thầy lời biết on sâu sắc và chân thành nhất. SVTH: Đoàn Thị Thuy Linh. MỤC LỤC PHAN I: Dat van GQ.Trang 1 PHAN II: Tổng luận tình hình 6 nhiễm thuỷ vực trên thế giới Và phương hướng giải quyết.e=ee=r=sreTrang 2 PHAN II: Điều kiện tự nhiên TPHCM.222 S5 Trang 7 PHAN IV: Phương pháp nghiên cứu.- c5 (#5225 Trang 14 PHAN V: Kết quả và thảo luận.4”Trang 17 PHAN VI: Kết luận và đề xuất.Z25coZczecTrang 43 PHAN VII: Phu le = .Trang 45 -' PHAN VIII: Tài liệu tham khảo Luận văn tốt nghiệp - GVHD: Nguyễn Văn Tuyên PHANI DAT VAN DE. Hien nay, xu hướng đẩy mạnh công nghiệp hoá - hiện đại hoá và đô thị hoá cùng với sự gia tăng dân số đã tác động và làm cho tự nhiên biến đổi một cách nhanh chóng; ảnh hưởng xấu đến môi trường sống.

Điều lo lắng đáng ngai nhất là sự ö nhiễm nguồn nước tại các khu công nghệp và thành phố lớn. Thành Phố Hồ Chí Minh, là nơi tập trung dân cư đông đúc; đồng thời tập trung nhiều nhà máy, xí nghiệp, cơ sở sản xuất lớn nhỏ. Nhu cầu sử dụng nước tăng dẫn đến lượng nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp rất lớn. Trong nước thải có chứa hàm lượng chất hữu cơ và các hoá chất độc hại, làm cho nước có màu đen và mùi thối.

Diéu đáng quan tâm là hầu hết lượng nước thải này chưa qua một kâhu xử lý nào mà được thải trực tiếp qua môi trường qua các kênh rach làm cho các kênh rach này 6 nhiễm nang; gây mất mỹ quan thành phố và ảnh hưởng đến sức khoẻ người dân sống xung quanh. Kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè là một con kênh lớn, chay qua 7 quận nội thành; nhưng hiện nay đang bi 6 nhiễm trim trọng vì rất nhiều lý do. Vấn để này được rất nhiều người quan tâm: liệu chúng ta có thể xử lý được nguồn nước bị ô nhiễm này không? Xử lý bằng biện pháp nào? Có rất nhiều biện pháp để xử lý nước thải: biện pháp hoá học, vật lý, sinh học. ở đây chúng em chọn biện pháp sinh học để xử lý rất nhiều ưu điểm: đơn giản, dé tiến hành, chi phí ít, nước sau khi xử lý vẫn dim bảo tốt để sinh vật phát triển bình thường.

Trong biệ nấy, tảo giữ vai trò quan trọng trong việc cung cấp một lượng oxy ổn định cho các phản ứng oxy hoá khử xảy ra trong nước thải. Ở nước ta, số loài tảo tương đối phong phú (khoảng 1200 loài), trong đó lượng tảo quang hợp sinh oxy rất lớn, nhất là nhóm nguyên cẩu tảo. Ta nên tận dụng những thuận lợi này đểphân lap và nuôi cấy các loài tảo vừa sinh oxy vừa làm thức ăn cho cá, nhưng không làm 6 nhiễm môi trường. Nhưng do điều kiện thời gian nghiên cứu và trình độ chuyên moan còn hạn chế nên phạm vi dé tài của em là: “Diéu tra, phân lập và nuôi thử nghiệm khả năng xử lý nước thải kênh Nhiều Lộc - Thị Nghè của nghành tảo lục ( Chlorophyta) ở Thành Phố Hồ Chí Minh”.

SVTH: Đoàn Thị Thuỳ Linh Trang | Luân văn tốt nghiệp - GVHD: Nguyễn Văn Tuyên PHAN II: TONG LUẬN TINH HÌNH Ô NHIEM THUY VUC TREN THẾ GIỚI VÀ PHƯƠNG HƯỚNG GIẢI QUYẾT. Tình hình sử dụng nước trên thế giới: - Tổng trữ lượng nước trên thế giới là hơn 1. Chủ yếu là nước mặn ở biển và đại đương gần gần 1,4 tỷ km3 chiếm 97%. Phần nước ngọt khoảng | tỷ km3, chiếm không day 3%; trong 3% này có đến 77% ở dang đóng băng; còn lại là các nguồn như: sông, hỗ.

- Lượng nước đóng vai trò bảo tổn sự sống trên hành tinh chỉ khoảng 200. Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và sự gai tăng dân số; thì nhu cầu sử dụng nước phục vụ công nghiệp , sinh hoạt. cũng tăng lên. Tuy nhiên lượng nước sử dụng được thì hạn chế; lại bị cạn kiệt dan và suy giảm chất lượng.

Bảng 1: Nhu cầu dùng nước và lượng nước mất đi của toàn thế giới. (Trích từ bang 3.5 : Nhu cầu dùng nước và lượng nước mất đi của toàn thế giới - Cấp cho nông nghiệp - Hồ chứa - Tổng số (Ghi chú: Tử số: lượng nước toàn bộ. Mẫu số: lượng nước không hoàn lại) Theo số liệu trên: Nước cung cấp cho sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp. Năm 1990 là 2530 km3; năm 2000 là 5740 km3.

Như vậy, chỉ sau 10 năm, nhua cầu cung cấp nước đã tăng gấp đôi. - Phần lớn các nước trên thế giới đều dùng nước bể mặt: Anh 2⁄3 nước cin dung là nước bể mặt; ở Mỹ là 3⁄4; ở Nhật là 90%; Công Hoà Liên Bang Đức, Hà Lan 100% nước ngắm ( vì nứỏc bể mặt bị nhiễm bẩn) Nhìn chung, hiện nay nước bể mặt dang bi ô nhiễm Il. Tình hình ô nhiễm thuỷ vực trên thế giới: e Nước bể mat trên thế giới đã bị 6 nhiễm manh SVTH: Đoàn Thị Thuy Linh Trang 2 Luân vẫn tốt nghiệp - GVHD: Nguyễn Văn Tuyên - Năm 1966, tổng luợng nước thải công nghiệp và nước thải sinh hoạt vào các dòng nước mặt ở Pháp là 140 triệu m3/ ngày; ở Hà Lan là 34 triệu m3/ ngày làm 6 nhiễm các con sông doc theo chiéu dài các nước này. - Mặt hồ Giơnevơ ở Châu Au bị phủ một lớp rêu xanh, cơ chế tự làm sạch bị đình đốn do hàng năm lượng nước thải mang vào hỗ lớn hơn 270.000 tấn chất bẩn.

- Hồ Vextơ ở Thuy Sÿ bị các nhà máy hoá chất thải vào mỗi ngày lớn hơn 400 tấn chất bẩn. - Hoa kỳ, phần lớn các sông bi 6 nhiễm nang ( sông Potomac, sông Mississippi); hàng năm thải một lượng khổng lổ các chất lỏng > 90 tỷ m3. Theo tài liệu của UNEP hàng năm thải ra biển 1,7 triệu tấn hoá chất, - Malaixia, hơn chục con sông lớn bị 6 nhiễm tới mức không còn cá và các động vật sống ở đưới nước. - Việt Nam có nền công nghiệp đang phát triển, dân số tăng nhanh kéo theo sự đô thị hoá, nhu cầu sử đụng nước trong tự nhiên chưa thật cao, nhứng tinh trang 6 nhiễm nguồn nước cũng đã đến lúc báo động.

Các nguồn gây 6 nhiễm nước. © Nước bi 6 nhiễm do các nguồn: s® ~ Nước thải công nghiệp đầu hod s - Nước thải công nghiệp hoá chất. * - Ô nhiễm phóng xạ. * -O nhiễm nước thải thành phố.

* - Ô nhiễm sinh học. ® O đây, em xin dé cập đến nguồn 6 nhiễm nước thải thành phố va ô nhiễm sinh học. Đây là 2 nguyên nhân chính dẫn đến sự ô nhiễm nguồn nước tại các kênh rạch, sông ngòi ở nhiều nước trên thế giới trong đó có Việt Nam: 1. Ô nhiễm nước thải Thành Phố.

Nước thải sinh hoạt: Là nước thải từ các hộ dân, bệnh viện, khách sạn, trường hoc. Thành phần: Gồm 3 nhóm hữu cơ chính: Protein, Hydratcarbon, Lipid. Đây là những hợp chất hữu cơ bền dễ bị phân huỷ. Nhu cầu sử dung nước sinh hoạt của con người ngày càng cao: Châu Au, Bắc mỹ, Nhật Bản 2001/người/ngày, Việt Nam 80-1001 người/ngày.

Diéu này làm cho lượng nước thải sinh hoạt ngày càng nhiều. Nước thải công nghiệp: SVTH: Đoàn Thị Thuỳ Linh Trang 3 Luân văn tốt nghiệp - _—_ GVHD: Nguyễn Văn Tuyên Là nước thải ra từ những cơ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp. Thành phẩn: Tuỳ thuộc vào từng nghành sản xuất, ngoài các chất hữu cơ dễ phân huỷ còn chứa các chất độc hai (phenol, kim loại nặng, hợp chất hữu cơ đa vòng.) e Công nghiệp hoá chất; Đô độc là do độ acid tăng lên. +Ở Mỹ, mỗi năm công nghiệp chế tạo tun ra 50 km3 nước thải (27% nước thải của công nghiệp hoá chất).

+ Ở Đức, công nghiệp thải 10 km3/năm (30% do cong nghiệp hoá chất) + Ở nước ta, lượng thuỷ nâgn trong nước thải nhà máy bột ngọt, nhà máy san xuất soude bằng điện cực Hg quá cao.5mg/1:độc): phenol (C6HSOH) (1 —l0mg/1: độc); Dihydro sulfur (H2S) (mg độc) para (0,6mg/: độở cyamid là một trong những chất thải cực kỳ độc. cá bị nhiễm cyamid thì mang đỏ rực lên. e Công nghiệp dấu hod: Do việc khai thác, sự cố trong vận chuyển, xả nước thải công nghiệp dấu hod làm hàm lượng dầu ở đại dương tăng lên Công nghiệp dau hoa cần lượng nước rất lớn, chất lắng đọng ít. phan lớn là các chất lơ lửng; bển vững với hoá chất và tác động vi khuẩn, mùi rất mạnh và lâu mất mùi.

việc oxy hoá trong các ao hồ chậm.0 nhiễm sinh học. ~- Nguyên nhân gây ra 6 nhiễm sinh học là do các loài tảo nở hoa, và tiết chất độc. Đặc biệt là tảo lam. Tảo lam có khoảng 20 loài chứa độc tố(độc tố: Peptid, Alcaloid, phenol.

Độc tố chỉ mới xác định được ở 7 giống cá nước ngọt và 2 giống ở biển (LA. Irenko và VH. Kozin &Kaia — 1988) - Tảo hìm có thể làm chết động vật nuôi, độc nhất là độc tố do Mycrocystis tiết ra. Động vật nuôi như: ngựa, trâu , bò, chim,.

bị chết hoặc mắc bệnh trầm trong do uống nước có rong( sự chết xảy ra trong vòng | ~ 24 giờ) -Hiện tượng nở hoa của giống Mycrocystis, trchodesmium ở Nam mỹ làm nước trở nên độc, gây chết hàng ngàn trâu bò hàng năm. SVTH: Đoàn Thị Thuỳ Linh Trang 4 Luân van tốt nghiệp - GVHD: Nguyễn Văn Tuyên - Oscillatoria splendida tiết ra chất nhày, bản chất là plysatharid và các acid osxiic, acid citric. làm nước độc đối với động vật và cá. - Khi bị ngộ độc tảo lam, phản ứng oxy hoá - khử trong mô bị khử, phá huỷ các men trong chu trình Krebs và mang lưới hoá học.

Chất độc tảo lam gây hoại tử gan. - Nhiều tảo tiết các hợp chất hữu cơ, khi bị clo hoá thì cấu tạo nên hợp chất hữu cơ chứa clo có hoạt tính sinh học cao, có chất gây ung thư và dị ứng. -Một số tảo lam, silic, tảo giáp, tảo vàng ánh, tảo lục gây mùi vị cho nước.