Nghiên Cứu Ô Nhiễm Nước Tại Thành Phố Hồ Chí Minh

Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu tốt nghiệp sinh học thử nghiệm khả năng xử lý nước thải của 4 ngành tảo ở kênh nhiêu lộc thị nghè, vận dụng lý thuyết vào thực tế, đề xuất giải

• Tác giả: Võ Uyển Chi
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Văn Tuyến
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm TP. HCM
• Chuyên ngành: Sinh Học
• Đề tài: Nghiên Cứu Ô Nhiễm Nước Tại Thành Phố Hồ Chí Minh: Giải Pháp và Kết Quả
• Loại tài liệu: Luận Văn Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2003
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• 1. PHẦN 2: TỔNG LUẬN VỀ TÌNH HÌNH Ô NHIỄM THỦY VỰC TRÊN THẾ GIỚI - PHƯƠNG HƯỚNG GIẢI QUYẾT CỦA CÁC NƯỚC - Ý NGHĨA CÁC LOẠI TẢO
• 1.1. Tình Hình Sử Dụng Nước Trên Thế Giới
• 1.2. Phương Hướng Giải Quyết Của Các Nước
• 2. PHẦN 3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
• 2.1. Tình Hình Cấp Thoát Nước Ở Tp.
• 2.2. Tình Hình Ô Nhiễm Nước Ở Tp.
• 3. PHẦN 4: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Phương Pháp Nuôi Cấy
• 3.2. Mục Đích Nghiên Cứu
• 3.3. Bảng Đánh Giá Chất Lượng Nước
• 4. PHẦN 5: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Các Chỉ Số Thủy-Lý-Hóa Đo Được Tại Các Địa Điểm Thu Mẫu
• 4.2. Thành Phần Các Loài Sinh Vật Gặp Được Trong Nước Thải Kênh
• 4.3. Chất Lượng Nước
• 5. PHẦN 6: DANH MỤC CÁC LOẠI TẢO
• 6. PHẦN 7: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
• PHẦN 8: TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Ô Nhiễm Nước Tại TP

Ô nhiễm nước tại Thành phố Hồ Chí Minh đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng và môi trường. Tình trạng này chủ yếu do nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp. Theo báo cáo, mỗi ngày thành phố thải ra khoảng 55.000 m³ nước thải sinh hoạt và 650.000 m³ nước thải công nghiệp. Việc nghiên cứu và tìm ra giải pháp xử lý ô nhiễm nước là cần thiết để bảo vệ sức khỏe người dân và môi trường.

1.1. Tình Trạng Ô Nhiễm Nước Tại TP.HCM

Tình trạng ô nhiễm nước tại TP.HCM đang ở mức báo động. Các chỉ số phân tích cho thấy mức độ ô nhiễm vượt quá ngưỡng cho phép hàng chục lần. Nguồn ô nhiễm chủ yếu đến từ nước thải sinh hoạt và công nghiệp, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng nước và sức khỏe cộng đồng.

1.2. Nguyên Nhân Gây Ô Nhiễm Nước

Nguyên nhân chính gây ô nhiễm nước tại TP.HCM bao gồm nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp và nước thải nông nghiệp. Sự gia tăng dân số và tốc độ đô thị hóa nhanh chóng đã làm gia tăng lượng nước thải, dẫn đến tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng.

II. Vấn Đề Ô Nhiễm Nước Thách Thức Cần Giải Quyết

Ô nhiễm nước không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe con người mà còn tác động đến hệ sinh thái và nguồn nước sạch. Các chất độc hại trong nước thải có thể gây ra các bệnh về đường tiêu hóa, hô hấp và nhiều bệnh khác. Việc xử lý ô nhiễm nước là một thách thức lớn đối với chính quyền và cộng đồng.

2.1. Ảnh Hưởng Của Ô Nhiễm Nước Đến Sức Khỏe

Ô nhiễm nước gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng, bao gồm bệnh tiêu chảy, nhiễm trùng đường hô hấp và các bệnh mãn tính khác. Nước ô nhiễm có thể chứa vi khuẩn, virus và hóa chất độc hại, ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân.

2.2. Tác Động Đến Môi Trường

Ô nhiễm nước không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe con người mà còn gây hại cho hệ sinh thái. Các loài sinh vật trong nước bị ảnh hưởng, dẫn đến sự suy giảm đa dạng sinh học và mất cân bằng sinh thái.

III. Phương Pháp Giải Quyết Ô Nhiễm Nước Tại TP

Để giải quyết vấn đề ô nhiễm nước, cần áp dụng các phương pháp hiệu quả như xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp, cải thiện hệ thống thoát nước và nâng cao nhận thức cộng đồng. Việc áp dụng công nghệ sinh học trong xử lý nước thải cũng là một giải pháp tiềm năng.

3.1. Giải Pháp Xử Lý Nước Thải Sinh Hoạt

Xử lý nước thải sinh hoạt là một trong những giải pháp quan trọng để giảm thiểu ô nhiễm. Các công nghệ như lọc sinh học và xử lý hóa học có thể được áp dụng để cải thiện chất lượng nước trước khi thải ra môi trường.

3.2. Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học

Công nghệ sinh học, đặc biệt là việc sử dụng tảo để xử lý nước thải, đã cho thấy hiệu quả cao trong việc cải thiện chất lượng nước. Tảo có khả năng hấp thụ các chất ô nhiễm và cung cấp oxy cho môi trường nước.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Về Ô Nhiễm Nước Tại TP

Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng các giải pháp xử lý nước thải đã mang lại kết quả tích cực. Chất lượng nước tại các kênh rạch đã được cải thiện đáng kể, giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Tuy nhiên, cần tiếp tục theo dõi và cải thiện các biện pháp này.

4.1. Đánh Giá Chất Lượng Nước Sau Xử Lý

Sau khi áp dụng các biện pháp xử lý, chất lượng nước tại các kênh rạch đã được cải thiện rõ rệt. Các chỉ số ô nhiễm giảm xuống dưới ngưỡng cho phép, cho thấy hiệu quả của các giải pháp đã được triển khai.

4.2. Ứng Dụng Thực Tiễn Từ Nghiên Cứu

Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng để phát triển các chính sách quản lý nước hiệu quả hơn. Việc nâng cao nhận thức cộng đồng về ô nhiễm nước cũng là một yếu tố quan trọng trong việc bảo vệ nguồn nước.

V. Kết Luận Tương Lai Của Nghiên Cứu Ô Nhiễm Nước

Nghiên cứu ô nhiễm nước tại TP.HCM cần được tiếp tục để tìm ra các giải pháp hiệu quả hơn. Việc kết hợp giữa công nghệ hiện đại và sự tham gia của cộng đồng sẽ là chìa khóa để giải quyết vấn đề ô nhiễm nước trong tương lai.

5.1. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu Liên Tục

Nghiên cứu liên tục về ô nhiễm nước là cần thiết để theo dõi tình hình và đánh giá hiệu quả của các biện pháp đã thực hiện. Điều này giúp đưa ra các giải pháp kịp thời và hiệu quả hơn.

5.2. Hướng Đi Tương Lai Trong Quản Lý Nước

Hướng đi tương lai trong quản lý nước cần tập trung vào việc phát triển các công nghệ mới và nâng cao nhận thức cộng đồng. Sự hợp tác giữa các cơ quan chức năng và người dân sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ nguồn nước.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Thành phố Hồ Chí Minh mỗi ngày phát sinh hơn 550.000 m³ nước thải sinh hoạt và khoảng 650.000 m³ nước thải công nghiệp đổ trực tiếp vào hệ thống gần 800 km sông ngòi, kênh rạch nội đô. Tình trạng này khiến các tuyến thủy vực trọng điểm, đặc biệt là lưu vực kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè, rơi vào tình trạng ô nhiễm hữu cơ nghiêm trọng với các chỉ số thủy lý hóa vượt ngưỡng cho phép hàng chục lần, nồng độ oxy hòa tan (DO) tại nhiều điểm quan trắc giảm sâu về mức 0 mg/L. Việc xử lý nguồn nước thải đô thị khổng lồ bằng các biện pháp cơ khí hay hóa chất đòi hỏi kinh phí đầu tư hạ tầng vô cùng lớn và tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm thứ cấp. Do đó, yêu cầu cấp thiết đặt ra là phải tìm kiếm một giải pháp xử lý sinh học thân thiện với môi trường, chi phí thấp, vận hành đơn giản và mang lại hiệu quả bền vững.

Đề tài tập trung nghiên cứu hiện trạng môi trường nước, phân lập và định loại thành phần loài vi tảo bản địa, đồng thời thử nghiệm khả năng làm sạch nước thải của 4 ngành tảo chính bao gồm Tảo Lục, Tảo Lam, Tảo Silic và Tảo Mắt tại kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè. Phạm vi nghiên cứu được triển khai thực địa tại 3 vị trí trọng yếu gồm cầu Trương Minh Giảng, cầu Kiệu và cầu Thị Nghè, kết hợp nguồn giống vi sinh vật thu thập từ khu vực Bệnh viện Nguyễn Trãi tại Quận 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của công trình được chứng minh qua các chỉ số định lượng cụ thể: xử lý triệt để nhu cầu oxy hóa học (COD) xuống dưới ngưỡng 10 mg/L (đạt tiêu chuẩn xả thải môi trường), giảm độ dẫn điện Ec từ 1,7 đến 2,0 lần và phục hồi trạng thái cân bằng sinh thái thủy vực chỉ sau chu trình nuôi cấy sinh học 6 ngày.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng hệ thống lý thuyết sinh thái học môi trường nước và cơ chế xử lý nước thải sinh học thông qua 2 khung lý thuyết nền tảng: Lý thuyết chỉ thị sinh học Saprobic của Liebmann kết hợp thang đánh giá ô nhiễm của Palmer - Tarzwell, cùng Lý thuyết diễn thế quần xã vi sinh vật thủy vực. Về mặt động học làm sạch, mô hình tự làm sạch quang dưỡng (photo-oxygenation) kết hợp công nghệ xử lý bằng thực vật và vi tảo (phytoremediation) được sử dụng để mô tả cơ chế chuyển hóa chất ô nhiễm.

Các khái niệm chuyên ngành cốt lõi được áp dụng xuyên suốt bao gồm:

1. Hệ thống phân hạng chất lượng nước Saprobic: Phân cấp mức độ bẩn của thủy vực từ rất bẩn (Polysaprobe), bẩn vừa (Mesosaprobe) đến nước sạch (Oligosaprobe) dựa trên sinh vật chỉ thị.
2. Quá trình oxy hóa quang dưỡng: Quá trình vi tảo sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời để quang hợp, giải phóng oxy hòa tan (DO) dồi dào, từ đó kích thích vi khuẩn hiếu khí phân hủy các hợp chất hữu cơ phức tạp như protein, hydrat cacbon và lipid.
3. Cơ chế kiềm hóa sinh học: Hiện tượng tảo hấp thụ ion hydrocacbonat và khí carbonic tự do trong nước làm độ pH tăng cao cục bộ, hỗ trợ ức chế và tiêu diệt các vi khuẩn, siêu vi gây bệnh đường ruột.
4. Chỉ số tải lượng ô nhiễm COD và Ec: Thước đo tổng lượng chất hữu cơ bị oxy hóa hóa học và nồng độ ion muối khoáng hòa tan trong môi trường nước lợ đô thị.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu thu thập thực tế tại hiện trường kết hợp các mẻ nuôi cấy thực nghiệm trong phòng thí nghiệm. Cỡ mẫu điều tra phân loại bao gồm toàn bộ các mẫu vi sinh vật nổi và mẫu bám thu thập tại 3 trạm quan trắc trên kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè. Phương pháp chọn mẫu sử dụng vợt chuyên dụng Phytoplankton số 74 kéo trên mặt thoáng hơn 20 lần ở độ sâu cách mặt nước 20 cm vào thời điểm triều rút (khi nước kênh đạt nồng độ bẩn cao nhất). Một phần mẫu được cố định bằng dung dịch Formol 40% để định loại hình thái dưới kính hiển vi quang học ở độ phóng đại từ 10x đến 40x, phần còn lại được lưu giữ sống để làm giống cấy thực nghiệm.

Quy trình nuôi cấy được thiết kế trên 3 lô thí nghiệm độc lập, mỗi lô gồm 5 bình tam giác thể tích 200 ml chứa nước thải kênh pha loãng theo 5 nồng độ: 10%, 30%, 50%, 70% và 100%. Lượng giống vi tảo cấy chuẩn hóa ở mức 5 ml cho mỗi bình. Quá trình nuôi cấy diễn ra hoàn toàn ngoài trời dưới điều kiện ánh sáng và nhiệt độ tự nhiên trong 6 ngày liên tục, không bổ sung khí CO2 hay bất kỳ dưỡng chất nhân tạo nào. Phương pháp phân tích thủy lý hóa bao gồm đo nhiệt độ, pH, Eh, Ec, DO bằng thiết bị đo điện cực chuyên dụng hàng ngày; chỉ số COD được xác định bằng phương pháp chuẩn độ oxy hóa khử với Kali Permanganat (KMnO4 0,01N) trong môi trường acid sulfuric và acid oxalic. Phương pháp này được lựa chọn vì tính chính xác cao, thao tác ổn định và phản ánh sát thực hàm lượng chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học trong nước thải đô thị.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Khảo sát điều tra cơ bản đã định loại được 105 loài vi tảo thuộc 4 ngành lớn cùng 3 nhóm động vật chỉ thị nước bẩn vừa gồm Rotatoria, Cladocera và Copepoda. Cấu trúc thành phần loài vi tảo chiếm ưu thế tuyệt đối bởi ngành Tảo Lục (Chlorophyta) với 44 loài (chiếm tỷ lệ 41,9%), tiếp theo là Tảo Lam (Cyanophyta) với 27 loài (chiếm 25,7%), Tảo Silic (Bacillariophyta) với 26 loài (chiếm 24,8%) và Tảo Mắt (Euglenophyta) với 8 loài (chiếm 7,6%).

Hiệu suất làm sạch chất hữu cơ đạt kết quả vượt bậc khi toàn bộ 5 dải nồng độ nước thải nuôi cấy (từ 10% đến 100%) đều hạ chỉ số COD từ mức ô nhiễm rất cao xuống còn khoảng 5,0 đến 8,0 mg/L sau 6 ngày. Kết quả này vượt xa yêu cầu quy chuẩn môi trường Việt Nam (quy định COD xả thải ≤ 20 mg/L) và đạt tiêu chuẩn nghiêm ngặt của Liên bang Nga (≤ 10 mg/L).

Động học oxy hòa tan (DO) và nồng độ pH ghi nhận sự biến thiên đồng pha rõ rệt qua 6 giai đoạn phát triển của quần xã. Nồng độ DO tăng trưởng mạnh và đạt đỉnh cực đại vào ngày thứ 4 đối với dải nước thải 70% - 100% (đạt trên 120% độ bão hòa) và ngày thứ 5 đối với dải nồng độ 10% - 50%. Chỉ số pH ban đầu tăng vọt lên mức 8,5 - 9,0 nhằm kiềm hóa môi trường để diệt khuẩn, sau đó tự điều chỉnh về trạng thái trung tính 7,0 - 7,6 khi kết thúc quá trình làm sạch.

Trong điều kiện nước thải thực tế, có 43 loài vi tảo thích nghi và phát triển sinh khối mạnh mẽ. Trong đó, Tảo Lục chiếm tỷ lệ áp đảo 65,1% (28 loài), Tảo Lam chiếm 18,6% (8 loài), Tảo Silic chiếm 13,9% (6 loài) và Tảo Mắt chiếm 2,4% (1 loài). Toàn bộ 43 loài này đều có khả năng sinh oxy hòa tan, 42 loài có hoạt tính tiết chất kháng sinh sinh học và 6 loài có khả năng hấp thụ kim loại nặng.

Thảo luận kết quả

Cơ chế sụt giảm mạnh nồng độ COD và sự bùng nổ nồng độ oxy hòa tan bắt nguồn từ mối quan hệ cộng sinh mật thiết giữa các loài Tảo Lục đơn bào (như Scenedesmus, Chlorella) với hệ vi khuẩn dị dưỡng hiếu khí bản địa. Các dữ liệu này được thể hiện trực quan thông qua đồ thị đường biểu diễn động học DO và ma trận bảng so sánh hiệu suất khử COD qua từng chu kỳ ngày nuôi.

Khi so sánh với các công trình nghiên cứu trước đây tại cùng lưu vực, cấu trúc sinh học đã có sự chuyển biến mang tính bước ngoặt. Đối chiếu với công trình của tác giả Lê Kim Thanh năm 1988, mức độ tương đồng thành phần loài chỉ đạt 30% (32 loài giống nhau); so với nghiên cứu của tác giả Đặng Thị Thu Thủy năm 1999 tại kênh Nhiêu Lộc, độ tương đồng chỉ là 19% (20 loài giống nhau). Đáng chú ý, tỷ lệ Tảo Mắt (nhóm ưa nước nhiễm bẩn phân chuồng, phân bắc) đã giảm mạnh từ mức 30,3% ở giai đoạn trước khi nạo vét xuống chỉ còn 7,6%. Sự hiện diện phong phú của các loài Tảo Silic (Synedra ulna, Nitzschia palea) và Tảo Lục dạng hạt khẳng định chất lượng nước kênh đang chuyển dịch tích cực từ mức rất bẩn sang bẩn vừa.

Độ dẫn điện Ec sau quá trình xử lý giảm từ 1,7 đến 2,0 lần nhờ quá trình đồng hóa muối khoáng của tảo. Tuy nhiên, chỉ số Ec tuyệt đối vẫn duy trì ở mức tương đối cao do đặc thù lưu vực chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi chế độ bán nhật triều mang nước lợ từ sông Sài Gòn xâm nhập sâu vào nội đô.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Thiết kế và thi công hệ thống hồ sinh học xử lý nước thải dạng chuỗi (Hồ kỵ khí - Hồ tùy tiện - Hồ hiếu khí bằng vi tảo) tại các cửa xả cục bộ ven kênh, hướng đến mục tiêu cắt giảm từ 75% đến 85% tải lượng COD và BOD5 trước khi hòa vào dòng chính, lộ trình thực hiện từ 18 đến 24 tháng dưới sự chủ trì của Sở Tài nguyên và Môi trường TP.HCM phối hợp cùng Công ty Thoát nước Đô thị.
2. Ứng dụng công nghệ nuôi cấy hỗn hợp đa loài (Poly-culture) kết hợp nguồn giống vi tảo nội đồng (hơn 100 loài) và nguồn giống bản địa thích nghi tại kênh (105 loài) để tạo tổ hợp trên 200 loài tảo xử lý có hoạt tính sinh học cao, giúp tăng hiệu suất làm sạch nước lên gấp 1,5 đến 2,0 lần, thời gian thử nghiệm quy mô pilot 12 tháng do các trường đại học và viện nghiên cứu chuyên ngành thực hiện.
3. Tăng cường kiểm soát nguồn thải công nghiệp và bắt buộc hơn 600 cơ sở sản xuất trong khu vực lắp đặt hệ thống xử lý sơ bộ đạt chuẩn pH từ 6,0 đến 8,5 và nồng độ thủy ngân dưới 0,005 mg/L, hoàn thành kiểm tra toàn diện trong vòng 6 đến 12 tháng do Thanh tra Môi trường thành phố giám sát.
4. Triển khai công nghệ thu hồi sinh khối bùn tảo sau xử lý để sản xuất phân bón hữu cơ sinh học và chế phẩm thức ăn thủy sản giàu đạm (hàm lượng protein đạt 40% - 60%), đặt mục tiêu tái sử dụng 80% lượng sinh khối phát sinh, lộ trình 24 tháng do Sở Khoa học và Công nghệ phối hợp với các doanh nghiệp nông nghiệp tuần hoàn thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cơ quan quản lý nhà nước và nhà hoạch định chính sách đô thị: Cung cấp hệ thống số liệu khoa học về 105 loài sinh vật chỉ thị và hiện trạng xả thải hơn 1.200.000 m³/ngày để xây dựng quy hoạch hạ tầng thoát nước và ban hành chính sách bảo vệ môi trường lưu vực sông kênh rạch.
2. Kỹ sư công nghệ môi trường và các đơn vị vận hành trạm xử lý nước thải: Ứng dụng quy trình kỹ thuật nuôi cấy 4 ngành vi tảo ở 5 nồng độ pha loãng nhằm thiết kế các module hồ sinh học tự nhiên, giúp tiết kiệm từ 40% đến 60% chi phí hóa chất và điện năng vận hành so với phương pháp bùn hoạt tính hiếu khí truyền thống.
3. Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học chuyên ngành Sinh học - Sinh thái môi trường: Kế thừa phương pháp định loại vi tảo, kỹ thuật chuẩn độ xác định COD, quy trình đánh giá chỉ số thủy lý hóa và cơ sở dữ liệu so sánh diễn thế sinh thái qua các mốc thời gian 1988, 1999 và 2003 phục vụ giảng dạy và nghiên cứu chuyên sâu.
4. Doanh nghiệp sản xuất phân bón sinh học và nuôi trồng thủy sản: Tận dụng dữ liệu sinh hóa của 43 loài tảo có khả năng tổng hợp hàm lượng protein từ 40% đến 60% và vitamin nhóm B dồi dào để phát triển các dòng sản phẩm thức ăn tươi sống cho ấu trùng tôm cá và chế phẩm vi sinh cố định đạm cho cây trồng.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao phương pháp xử lý nước thải bằng vi tảo lại phù hợp với điều kiện kênh rạch TP.HCM? Phương pháp tận dụng tối đa điều kiện bức xạ nhiệt đới dồi dào quanh năm tại TP.HCM để kích thích vi tảo quang hợp liên tục, giúp giảm hơn 50% chi phí năng lượng và hóa chất xử lý. Dữ liệu thực nghiệm chứng minh hệ vi tảo có thể tự làm sạch và hạ chỉ số COD từ mức ô nhiễm nặng về dưới 10 mg/L chỉ sau 6 ngày nuôi cấy tự nhiên.

Sự gia tăng độ pH lên mức gần 9,0 trong quá trình nuôi cấy có gây nguy hại cho nguồn nước không? Độ pH tăng lên mức 8,5 - 9,0 vào ngày thứ 3 đến ngày thứ 4 là hiện tượng kiềm hóa sinh học hoàn toàn tự nhiên do tảo hấp thụ mạnh khí CO2 tự do trong quá trình quang hợp. Môi trường kiềm này có tác dụng diệt trừ hiệu quả các vi khuẩn đường ruột và mầm bệnh trước khi pH tự cân bằng về mức trung tính 7,0 - 7,6 ở giai đoạn kết thúc.

Vì sao độ dẫn điện Ec của nước thải kênh Nhiêu Lộc sau khi xử lý sinh học vẫn duy trì ở mức cao? Mặc dù 43 loài vi tảo đã hấp thụ một lượng lớn ion khoáng chất và làm giảm Ec từ 1,7 đến 2,0 lần, chỉ số này vẫn cao do đặc thù thủy văn của kênh chịu ảnh hưởng bởi chế độ bán nhật triều từ biển Đông qua sông Sài Gòn. Hàm lượng ion muối hòa tan tự nhiên của nước lợ không thể bị loại bỏ hoàn toàn bằng cơ chế đồng hóa sinh học thông thường.

Làm thế nào để kiểm soát rủi ro bùng phát hiện tượng tảo nở hoa gây độc trong các công trình xử lý? Kết quả khảo sát thực tế ghi nhận các loài vi tảo có khả năng sinh độc tố chỉ chiếm tỷ lệ rất nhỏ khoảng 1,9% trên tổng số 105 loài được định loại. Rủi ro tảo nở hoa được loại trừ triệt để bằng việc duy trì ưu thế của Tảo Lục (chiếm 65,1% số loài nuôi sống) kết hợp chu kỳ thu hoạch sinh khối định kỳ 6 ngày một lần.

Khả năng kết hợp nguồn vi tảo bản địa tại kênh với các nguồn giống tảo nội đồng mang lại lợi ích gì? Việc kết hợp 105 loài vi tảo bản địa có khả năng thích nghi cao tại kênh với hơn 100 loài tảo nội đồng từ các ao hồ sạch giúp tạo ra một quần thể sinh học đa dạng trên 200 loài. Sự cộng hưởng này giúp tăng gấp đôi độ ổn định sinh thái và nâng cao hiệu suất phân hủy các hợp chất hữu cơ khó tan trong nước thải đô thị.

Kết luận

• Luận văn đã chứng minh tính khả thi vượt trội của giải pháp xử lý nước thải kênh rạch đô thị bằng 4 ngành vi tảo bản địa với hiệu suất hạ COD đạt chuẩn môi trường dưới 10 mg/L sau chu trình 6 ngày.
• Thiết lập hệ thống dữ liệu sinh thái học toàn diện gồm 105 loài vi tảo chỉ thị tại kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè, trong đó Tảo Lục giữ vai trò chủ đạo chiếm tỷ lệ 41,9%.
• Xác định và tuyển chọn thành công 43 loài vi tảo có khả năng sinh trưởng mạnh, cung cấp lượng oxy hòa tan lớn và hấp thu hiệu quả các chất ô nhiễm hữu cơ.
• Làm sáng tỏ quy luật biến thiên thủy lý hóa của các thông số DO, pH, Ec và COD qua 6 giai đoạn diễn thế của quần xã vi sinh vật thủy vực.
• Định hình mô hình kinh tế tuần hoàn bền vững thông qua việc thu hồi sinh khối bùn tảo giàu protein từ 40% đến 60% để sản xuất thức ăn thủy sản và phân bón nông nghiệp.

Kế hoạch hành động trong 12 đến 24 tháng tới cần tập trung triển khai các trạm thực nghiệm pilot công suất 100 m³/ngày tại lưu vực cầu Kiệu và hoàn thiện ngân hàng giống vi tảo xử lý môi trường. Các cơ quan quản lý đô thị, viện nghiên cứu và doanh nghiệp môi trường hãy nhanh chóng thúc đẩy ứng dụng công nghệ sinh học tảo nhằm giải quyết căn cơ bài toán ô nhiễm nguồn nước và kiến tạo không gian sống xanh cho đô thị.

Trích đoạn nội dung tài liệu

31¿05 BỘ GIÁO DỤC VÀ BAO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHAM TP. HCM KHOA SINH SINH VIÊN THỰC HIỆN: VÕ UYỂN CHI ĐỀ TAL: LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHÀNH SINH HỌC CHUYÊN NGHÀNH: SINH THÁI MỖI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYÊN VĂN TUYÊN THANH PHO HỒ CHÍ MINH - NAM 2003 — œ1 — LOF CAM ON Ye có dave chuyén dé lil nghiéfp nay, ngoàc ue cố ging eta tin (ẩm, em xin chin thank cầm on se đến fink gitift dé cia các thay cổ: Cơm ain dive cảm on (ác Shay cé thea sinh vél, “uường Lai Hoc He Pham Shanh Phé He Chi Minh— dé lao mot dầu điện dé em hean thank quyén (uận van nay. Ngati dé lute lth day, hung dan mù gitifr ‹É? em vil nhiéu trong suél quad đành đực điện, Can xin get i thiy le biél on lâm dit nhdt chin thanh nha.

Let cuối, em hinh chic lal ed các Shéy, é luén déé die wie Khée, cing hic (57 gat hit them nhiéu thank công (hong ste nghiéf nà tong cuộc sing. + * “i Din Cim On! MỤC LỤC mm 8ï | | ———--Ỷ=e=ee===== sooo Trang 1 PHAN 2: TONG LUẬN VỀ TINH HÌNH Ô NHIỄM THỦY VỰC TREN THẾ GIỚI-PHƯƠNG HƯỚNG GIẢI QUYẾT CỦA CÁC NƯỚC-Ý NGHĨA CÁC LOẠII TÃ ti Nee RN GREET SnRERUN 1. Tinh Hình Sử Dyng Nước Trên Thế Giới.110116 2 1:0ác Ngàn © NÀNG 22220222 02a ca ¿Z va 2 3. Phương Hướng Giải Quyết Của Các Nướức.

-«ssxsseeccssessvsox Ế OE Nellie Cáo Lai Tbe G26 6C 2CS SG6 PHAN 3: ĐIỂU KIỆN TỰ NHIÊN TPLHCM cccccccsssssssssssscccssssssesseeeseeessseessssenessse 10 1Ø Mu EMBs Tư NH1 dit -ies===< „10 2. Tình Hình Cấp Thoát Nước Ở Tp. Tình Hình Ô Nhiễm Nước Ở Tp.--55556-525secccsszsee „11 PHAN 4: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Phương Pháp Nuôi Cấy.

se nieesersesrrssrersrsrrsressssseee 1D CĂN, 7ÍỊP 2Ủ =2 2 áạạặẶ đẻ sẻ s6. Mục Dich Nghiên Cứu. 14 Bang Đánh Giá Chất Lượng Nước. sxseessssetrtcrccrevrssae 1S PHAN 5: KẾT QUA VÀ THẢO LUẬN.

ngang eeu aor senso: 17 1. Các ChỉSố Thủy-Lý-Hóa Do Được Tại Các Địa Điểm Thu Mẫu. Thành Phần Các Loài Sinh Vật Gặp Được Trong Nước Thải Kênh Mu băn KHẢNa CC 0 a ee ana 18 3. Chất Lượng Nước.

et ec Stee 21 Mbag 1: SU BIEN DONG OO áĂÀGcẢ G02 Ằ—G 22 Bảng 2: SU BIEN DONG 91H cos ccsevovcscccssvsccccsssvessssuveceessesssooseennversssevsecenseness 29 OS A) ht) 5 Se 36 Bằng 4: SỰ BIẾN DONG €0D. 43 Bảng 5: KET QUA DIEU TRA CƠ BAN & SỐ LOAI LÊN ĐƯỢC SAU KHI i)08t 18a. 45 PHAN 6: DANH MỤC CÁC LOẠI TẢO.-cggzzcccccreeseoccccceseocccos 48 PHAN 7: KẾT LUẬN VA DE XUẤTT.osooooooceevsssseeooseessossess TỔ PHAN 8: TÀI LIEU THAM KHẢO. 22225S+sgggettrtrrrrvvrrrrcccecccrses Z3 TT 00 REN I sss ukekediiieeredeeenseesseeaueesee 74 Phụ Lục Địa Điểm Thu MEU oovoossv1.vevv—vvevvessssssonnnesseveceevensessnenenenoneeeee 75 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TrangÌ Phan 4: BAT VAN ĐỀ O nhiễm môi trường nước là sự có mặt của một hay nhiều chất la trong môi trường nước làm biến đổi chất lượng nước, gây tác hại đối với sức khỏe của con người.

Nguồn gốc của sự ô nhiém nước: do các nguyén nhân sau + Nước thải sinh hoạt. + Nước thải công nghiệp. + Nước thải nông nghiệp. + Nước tràn trên mặt đất ngoài khu vực đồ thị.

Ở thành phố Hồ Chí Minh thì nguyên nhân 6 nhiễm chính là đo nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp do thành phố có tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa nhanh nhất với mật độ dân số cao nhất so với các thành phố khác trong nước, cùng với môt lượng lớn các khu công nghiệp. khu chế xuất, nhà máy, xí nghiệp. hàng ngày thải ra sông, kênh rạch một khối lượng nước thải khổng lễ (55.000 m’ nước thải sinh hoạt và khoảng 650.000m” nước thải công nghiệp) đã làm cho hệ thống kênh rạch thành phố bi 6 nhiễm trim trong, các chỉ số phân tích cho thấy mức độ ô nhiễm quá ngưỡng cho phép hàng chục lần. Ô nhiễm môi trường nước tất yếu sẽ dẫn đến ô nhiễm môi trường đất, môi trường không khí, kéo theo sự gây độc cho cả động vật lẫn con người bởi nhu cầu cần nước của sinh vật.

Do đó, để tiến đến sự phát triển bén vững thì phải đảm bảo giải quyết triệt để nạn 6 nhiễm nước. Bắt đầu bằng việc xử lý nước thải tại các hệ thống kênh rạch thành phố. Hệ thống kênh nhiêu lộc Thị Nghè được chon làm mục tiêu xử lý trong điểm. Việc quan trọng là chọn biện pháp nào sao cho phù hợp với kinh tế của thành phố mà có thể giải quyết nhanh chóng nan 6 nhiễm.

Ở đây, chúng tôi chọn biện pháp sinh học (dùng tảo xử lý nước thải ở các ao hỗ trong thành phố), ưu điểm của phương pháp này: đơn giản, để tiến hành, it tốn kém, cho kết quả nhanh chóng về chất lương nước sau khi cải tạo. Do thời gian nghiên cứu có hạn nên trong phạm vi bài viết này, chúng tôi xin trình bay ngắn gọn nội dung của công trình nghiên cứu: “THU NGHIỆM KHẢ NANG XỬ LÝ NƯỚC THAI CUA 4NGÀNH TAO Ở KENH NHIÊU LỘC-THỊ NGHE THÀNH PHO HỒ CHÍ MINH” SVTH: Võ Uyén Chi GVHD: TS NGUYEN VĂN TUYEN LUAN VAN TỐT NGHIỆP Trang 3 Phan 2: TONG LUẬN VỀ TINE HINE © NE3Ễ A4 THDY VIỨC TREN THẾ CIỚI-PHƯƠNC HƯỚNG CIẢI QUYET CDA CÁC NƯỚC-Ý NEHA CDA CÁC LOẠI XÁC.Tinh Hình Sử Dụng Nước Trên Thế Giới: Tổng trữ lượng nước trên thế giới là 1,5 tỷ km’, trong đó: + Nước ngọt là 3,2 triệu km” (Kalimin-1968). + Nước có ích không quá 3 triệu km’. + Nước sông chỉ có 1200 km’, + Lượng nước ngầm ngày nay hút lên tăng 35 lần so với 30 năm trước.

+ Nước sinh hoạt chiếm khoảng 6% tổng lượng nước chi dùng trên thế giới Phin lớn các nước trên thế giới dùng nước bể mặt: Ở Anh thì 2/3 nước cắn dùng là bể mat, ở Mỹ là 3⁄4, Nhật là 90%, Cộng hòa Liên Bang Đức, Hà Lan là 100% nước ngầm (vì nước bể mặt đã bị nhiễm bẩn). Nhưng nước bể mặt hiện nay đang bị ô nhiễm nặng.Các Nguồn Ô Nhiễm: Nước bị ô nhiễm do các nguồn: + Nước thải công nghiệp: đầu hỏa, hóa chất. + © nhiễm phóng xạ. + Ô nhiễm nước thải thành phố.

+ Ô nhiễm sinh học. Ở đây chúng tôi xin để cập đến nguồn 6 nhiễm do nước thải thành phố, và 6 nhiễm sinh học vì day là một trong những nguyên nhân chính yếu dẫn đến tình trang 6 nhiễm nguồn nước tại các hệ thống sông ngòi, kênh rach ở nhiều nước trên thế giới trong đó có Việt Nam.1 Ô Nhiễm Nước Thai Thành Phố: (Nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp) a) Ô nhiễm do nước thải sinh hoạt: nước thải sinh hoạt thành phố gồm 3 nhóm chất hữu cơ chính là hydrat_cacbon, Protéin, Lipid. + Nhóm Protein: Trong nhóm Protein gồm những hợp chất cao phân tử (15. Dưới tác dung của các enzyme, những chất này bị thủy phân tạo ra các monoacid và các amid, lúc dau 1a những chất phức tap, sau đó đến alanin được vi sinh vật hấp thụ.

Trong tự nhiên, Protein do một số vi khuẩn tiết ra, những hợp chất như amononia, SWTH: Võ Uyén Chi GVHD: TS NGUYEN VAN TUYEN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang 3 sulfurhydro, sulfit hữu cơ có mercaptan gây mùi thối. Trong nước tiểu người có khoảng 2.4% acid uric (C+H,N¿O›) làm thiếu Oxy trong thủy vực. + Nhóm Hydrat Cachon: Những Hydrat cacbon được các vi sinh vật sử dung, quá trình này diễn ra rất nhanh chóng, nhất là đối đối với các đường đơn. Trong điều kiện yếm khí: CoH 20% = 3CHyCOOH + 34 K Cal CH,COOH — CH, +CO; Lipid phan hủy thành glyxerin và các acid béo.

Những acid béo nay biến đổi tiếp tục cấu tạo nên những acid đơn giản hơn, một trong số chúng có mùi hôi như Valeric. Quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ trong nước thải là những quá trình hóa học và sinh học phức tạp, nghĩa là nó thuộc loại phản ứng Oxi hóa- khử, Do đó nghiên cứu xử lý nước thải chính là nghiên cứu các con đường ôxi hóa các chất hữu cơ có liên quan đến việc giải quyết một loạt những nhiệm vụ thực tiễn trong sản xuất. b) Ô nhiễm do nước thải công nghiệp: Công nghiệp hóa chất: Trong công nghiệp, hóa chất cơ bản sản xuất acid sulfuric là quan trọng nhất, độc là do độ acid tăng lên. Ở Mỹ, mỗi năm công nghiệp chế tạo tuôn ra 50 km’ nước thải (27% công nghiệp hóa học).

Ở Đức công nghiệp thải 10 km” /năm (30% công nghiệp hóa chất). Nước ta lượng thủy ngân trong nước thải từ nhà máy bột ngọt nhà mấy sản xuất soude bằng điện cực Hg quá cao (3,65 mg/l-6,8mg/1) vượt quá ngưỡng cho phép hàng ngàn lần (aổng độ cho phép là 0,005 mg/)). + Cô Nozkn xố fLol ng Một số chất độc trong nước thải là: Hydro sulfur natri(NaHS)0,5 mg/l là độc Dihydro sulfur(HạS).Lmg/l là độc. phenol(C¿H:OH) 1-10mg/1 là độc.

Cyamid là một trong những chất thải cực kì độc, cá bị nhiễm Cyamid thì mang đỏ rực lên. + Công nghiệp dầu hỏa; LUẬN VAN TỐT NGHIỆP Treng 4 Công nghiệp dau hỏa can một lương nước rất lớn. các chất lắng đọng it, phần lớn là các chất lơ lửng, bén vững với hóa chất và tác động vi khuẩn. Mùi rất mạnh, tất lâu mất mùi.

Oxy hóa trong các ao hồ sinh học điển ra chậm.2 Ô Nhiễm Sinh Học: Nguyên nhân gây ra ô nhiễm sinh học là do các loài tảo nở hoa và tiết chất độc. Đặc biệt là tảo Lam. Tảo Lam thường có khoảng 20 loài, phân phối rong, có chứa các độc tố. Bản chất hóa học của chúng là các peptid, alcaloid, phenol hoặc chưa có bản chất gì.

Độc tố chỉ mới xác định được ở 7 giống nước ngọt và 2 giống ở biển (L. VFDF là ký hiệu chất độc tố do Anabaena flos-aquae tiết ra. FDF (yếu tế gây chết nhanh-Fastdeath factor) do tảo Lam tiết ra. PDF làm chết các sinh vật kể cả người, trâu bò (trừ vit).

Hai loài Mycrocystis được tìm thấy tạo ra chất ngoại bào làmchết cá An muỗi. Một số loài song chiên tảo tiết ra chất gây chết cá, các động vật giáp xác (tôm, cua) và làm chết cả con người như: Gymnodinium veneficum, G.brevis, Gonyaulax catenella. Khí một lượng lớn cá chết trôi đạt vào bờ biển, gió thổi từ nước thủy triểu đỏ về phía đất liền gây một số bệnh hô hấp cho người. Tảo Lam có thể làm chết động vật nuôi, độc nhất là loại độc tố do Microcystis tiết ra.

Những động vật nuôi như ngựa, trâu bò, cừu, gà, vịt. chim bị chết hoặc mắc bệnh nghiêm trong do uống nước có rong (sự chết xãy ra trong vòng 1-24 giờ) Hiện tượng nở hoa của giống Microcysus, Trichodesmium ở Nam Mỹ làm nước nhiễm độc, gây chết hàng ngàn trâu bò hàng năm. Oscillatoria splendida tiết ra chất nhầy, bản chất là polysacharid và các acid oxalic, acid citric. làm nước độc gây hai cho động vật và cá.

Anabaena variabilis tiết ra 5 polypeptid, một trong số đó là độc.