ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐỖ THỊ HẢI NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM NƯỚC MẶT TẠI MỘT SỐ KHU VỰC NÔNG THÔN TỈNH BẮC NINH BẰNG THỰC VẬT THỦY SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÀ NỘI - 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐỖ THỊ HẢI NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM NƯỚC MẶT TẠI MỘT SỐ KHU VỰC NÔNG THÔN TỈNH BẮC NINH BẰNG THỰC VẬT THỦY SINH CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ: 60 85 02 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. NGUYỄN MẠNH KHẢI HÀ NỘI-NĂM 2011 Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011 Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng 1 MC LC M U 1 CHNG 1. TNG QUAN TI LIU 7 1.1. Mt s vn mụi trng nụng thụn Vit Nam 7 1.2. Ti nguyờn nc mt Vit Nam 8 1.3. Cụng ngh thc vt trong x lý ngun nc ụ nhim 11 1.3.1. Mt s cụng trỡnh nghiờn cu trờn th gii v Vit Nam 11 1.3.2. Mt s phng phỏp sinh hc trong iu kin t nhiờn 14 1.3.2.1. H sinh hc 14 1.3.2.2. Cỏnh ng ti v bói lc trng cõy 18 1.3.3. C s khoa hc ca phng phỏp dựng thc vt x lý nc thi 23 CHNG 2. I TNG V PHNG PHP NGHIấN CU 29 2.1. i tng nghiờn cu 29 2.1.1. i tng nghiờn cu 29 2.1.2. a im nghiờn cu 29 2.2. Phng phỏp nghiờn cu 30 2.2.1. Phng phỏp k tha 30 2.2.2. Phng phỏp ly mu v phõn tớch trong phũng thớ nghim 30 2.2.3. Thit k thớ nghim nghiờn cu nh hng ca TVTS n hiu qu x lý nc ụ nhim 30 2.2.4. Phng phỏp ỏnh giỏ v x lý s liu. 36 CHNG 3. KT QU NGHIấN CU V THO LUN 37 3.1. Hin trng cht lng nc khu vc nghiờn cu 37 3.1.1. Ngun ụ nhim nc 37 3.1.2. Hin trng cht lng nc khu vc nghiờn cu 39 3.2. Kt qu x lý nc mt bng cỏc h thng trng TVTS 42 3.2.1. nh hng ca mt TVTS n hiu qu x lý 42 3.2.1.1. nh hng ca mt bốo ban u n hiu qu x lý nc 42 Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011 Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng 2 3.2.1.2. Mi quan h gia mt sy ban u vi hiu qu x lý 45 3.2.2. Th nghim cụng ngh x lý nc mt bng h thng mt bc trng TVTS. 47 3.2.3. Kt qu x lý nc mt bng h thng hai bc trng TVTS 49 3.2.3.1. Kt qu x lý hai bc trong iu kin trng cõy khụng cú t 49 3.2.3.2. Cụng ngh hai bc trong iu kin trng cõy cú t 52 3.3. X lý ngun nc ụ nhim quy mụ pilot 54 3.3.1. H thng x lý th nht (R1) 54 3.3.2. H thng x lý th hai (R2) 55 3.4. xut gii phỏp ỏp dng cho khu vc nghiờn cu 57 KT LUN V KIN NGH 61 1. Kt lun 61 2. Kin ngh 62 Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011 Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng 3 DANH MC HèNH V BNG DANH MC BNG Bng 1.1. Mt s loi thc vt cú kh nng x lý nc thi [15, 16, 17, 18] 24 Bng 2.1. Mụ t thớ nghim theo dừi nh hng mt ph b mt n hiu qu x lý nc ụ nhim 32 Bng 2.2. Mụ t thớ nghim xỏc nh hiu qu x lý nc ca h thng mt bc trng TVTS 33 Bng 3.1. Lu lng x cht thi t khu vc nghiờn cu 37 Bng 3.2. Kt qu phõn tớch c trng ụ nhim nc khu vc nghiờn cu 40 Bng 3.6. Kt qu phõn tớch nc ti cỏc cụng thc hai bc trng cõy trong iu kin khụng cú t 50 Bng 3.7. Hiu qu x lý ca h thng bói lc-bốo tõy 53 DANH MC HèNH Hỡnh 1.1. S chuyn húa trong h tựy tin 17 Hỡnh 1.2. S phõn loi bói lc trng cõy 21 Hỡnh 1.3. S bói lc ngp nc dũng chy ngang [31] 21 Hỡnh 1.4. S bói lc ngm trng cõy dũng chy thng ng [23] 22 Hỡnh 2.1. S thớ nghim theo dừi nh hng ca mt trng TVTS n hiu qu x lý nc 32 Hỡnh 2.2. S thớ nghim x lý nc bng h thng mt bc trng TVTS 33 Hỡnh 2.3. S thớ nghim x lý hai bc trong iu kin khụng cú t 34 Hỡnh 2.4. S thớ nghim x lý hai bc trong iu kin cú t 35 Hỡnh 2.5. S thớ nghim mụ hỡnh pilot 35 Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011 Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng 4 Hỡnh 3.1. th th hin lng thi t cỏc im nghiờn cu 38 Hỡnh 3.2. Hm lng TSS cỏc cụng thc thớ nghim cú th bốo 42 Hỡnh 3.3. S thay i ca hai thụng s COD v BOD 5 cỏc thớ nghim 43 Hỡnh 3.4. S thay i ca nng NH 4 v PO 4 3- cỏc mt bốo khỏc nhau 44 Hỡnh 3.5. Din bin hiu qu x lý TSS cỏc mt sy khỏc nhau 45 Hỡnh 3.6. Hiu qu loi b COD v BOD 5 cỏc mt sy khỏc nhau. 46 Hỡnh 3.7. S thay i nng NH 4 + v PO 4 3- cỏc mt sy khỏc nhau 47 Hỡnh 3.8. th din bin s thay i cỏc thụng s ụ nhim trong nc mt 48 Hỡnh 3.9. Din bin cỏc thụng s ụ nhim trong iu kin trng cõy khụng cú t . 51 Hỡnh 3.10. S thay i hm lng cỏc cht ụ nhim h thng R1 55 Hỡnh 3.11. S thay i hm lng cỏc cht ụ nhim h thng R2 56 Hỡnh 3.12. S b t hoi ba ngn x lý nc thi sinh hot 57 Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011 Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng 5 M U Theo Tng cc thng kờ nm 2010, nc ta hin cú 70,4% dõn s ang sinh sng cỏc vựng nụng thụn [11], l ni phn ln cht thi ca con ngi v gia sỳc khụng c x lý m x thng ra cng rónh, ó v ang gõy ra ụ nhim khụng khớ, mụi trng t v nh hng n cht lng ngun nc mt, nc ngm. in hỡnh ụ nhim nụng thụn l ụ nhim ti ch, tc l do cht thi ca chớnh cm dõn c ú. Nguyờn nhõn ca s ụ nhim ny l cht thi t sinh hot, chung tri chn nuụi v cỏc hot ng ch bin thc phm. nhiu ni, ngi dõn cng ó ý thc c tỏc hi ca ụ nhim mụi trng nhng u t xõy dng mt h thng x lý hin i thỡ cn ngun kinh phớ ln m h khụng kh nng chi tr. a bn nụng thụn rng ln vi ngun thi phõn tỏn do ú cỏc cụng ngh x lý hin i, t tin vi chi phớ lp t cao l khụng kh thi. Nghiờn cu s dng cỏc loi thc vt trong x lý ụ nhim nc ó c bit n v vic ng dng nú ó mang li nhiu hiu qu tớch cc, c bit vi ngun nc ụ nhim cao v cha nhiu cht dinh dng. Nh cỏc quỏ trỡnh t nhiờn, nc cú kh nng t lm sch cựng vi s phi hp trng thc vt nc chỳng hỳt thu cỏc cht hu c, dinh dng N v P cú trong nc phỏt trin, nh ú nc c lm sch. Sinh khi thc vt sau thu hoch cú th tn dng lm thc n chn nuụi hoc phõn hu c bún cho rung v khộp kớn chu trỡnh sn xut. Vỡ vy vic ỏp dng cụng ngh x lý trong iu kin t nhiờn hay cụng ngh sinh thỏi i vi cỏc vựng dõn c nụng thụn c cho l mt trong nhng gii phỏp phự hp. cú c cỏc thụng tin cn thit cho vic xut gii phỏp gim thiu ụ nhim ngun nc mt cỏc vựng nụng thụn cn cú nhng kho sỏt Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011 Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng 6 c th v hin trng ụ nhim nc mt ni õy v cỏc nghiờn cu cụng ngh v cỏch thc s dng thc vt m bo hiu qu x lý cao nht. Do vy, tụi chn ti Nghiờn cu, xut bin phỏp gim thiu ụ nhim nc mt ti mt s khu vc nụng thụn tnh Bc Ninh bng thc vt thy sinh. Mc tiờu ca ti l: 1/. ỏnh giỏ thc trng ụ nhim nc mt mt vi im nụng thụn ca tnh Bc Ninh; 2/. Xỏc nh mt trng TVTS ti u x lý hiu qu ngun nc ụ nhim; 3/. a ra quy trỡnh x lý nc hiu qu nht bng cỏch so sỏnh hiu qu ca cỏc h thng x lý riờng r v phi hp trng TVTS; 4/. ỏnh giỏ c hiu qu ca mụ hỡnh pilot v khuyn cỏo ỏp dng i vi khu vc nghiờn cu, gúp phn gim thiu ụ nhim ngun nc mt núi chung v ụ nhim hu c nụng thụn núi riờng, to nn tng cho s phỏt trin bn vng. Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011 Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng 7 CHNG 1. TNG QUAN TI LIU 1.1. Mt s vn mụi trng nụng thụn Vit Nam ụ th hoỏ l xu th tt yu ca mi quc gia trờn con ng phỏt trin. cỏc mc v sc thỏi khỏc nhau, o th húa lan rng ton th gii nh mt quỏ trỡnh kinh t - xó hi m Vit Nam khụng nm ngoi quy lut ú. c bit sau khi Quc hi ban hnh Lut Doanh nghip (nm 2000), Lut t ai (nm 2003), Lut u t (nm 2005), ó m ra bc phỏt trin mi cho ụ th húa Vit Nam. Ngun vn u t trong nc v trc tip nc ngoi tng dn n s hỡnh thnh s lng ln v tc nhanh cỏc khu cụng nghip, khu ch xut, khu ụ th mi v s ci thin ỏng k kt cu h tng c thnh th v nụng thụn. Ln súng ụ th hoỏ ó lan to, lụi cun v tỏc ng trc tip n nụng nghip, nụng thụn v nụng dõn [11]. ụ th hoỏ gn vi cụng nghip hoỏ, hin i hoỏ ó trc tip gúp phn chuyn dch c cu kinh t theo hng gim dn t trng giỏ tr nụng, lõm, thu sn trong tng thu nhp quc dõn v tng dn t trng cỏc ngnh cụng nghip, xõy dng v dch v. i vi nụng nghip, s chuyn dch theo hng phỏt trin cỏc cõy trng, vt nuụi cú nng sut, cht lng v hiu qu cao hn. Trong trng trt, t trng cõy hoa mu, cõy cụng nghip v cõy n qu ngy cng tng [11]. Vic m rng din tớch, chuyn dch c cu v u t thõm canh tng nng sut cỏc loi cõy trng dn n sn lng lng thc hng nm tng lờn ỏng k cựng vi lng thuc BVTV v phõn bún nụng nghip s dng liờn tc gia tng. Theo thng kờ ca Cc Bo v thc vt, Tng Cc Thng kờ v Tng Cc Hi quan thỡ lng thuc nhp khu vo Vit Nam nm 1998 l 42,7 nghỡn tn, tng gp 2 ln so vi nm 1991. T nm 2000 n 2005, mi nm Vit Nam s dng khong 35 nghỡn n 37 nghỡn tn, n nm 2006 ó tng lờn 71,3 nghỡn tn v nm 2008 l xp x 110 nghỡn tn [15]. Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011 Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng 8 Theo cỏc s liu v hin trng s dng phõn cho thy vic s dng khụng cõn i v khụng ỳng thi im cõy cn, dn n hng nm mt lng ln phõn bún b bay hi hoc ra trụi gõy lóng phớ v nh hng xu n mụi trng sn xut, mụi trng sng v ú cng l tỏc nhõn gõy ụ nhim t, nc v khụng khớ [6]. Vic lm dng thuc BVTV trong phũng tr dch hi ó khụng tuõn th cỏc quy trỡnh k thut, khụng m bo thi gian cỏch ly ca tng loi thuc dn n hu qu ng rung b ụ nhim, mt v sinh an ton thc phm v s ca b ng c tng lờn. Theo kt qu ó cụng b, hin mt s ni d lng thuc BVTV trong t xp x bng hoc vt ngng cho phộp theo QCVN 15:2008/BTNMT [3]. Nh vy, quỏ trỡnh ụ th húa Vit Nam ngoi nhng mt tớch cc lm cho kinh t phỏt trin, i sng ca ngi lao ng c ci thin thỡ nú ang phỏt sinh nhng vn bc xỳc liờn quan n nụng nghip, nụng thụn v nụng dõn c bit l h ly v mt mụi trng. Nụng thụn ang phi hng chu nhng hu qu v mụi trng. Vic s dng khụng hp lý v lóng phớ qu t canh tỏc; tỡnh trng san lp, ln chim ao h, sụng, sui v cỏc cụng trỡnh thu li; nn t phỏ rng v khai thỏc khoỏng sn tu tin, cựng vi s yu kộm trong x lý nc thi, rỏc thi, khớ thi ang lm cn kit ti nguyờn thiờn nhiờn, phỏ v h sinh thỏi gõy ụ nhim mụi trng v nh hng xu n sn xut nụng nghip, cnh quan nụng thụn, i sng v sc kho ca nụng dõn thm chớ lm trm trng thờm nhng tai bin ca t nhiờn. 1.2. Ti nguyờn nc mt Vit Nam Hi tho Caen nm 1999 v Thụng ip hũa bỡnh vi tờn gi Cuc chin tranh v nc liu cú xy ra? mt ln na cho thy vai trũ vụ cựng to ln ca nc. Nc l mt trong nhng nguyờn nhõn ch yu gõy ra cỏc cuc [...]... tựy tin thng cú sõu trung bỡnh t 1500 n 2000 mm, cú khu h sinh vt nc rt a dng nh cỏc vi khun ym khớ, hiu khớ, thu nm, to v nguyờn sinh vt [10] Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng 16 Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011 1,5 2 m O2 ca khụng khớ nh sỏng mt tri To Vi khun To hiu khớ O2 Vựng hiu khớ CO2 , NO3-, H2 , H2S , CH4 Vi khun ym khớ Vựng ym khớ Lp bựn ỏy Hỡnh 1.1 S chuyn... trng l chi phớ u t rt thp, phự hp vi cỏc h nụng dõn [10] 1.3.2 Mt s phng phỏp sinh hc trong iu kin t nhiờn Trong cỏc phng phỏp sinh hc trong iu kin t nhiờn thỡ h sinh hc v cỏc loi bói lc trng cõy l c s dng rng rói v ph bin Tựy iu kin c th v vi tng ngun thi c trng m cú th s dng loi h phự hp 1.3.2.1 H sinh hc Thc cht l s dng khu h sinh vt t nhiờn cú sn trong nc lm sch nc, vỡ vn u t ớt nờn loi h ny c ỏp... thng gm: (1) B x lý k khớ vi giỏ th cho vi khun k khớ phõn hy du; (2) B x lý hiu khớ vi h thng sc khớ cung cp ụxy cho vi khun hiu khớ phõn hy du; (3) Ao h sinh hc cp 3 cú th rong v bốo tõy Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng 12 Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011 hp th Pb, Zn, H2S, FeS, SS trc khi x vo mụi trng Nc sau khi qua h sinh hc m bo tiờu chun nc thi ra mụi trng [4]... ngy nng núng m bo cõn bng sinh thỏi trong h thỡ hm lng to khụng c vt quỏ 100 mg/l - Quỏ trỡnh tiờu th sinh khi: Khi hm lng N v P trong nc thi cn x lý cao, to s phỏt trin mnh gõy bựng n to nu khụng c tiờu th, sinh khi to s tớch lu v t hu gõy ụ nhim th cp v vic tỏi lp li Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng 17 Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011 cõn bng sinh thỏi nhng h cú hin... thi khuyn cỏo ỏp dng cho nhng vựng nghiờn cu 2.1.2 a im nghiờn cu Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng 29 Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011 ỏnh giỏ hin trng nc mt ti cỏc thy vc tip nhn nc thi thuc cỏc thụn ca tnh Bc Ninh: An ng, Lc V; i Lõm, Tam a v ỡnh Bng, T Sn Cỏc thớ nghim c b trớ ti Khu thớ nghim - Vin Mụi trng Nụng nghip (MTNN) Nc thi s dng trong cỏc thớ nghim ly ti khu. .. trong nc cú th b loi b nh cỏc quỏ trỡnh chuyn húa húa hc v sinh hc Cỏc quỏ trỡnh sinh hc thng din ra phn r ca thm thc vt S lng, s a dng ca vi khun v s cú mt ca oxy vựng r nh hng trc tip n quỏ trỡnh x lý Vic cung cp oxy cú ý ngha quyt nh n hot tớnh v kiu trao i cht ca cỏc VSV vựng r TVTS cú c ch t bm khụng khớ qua h r to mụi trng giu oxy cho vi khun hiu khớ quanh r hot ng, iu ny cng ging nh cỏc quỏ trỡnh... cỏt cú din tớch rng v hiu qu canh tỏc thp - a im xõy dng phi cú dc t nhiờn 0,02 cỏch xa khu dõn c v cui hng giú Tu cụng sut ca bói lc m khong cỏch an ton ti khu dõn c t 200 - 1000 m Nờn xõy dng ni cỏch xa khu vc cú nc ngm Din tớch hu dng ca bói lc c xỏc nh theo cụng thc: Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng 19 Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011 Fhd Trong ú: Q , ha q0 Q :... cú th hp th hu ht th gii v Vit Nam N, P ho tan sau 3 n 5 tun, ó cú mt s cụng Ngành Khoa học Môi tr-ờng 24 Nhng nc ó ng dng thnh cụng Kh nng ng dng ti Vit Nam Thun li do sinh sn nhanh, hiu qu x lý cao v sinh khi thu c dựng lm thc n chn nuụi, phõn xanh, lm biogas, v lm nguyờn liu giy Cú kh nng ng dng, tc sinh trng chm hn so vi bốo tõy Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011 n 6 Rong uụi chú... ca h sinh hc, cú th chia thnh ba loi l h hiu khớ, h ym khớ v h tựy tin [10] Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng 14 Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011 a/ H hiu khớ L h ú cỏc cht ụ nhim c oxy hoỏ nh cỏc vi sinh vt (VSV) hiu khớ H hiu khớ li c chia thnh hai loi khỏc nhau tựy vo phng thc cp khớ: * H hiu khớ lm thoỏng t nhiờn: Oxy cung cp cho quỏ trỡnh oxy hoỏ ch yu do s khuch... tip theo Qua quan sỏt thc t, vi lng sinh khi ớt hn 4kg/m2 din tớch b mt thỡ b thớ nghim tng i ớt bốo cũn mt sinh khi 8kg/m2 thỡ quỏ dy, choỏn ht din tớch mt thoỏng i vi sy cng cho nhng quan sỏt tng t Do vy, ti b trớ cỏc cụng thc thớ nghim trng TVTS cỏc mt trng khỏc nhau t 4 n 7 kg sinh khi ti (tng ng vi din tớch che ph Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng 31 Lun vn tt nghip thc s . NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM NƯỚC MẶT TẠI MỘT SỐ KHU VỰC NÔNG THÔN TỈNH BẮC NINH BẰNG THỰC VẬT THỦY SINH CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ: 60 85 02. ĐỖ THỊ HẢI NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM NƯỚC MẶT TẠI MỘT SỐ KHU VỰC NÔNG THÔN TỈNH BẮC NINH BẰNG THỰC VẬT THỦY SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA. cú khu h sinh vt nc rt a dng nh cỏc vi khun ym khớ, hiu khớ, thu nm, to v nguyờn sinh vt [10]. Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011 Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi