Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ô nhiễm môi trường nước mặt đang là một trong những thách thức nghiêm trọng tại Việt Nam, đặc biệt do phần lớn nước thải sinh hoạt và công nghiệp chưa qua xử lý triệt để đã xả trực tiếp ra môi trường tiếp nhận. Tại Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên, sự gia tăng số lượng sinh viên nội trú cùng sự phát triển mạnh mẽ của các dịch vụ ăn uống, sinh hoạt trong khuôn viên đã làm phát sinh lượng lớn nước thải sinh hoạt. Nguồn nước thải này chảy dồn vào các thủy vực nội bộ, điển hình là ao cá Bác Hồ, dẫn đến tình trạng ô nhiễm hữu cơ và phú dưỡng nghiêm trọng, gây suy giảm chất lượng nước và ảnh hưởng xấu đến cảnh quan sư phạm.

Trong các giải pháp xử lý nước thải tự nhiên, việc ứng dụng thực vật thủy sinh nổi trên mặt nước (phytoremediation) được đánh giá là phương pháp thân thiện với môi trường, chi phí đầu tư và vận hành thấp, phù hợp với điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm của miền Bắc Việt Nam. Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Thị Lệ Hằng (chuyên ngành Khoa học Môi trường, Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên, năm 2014) thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khả năng xử lý nước ô nhiễm của thực vật thủy sinh tại ao cá Bác Hồ, trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên” dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Chí Hiểu.

Mục tiêu và yêu cầu nghiên cứu được xác định cụ thể như sau:

  1. Mục tiêu nghiên cứu: Đánh giá khả năng xử lý nước ô nhiễm của một số loài thực vật thủy sinh (rau muống và rau ngổ) tại ao cá Bác Hồ; trên cơ sở đó đề xuất mô hình ứng dụng thực vật thủy sinh để xử lý nước ô nhiễm tại khu vực nghiên cứu.
  2. Yêu cầu nghiên cứu:
    • Thu thập thông tin, số liệu chính xác, trung thực, khách quan;
    • Phương pháp lấy mẫu và phân tích đảm bảo tính khoa học, đại diện cho khu vực nghiên cứu;
    • Phân tích đầy đủ các chỉ tiêu môi trường để so sánh khả năng xử lý của các loài thực vật thủy sinh với nhau và với nghiệm thức đối chứng (lắng tự nhiên);
    • So sánh kết quả phân tích với Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt;
    • Đưa ra giải pháp, kiến nghị có tính thực tế và khả thi.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Khả năng xử lý nước ô nhiễm của hai loài thực vật bán thủy sinh gồm rau muống (Ipomoea aquatica, họ Convolvulaceae) và rau ngổ (Limnophila aromatica, họ Scrophulariaceae).
  • Phạm vi không gian: Nước mặt tại ao cá Bác Hồ thuộc khuôn viên Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên; nguồn thực vật thí nghiệm được thu thập tại vùng chuyên canh rau phường Túc Duyên, thành phố Thái Nguyên; các phân tích trong phòng thí nghiệm được tiến hành tại Khoa Môi trường – Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.
  • Phạm vi thời gian: Đề tài được triển khai thực nghiệm và quan trắc từ tháng 01/2014 đến tháng 05/2014 (thời gian thực tập tốt nghiệp từ 10/02/2014 đến 01/06/2014).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở lý thuyết và pháp lý

Khóa luận xây dựng trên hệ thống văn bản quy phạm pháp luật và tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia:

  • Luật Bảo vệ Môi trường năm 2005 (được Quốc hội khóa XI thông qua ngày 29/11/2005, có hiệu lực từ ngày 01/07/2006);
  • Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13 (được Quốc hội khóa XIII thông qua ngày 21/06/2012);
  • Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt QCVN 08:2008/BTNMT (áp dụng giá trị giới hạn cột B1 dùng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi hoặc các mục đích sử dụng khác có yêu cầu chất lượng nước tương tự);
  • Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5980-1995 và tiêu chuẩn quốc tế ISO 6107/1-1980 về thuật ngữ nước thải.

Về mặt lý thuyết, cơ chế làm sạch nước thải bằng thực vật thủy sinh dựa trên sự phối hợp giữa quá trình sinh học, hóa lý và cơ học:

  • Bộ rễ của thực vật đóng vai trò làm giá thể cho màng vi sinh vật hiếu khí và kỵ khí bám dính, đồng thời lọc và giữ lại các chất rắn lơ lửng;
  • Thực vật hấp thụ trực tiếp các chất dinh dưỡng đa lượng (chủ yếu là nitơ dưới dạng $\text{NH}_4^+$, $\text{NO}_3^-$ và photpho dưới dạng $\text{PO}_4^{3-}$) để chuyển hóa thành sinh khối thực vật;
  • Hệ thống rễ và thân lá giúp vận chuyển oxy từ khí quyển xuống vùng rễ ngập nước, thúc đẩy quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ hòa tan (giảm COD và $\text{BOD}_5$);
  • Tán lá che phủ bề mặt hạn chế sự xâm nhập của ánh sáng mặt trời, từ đó ức chế sự bùng phát của các loài tảo gây hiện tượng nở hoa nước.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Nghiên cứu sử dụng kết hợp các phương pháp nghiên cứu chuyên ngành khoa học môi trường:

  1. Phương pháp kế thừa: Thu thập, phân tích và tổng hợp các tài liệu thứ cấp về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, hiện trạng nguồn nước mặt và các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về đất ướt nhân tạo, bãi lọc ngập nước trồng cây.
  2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa: Quan trắc hiện trạng cảnh quan, nguồn tiếp nhận và các điểm xả thải quanh ao cá Bác Hồ.
  3. Phương pháp lấy mẫu và phân tích phòng thí nghiệm:
    • Lấy mẫu nước mặt theo tiêu chuẩn TCVN 5995-1995 bằng dụng cụ chứa chuyên dụng đã tráng rửa bằng nước cất;
    • Chỉ tiêu $\text{BOD}_5$: Phân tích theo TCVN 6001-1995 (ISO 5815-1989);
    • Chỉ tiêu COD: Phân tích theo TCVN 6491:1999;
    • Chỉ tiêu Nitrat ($\text{NO}_3^-$) / Nitơ tổng số: Phân tích theo TCVN 6180-1996 (ISO 7890-3-1988);
    • Chỉ tiêu Photphat ($\text{PO}_4^{3-}$) / Photpho tổng số: Phân tích theo TCVN 6202:2008;
    • Chỉ tiêu tổng chất rắn lơ lửng (TSS): Phân tích theo TCVN 6053-1995 (ISO 9696-1992);
    • Chỉ tiêu pH: Đo trực tiếp theo TCVN 6492-1999 (ISO 10523-1994).
  4. Phương pháp bố trí thí nghiệm:
    • Thí nghiệm được thiết kế theo khối ngẫu nhiên hoàn toàn (CRD).
    • Thiết bị thí nghiệm gồm 9 thùng xốp đồng nhất có kích thước $\text{dài} \times \text{rộng} \times \text{cao} = 45 \times 35 \times 30\text{ cm}$, bố trí cách nhau 0,2 m trong cùng điều kiện ánh sáng và nhiệt độ.
    • Thí nghiệm gồm 3 công thức với 3 lần lặp lại ($N = 3 \times 3 = 9$ thùng):
      • Công thức A: Mẫu đối chứng – Lắng tự nhiên (không thả thực vật);
      • Công thức B: Thả rau muống (mật độ 50 cây/thùng);
      • Công thức C: Thả rau ngổ (mật độ 50 cây/thùng).
    • Mức nước nạp vào các thùng cách miệng 5 cm. Sau khi cây ổn định, nước ao cá Bác Hồ được nạp vào mô hình. Chu kỳ lấy mẫu phân tích được thực hiện định kỳ 3 ngày/lần vào lúc 8h sáng qua các mốc: 0 ngày (đầu vào), 3 ngày, 6 ngày, 9 ngày và 12 ngày qua hệ thống van đáy.
  5. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu: Tính toán hiệu suất xử lý $H (%)$, phân tích phương sai với hệ số biến động $CV (%)$ và sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa $LSD_{0.05}$ bằng phần mềm Microsoft Excel.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Phần này trình bày lý do chọn đề tài, tính cấp thiết của việc kiểm soát ô nhiễm nước thải sinh hoạt tại các trường đại học khu vực miền núi phía Bắc, mục tiêu tổng quát, 5 yêu cầu kỹ thuật, cùng ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài trong việc cung cấp luận cứ khoa học cho quy hoạch môi trường cảnh quan khuôn viên Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Tác giả tổng hợp cơ sở pháp lý, các định nghĩa tiêu chuẩn về môi trường và nước thải, hiện trạng tài nguyên nước mặt và các nguồn gây ô nhiễm chính tại vùng Trung du và miền núi phía Bắc (nhấn mạnh lưu vực sông Cầu với 47 nguồn thải công nghiệp trọng điểm, trong đó Thái Nguyên chiếm 9 nguồn). Phần này cũng hệ thống hóa các phương pháp xử lý nước thải (cơ học, hóa lý, sinh học), phân loại các nhóm thực vật thủy sinh (sống chìm, sống trôi nổi, sống nổi rễ bám đất) và tổng quan các công trình ứng dụng thực vật thủy sinh trên thế giới (Thụy Điển, Na Uy, Đan Mạch, Đức) cũng như các nghiên cứu tại Việt Nam của Viện Công nghệ môi trường, Viện Công nghệ sinh học.

Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Trình bày chi tiết đặc điểm sinh học và thành phần hóa học của rau muống (chứa 92% nước, 3,2% protit, 2,5% gluxit, 1% xenluloza cùng các khoáng chất Ca, P, Fe) và rau ngổ (chứa 93% nước, 2,1% protit, 1,2% gluxit, 2,1% xenluloza); quy trình bố trí 9 ô thí nghiệm thùng xốp theo phương pháp rút thăm ngẫu nhiên; các phương pháp phân tích phòng thí nghiệm theo Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) và các mốc theo dõi chất lượng nước.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương này phản ánh toàn bộ kết quả đo đạc thực nghiệm:

  • Đánh giá chất lượng nước ban đầu tại ao cá Bác Hồ: Nước ao bị ô nhiễm hữu cơ rất nặng. So sánh với QCVN 08:2008/BTNMT (cột B1), chỉ số $\text{BOD}_5$ đạt 207,2 mg/l (vượt 13,81 lần), COD đạt 259 mg/l (vượt 8,6 lần), TSS đạt 158 mg/l (vượt 3,16 lần), Tổng N đạt 120 mg/l, Tổng P đạt 25,56 mg/l; riêng chỉ tiêu pH đạt 7,19 (nằm trong giới hạn cho phép 5,5 – 9).
  • Động thái sinh trưởng của thực vật: Sau 12 ngày, chiều cao rau muống tăng từ 17 cm lên 36,5 cm (trung bình tăng gần 5 cm sau mỗi đợt 3 ngày); chiều cao rau ngổ tăng từ 17 cm lên 38,6 cm (trung bình tăng 5,4 cm/đợt). Sự gia tăng kích thước phản ánh quá trình đồng hóa chất dinh dưỡng trong nước ô nhiễm của thực vật.
  • Diễn biến các thông số ô nhiễm qua 12 ngày xử lý:
    • Chất rắn lơ lửng (TSS): Nghiệm thức rau muống giảm từ 158 mg/l xuống 23,7 mg/l (hiệu suất 85%, đạt QCVN); rau ngổ giảm còn 31,6 mg/l (hiệu suất 80%, đạt QCVN); mẫu lắng tự nhiên sau khi giảm nhẹ xuống 124,4 mg/l ở ngày thứ 6 đã tăng trở lại 151,5 mg/l ở ngày thứ 12 do xác vi sinh vật chết phân rã.
    • Nitơ tổng số (T-N): Rau ngổ xử lý tốt nhất, giảm từ 120 mg/l xuống 9,6 mg/l (hiệu suất 92%); rau muống giảm còn 13,2 mg/l (hiệu suất 89%); mẫu lắng tự nhiên tăng ngược lên 116,16 mg/l vào ngày thứ 12 do vi khuẩn nitrat hóa/nitrit hóa hoạt động mạnh trong điều kiện mặt nước thoáng.
    • Photpho tổng số (T-P): Rau ngổ đạt hiệu suất xử lý cao nhất (95,2%), đưa T-P từ 25,56 mg/l xuống 1,23 mg/l; rau muống giảm còn 3,94 mg/l (hiệu suất 84,6%); mẫu lắng tự nhiên tăng trở lại 24,97 mg/l ở ngày thứ 12.
    • Nhu cầu oxy hóa học (COD): Nồng độ COD giảm mạnh từ 259 mg/l xuống 15,82 mg/l ở công thức rau muống (hiệu suất 93,9%) và 18,59 mg/l ở công thức rau ngổ (hiệu suất 92,8%), cả hai đều đạt quy chuẩn QCVN 08:2008/BTNMT cột B1 (< 30 mg/l). Mẫu đối chứng duy trì ở mức cao (228,96 mg/l).
    • Nhu cầu oxy sinh hóa ($\text{BOD}_5$): Nồng độ $\text{BOD}_5$ giảm từ 207,2 mg/l xuống 12,65 mg/l đối với rau muống (hiệu suất 93,5%) và 14,87 mg/l đối với rau ngổ (hiệu suất 91,9%), đạt giới hạn quy chuẩn (< 15 mg/l). Mẫu đối chứng chỉ đạt 175,64 mg/l (hiệu suất 15,23%).
  • Đề xuất mô hình thực tế: Đề xuất sơ đồ tuần hoàn xử lý nước ô nhiễm hữu cơ bằng rau muống/rau ngổ theo chu kỳ 12 ngày, kết hợp thu hoạch sinh khối thực vật phục vụ chăn nuôi hoặc ủ phân compost nông nghiệp.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tổng kết các kết quả đạt được, khẳng định tính khả thi của mô hình sinh học chi phí thấp, đồng thời nêu các kiến nghị mở rộng nghiên cứu sang kim loại nặng và thử nghiệm ngoài hiện trường tự nhiên.

Kết quả và đóng góp

Bảng tổng hợp số liệu thực nghiệm

Bảng dưới đây tổng hợp diễn biến nồng độ và hiệu suất xử lý các chỉ tiêu chất lượng nước sau 12 ngày thực nghiệm:

Thông số theo dõi Ban đầu (mg/l) Lắng tự nhiên (12 ngày) Rau muống (12 ngày) Rau ngổ (12 ngày) QCVN 08:2008/BTNMT (Cột B1)
pH 7,19 — — — 5,5 – 9
TSS (mg/l) 158,0 151,5 (4,12%) 23,7 (85,0%) 31,6 (80,0%) 50
Nitơ tổng số (mg/l) 120,0 116,16 (3,20%) 13,2 (89,0%) 9,6 (92,0%) —
Photpho tổng số (mg/l) 25,56 24,97 (2,30%) 3,94 (84,6%) 1,23 (95,2%) —
COD (mg/l) 259,0 228,96 (11,60%) 15,82 (93,9%) 18,59 (92,8%) 30
$\text{BOD}_5$ (mg/l) 207,2 175,64 (15,23%) 12,65 (93,5%) 14,87 (91,9%) 15

(Ghi chú: Giá trị trong ngoặc đơn biểu thị hiệu suất xử lý $H (%)$; các giá trị in đậm là kết quả xử lý tối ưu giữa hai loài thực vật).

Đóng góp chính của nghiên cứu

  1. Làm rõ hiện trạng ô nhiễm: Đã định lượng chính xác mức độ ô nhiễm hữu cơ tại ao cá Bác Hồ, xác nhận nguồn nước bị suy thoái nghiêm trọng do nước thải sinh hoạt với các thông số $\text{BOD}_5$, COD, TSS vượt quy chuẩn từ 3,16 đến 13,81 lần.
  2. So sánh năng lực xử lý giữa hai loài thực vật:
    • Rau muống (Ipomoea aquatica): Thể hiện ưu thế vượt trội trong việc loại bỏ chất hữu cơ và chất rắn lơ lửng (hiệu suất xử lý COD đạt 93,9%, $\text{BOD}_5$ đạt 93,5%, TSS đạt 85,0%). Nồng độ các chỉ tiêu này sau 12 ngày đều giảm xuống dưới ngưỡng giới hạn của QCVN 08:2008/BTNMT cột B1.
    • Rau ngổ (Limnophila aromatica): Thể hiện ưu thế vượt trội trong việc hấp thụ các hợp chất dinh dưỡng đa lượng, đưa nồng độ Nitơ tổng số xuống 9,6 mg/l (hiệu suất 92,0%) và Photpho tổng số xuống 1,23 mg/l (hiệu suất 95,2%).
  3. Chứng minh vai trò của thực vật so với quá trình tự làm sạch: Nghiên cứu chỉ ra rằng quá trình lắng tự nhiên chỉ có tác dụng giảm nhẹ chất ô nhiễm trong 6 ngày đầu, sau đó xảy ra hiện tượng phú dưỡng và phân hủy yếm khí làm nồng độ các chất ô nhiễm tăng ngược trở lại. Trong khi đó, hệ thực vật thủy sinh duy trì tốc độ làm sạch liên tục nhờ cơ chế hấp thụ dinh dưỡng và cộng sinh vi sinh vật vùng rễ.
  4. Giải pháp thực tiễn: Đề xuất chu kỳ xử lý tối ưu là 12 ngày kết hợp thu hoạch sinh khối thực vật để tái sử dụng làm thức ăn cho gia súc hoặc ủ phân hữu cơ compost, khép kín chu trình sinh thái.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài

  • Nghiên cứu mới được tiến hành ở quy mô thực nghiệm mô hình tĩnh trong các thùng xốp gián đoạn ($V$ nhỏ, $N = 9$), chưa phản ánh đầy đủ chế độ thủy động lực học, dòng chảy liên tục và tác động biến động thời tiết của ao hồ tự nhiên ngoài thực địa.
  • Đề tài tập trung chủ yếu vào các chỉ tiêu ô nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng ($\text{BOD}_5$, COD, N, P, TSS), chưa tiến hành phân tích sự tích lũy của các ion kim loại nặng và độc chất vi lượng trong mô thực vật sau xử lý.
  • Thời gian theo dõi giới hạn trong 12 ngày cho một chu kỳ xử lý; chưa nghiên cứu chu kỳ suy tàn và mức độ bão hòa hấp phụ dinh dưỡng của thực vật qua các mùa khác nhau trong năm.

Hạn chế và hướng mở do tác giả đề xuất

  • Cần mở rộng nghiên cứu sâu hơn về khả năng hấp thụ và xử lý kim loại nặng của rau muống và rau ngổ trong nguồn nước ô nhiễm.
  • Cần triển khai thử nghiệm mô hình thực nghiệm trong điều kiện thực tiễn ngoài hiện trường ao cá Bác Hồ để kiểm chứng và hiệu chỉnh thông số vận hành.
  • Nghiên cứu bổ sung các loài thực vật thủy sinh bản địa mới nhằm đa dạng hóa hệ thực vật, vừa nâng cao hiệu suất xử lý vừa kết hợp tạo cảnh quan sinh thái cho nhà trường.
  • Tiến hành các phân tích kiểm nghiệm an toàn sinh học đối với sinh khối thực vật sau xử lý trước khi đưa vào chuỗi thức ăn chăn nuôi hoặc sản xuất phân bón compost.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là nguồn tài liệu tham khảo hữu ích cho các nhóm đối tượng:

  • Sinh viên và học viên chuyên ngành Khoa học Môi trường, Kỹ thuật Môi trường, Nông học, Nuôi trồng Thủy sản: Cung cấp tài liệu tham khảo cụ thể về phương pháp bố trí thí nghiệm khối ngẫu nhiên hoàn toàn (CRD), quy trình lấy mẫu và phân tích hóa lý nước mặt theo hệ thống TCVN/ISO.
  • Người thực hiện các đề tài nghiên cứu về công nghệ xử lý sinh học (Phytoremediation): Cung cấp chuỗi số liệu thực nghiệm định lượng về tốc độ sinh trưởng và động học phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ, dinh dưỡng của rau muống và rau ngổ theo chu kỳ 3-6-9-12 ngày.
  • Ban quản lý cơ sở hạ tầng và môi trường trường đại học/khu dân cư: Cung cấp cơ sở khoa học để thiết kế các mô hình bãi lọc thực vật chi phí thấp nhằm cải thiện chất lượng nước ao hồ nội bộ và nước thải sinh hoạt phân tán.

Câu hỏi thường gặp

1. Nước ao cá Bác Hồ trước khi xử lý có mức độ ô nhiễm như thế nào so với quy chuẩn môi trường?

Theo kết quả phân tích mẫu nước ban đầu, nước ao cá Bác Hồ bị ô nhiễm hữu cơ nặng:

  • Chỉ số $\text{BOD}_5$ đạt 207,2 mg/l, vượt 13,81 lần so với giới hạn QCVN 08:2008/BTNMT cột B1 (15 mg/l);
  • Chỉ số COD đạt 259,0 mg/l, vượt 8,63 lần so với quy chuẩn (30 mg/l);
  • Chỉ số TSS đạt 158,0 mg/l, vượt 3,16 lần so với quy chuẩn (50 mg/l);
  • Hàm lượng Nitơ tổng số là 120,0 mg/l và Photpho tổng số là 25,56 mg/l;
  • Chỉ tiêu pH đạt 7,19, nằm trong giới hạn cho phép (5,5 – 9,0).

2. Tốc độ sinh trưởng của rau muống và rau ngổ trong môi trường nước ô nhiễm diễn ra ra sao?

Cả hai loài thực vật đều thích nghi và phát triển tốt trong môi trường giàu dinh dưỡng của nước ao:

  • Rau muống: Chiều cao tăng đều đặn từ 17,0 cm (ban đầu) lên 21,9 cm (3 ngày), 26,7 cm (6 ngày), 31,5 cm (9 ngày) và đạt 36,5 cm sau 12 ngày (trung bình tăng ~5,0 cm/đợt 3 ngày);
  • Rau ngổ: Chiều cao tăng từ 17,0 cm lên 22,5 cm (3 ngày), 28,2 cm (6 ngày), 33,8 cm (9 ngày) và đạt 38,6 cm sau 12 ngày (trung bình tăng ~5,4 cm/đợt 3 ngày).

3. Khả năng làm sạch nước thải của rau muống và rau ngổ có điểm gì khác nhau?

Hai loài thực vật có thế mạnh riêng biệt trong quá trình xử lý:

  • Rau muống có hiệu quả cao hơn đối với các chỉ tiêu hữu cơ và cặn lơ lửng: Xử lý COD đạt 93,9% (còn 15,82 mg/l), $\text{BOD}_5$ đạt 93,5% (còn 12,65 mg/l) và TSS đạt 85,0% (còn 23,7 mg/l);
  • Rau ngổ có hiệu quả hấp thụ dinh dưỡng khoáng vượt trội hơn: Xử lý Nitơ tổng số đạt 92,0% (còn 9,6 mg/l) và Photpho tổng số đạt 95,2% (còn 1,23 mg/l).

4. Vì sao ở công thức đối chứng (lắng tự nhiên), nồng độ các chất ô nhiễm lại tăng trở lại sau 6 đến 9 ngày?

Trong nghiệm thức lắng tự nhiên không có thực vật che phủ và hấp thụ:

  • Trong 3 đến 6 ngày đầu, các hạt cặn lơ lửng tự lắng và vi sinh vật bản địa tiêu thụ một phần chất hữu cơ làm nồng độ các chất giảm nhẹ;
  • Từ ngày thứ 9 đến ngày thứ 12, nguồn dinh dưỡng dễ tiêu bị cạn kiệt khiến vi sinh vật phân hủy bị chết và xác phân rã giải phóng trở lại môi trường nước; đồng thời điều kiện mặt nước thoáng tiếp xúc ánh sáng kích thích vi khuẩn và tảo bùng phát, dẫn đến hiện tượng phú dưỡng làm tăng ngược lại hàm lượng TSS (lên 151,5 mg/l), Nitơ tổng số (lên 116,16 mg/l), Photpho tổng số (lên 24,97 mg/l), COD (lên 228,96 mg/l) và $\text{BOD}_5$ (lên 175,64 mg/l).

5. Sinh khối thực vật sau 12 ngày xử lý nước ô nhiễm được tác giả đề xuất xử lý như thế nào?

Do thực vật gia tăng nhanh về sinh khối và kích thước sau chu kỳ 12 ngày, tác giả đề xuất thu hoạch định kỳ và tận dụng nguồn thực vật này làm thức ăn bổ sung trong chăn nuôi gia súc/thủy sản hoặc phối trộn làm nguyên liệu ủ phân hữu cơ compost phục vụ canh tác nông nghiệp, đồng thời khuyến nghị cần nghiên cứu sâu hơn về kiểm soát an toàn trước khi sử dụng.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Thị Lệ Hằng đã xác định rõ hiện trạng ô nhiễm hữu cơ nghiêm trọng tại ao cá Bác Hồ thuộc Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên với các thông số $\text{BOD}_5$, COD và TSS vượt quy chuẩn nhiều lần. Kết quả thực nghiệm 12 ngày chứng minh cả hai loài thực vật bán thủy sinh gồm rau muống và rau ngổ đều có khả năng sinh trưởng tốt và xử lý hiệu quả các chất ô nhiễm đưa về dưới ngưỡng QCVN 08:2008/BTNMT cột B1; trong đó rau muống ưu thế về loại bỏ COD, $\text{BOD}_5$, TSS còn rau ngổ ưu thế về hấp thụ Nitơ và Photpho tổng số. Nghiên cứu cung cấp luận cứ khoa học thực nghiệm có giá trị phục vụ công tác quy hoạch, xử lý nước thải sinh thái và cải tạo cảnh quan môi trường tại các khu vực giáo dục, dân cư có điều kiện tương đồng.