Khảo sát khả năng xử lý nước thải chăn nuôi của hộ gia đình bằng cây Rau Má Nhật

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TÁT THÀNH
KHOA KỸ THUẬT THỤC PHẨM VÀ MƠI TRƯỜNG

NGUYEN TAT THANH

KHĨA LUẬN TĨT NGHIỆP

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG xử LÝ
NƯỚC THẢI CHĂN NI CỦA Hộ
GIA ĐÌNH BẢNG CÂY RAU MÁ
NHẬT

Hoàng Thị Liên Anh

Tp.HCM, tháng 10 năm 2020


MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH.............................................................................................................. ii
DANH MỤC BẢNG.............................................................................................................. 3

DANH MỤC VIẾT TẮT...................................................................................................... 4
MỒ ĐÀU.................................................................................................................................. 7

1.1. Đặt vấn đề...................................................................................................................... 8
1.2. Mục tiêu nghiên cún.................................................................................................... 9
1.2.1 Mục tiêu tong quát........................................................................................................ 9

1.2.2 . Mục tiêu cụ thê............................................................................................................ 9
CHƯƠNG 1: TÓNG QUAN.............................................................................................. 10

1.1. Hiện trạng ơ nhiễm nước thải chăn ni ciía hộ gia đình................................. 10
1.2. Nghiên cứu sử dụng TVTS xử lý ô nhiễm nước.................................................. 13

1.2.1. Cơ sở khoa học của biện pháp sử dụng TVTS xử lý ô nhiễm nước..................... 13
1.2.2. Tiêu chuẩn lồi TVTS sử dụng để xử lý ơ nhiễm nước.......................................... 14
1.2.3. Ưu điếm và hạn chế cùa biện pháp sử dụng TVTS đe xữ lý nước ô nhiễm....... 14

1.2.4. Các nghiên cứu về xử lý ô nhiễm nước bang TVTS và giới thiệu chung về Cây Rau
Mủ Nhật................................................................................................................................... 15
1.2.5. Nghiên cứu xử lý TVTS sau khi sử dụng để xử lý nước ô nhiễm..........................16
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cúu.......................................................... 17

2.1. Ngun liệu, dụng cụ, hóa chất................................................................................17

2.1.1. Ngun liệu................................................................................................................ 17
2.2

Thịi gian và địa điểm

iv


Nghiên cứu............................................................................................................................. 19
2.2.1 Thời gian nghiên cứu............................................................................................19
2.2.2 . Địa điểm nghiên cứu................................................................................................ 20
2.3. Phương pháp nghiên cứu..........................................................................................20

2.3.1. Quy trình cơng nghệ................................................................................................. 20
2.3.3. Bố tri thí nghiệm........................................................................................................20
2.4. Phưo’ng pháp nghiên cứu ứng dụng trong quá trình thực hiện...................... 21

2.4.1. Phương pháp tổng hợp, tham khảo, thu thập tài liệu.......................................... 21
2.4.3. Phương pháp phản tích............................................................................................ 22
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................................. 23

3.1. Ket quả các chỉ tiêu so với quy chuẩn................................................................... 23
3.2. Ket quả phân tích chất lượng nước thải chăn ni.............................................24
3.4. Ket quả phân tích kim loại nặng trong nước chăn nuôi.................................... 32
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................. 40
PHỤC LỤC A. CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM....................................... 45

PHỤC LỤC B. CHỈ TIÊU VẬT LÝ............................................................................... 49
PHỤC LỤC c. CHỈ TIÊU HÓA HỌC........................................................................... 69
PHỤC LỤC D. QCVN 08-MT:2015/BTNMT............................................................... 78

1


MỤC LỤC HÌNH
Hình 1.1. Hình ảnh về trang trại ni heo............................................................................. 5
Hình 1.2. Ham biogas trong nước thải chăn ni................................................................ 6

Hình 1.3. Hình ảnh cây ra má Nhật........................................................................................9
Hình 3.1. Thực vật ngày bắt đầu...........................................................................................16
Hình 3.2. Thực vật ở pha sáng sau 30 ngày........................................................................ 16
Hình 3.3. Thực vật ở pha tối sau 30 ngày............................................................................16
Hình 3.4. Biếu đồ pH the hiện sau 30 ngày........................................................................17

Hình 3.5. Biểu đồ nhiệt độ the hiện sau 30 ngày................................................................ 18
Hình 3.6. Biếu đố EC the hiện sau 30 ngày........................................................................ 19

Hình 3.7. Biểu đồ TDS thể hiện sau 30 ngày...................................................................... 19
Hình 3.8. Biểu đồ DO thể hiện sau 30 ngày....................................................................... 22
Hình 3.9. Biểu đồ thể hiện kết quả của amoni sau 30 ngày..............................................22

Hình 3.11. Biểu đồ thể hiện kết quả cùa NƠ2'-N sau 30 ngày......................................... 24
Hình 3.13. Biểu đồ thể hiện kết quả của NOj'-N sau 30 ngày......................................... 25
Hình 3.17. Biểu đồ thể hiện kết quả cùa sắt sau 30 ngày..................................................28

2


DANH MỤC BANG
Bảng 3.1: Tên Các Nguyên Liệu Bố Trí Thí Nghiệm...................................................... 11
Bảng 3.2: Dự Trù Kinh Phí Của Mơ Hình Thực Hiện.................................................... 11
Bảng 3.1: Tóm Tắt Phân Tích Mơ Tả Của Nghiên Cứu...................................................16
Bảng 4.2: Sự Tăng Trưởng Trọng Lượng Khơ Cây Rau Má Nhật Qua 30 Ngày Thí

Nghiệm.................................................................................................................................... 51

3


DANH MỤC
VIẾT TẮT
•
ĐBSCL:

Đồng bằng sơng Cửu Long

NN&PTNT: Nơng Nghiệp và Phát Triển Nơng Thơn

NQ-CP:

Nghị quyết- Chính Phủ

TVTS:

Thực vật thủy sinh

QCVN:

Quy chuẩn Việt Nam

BTNMT:

Bộ Tài Nguyên Môi Truờng

TCVN:

Tiêu chuẩn Việt Nam

N03-N:

Nitrate-Nitrogen

PO4-P:

Phoshphate-Phospho

NH4-N:

Ammonium-Nitrogen

Cu:

Đong

Fe:

Sắt

DO:

Oxy hòa tan

EC:

Độ dẫn điên

TDS:

Tong chất rắn hòa tan

LC:

Light condtion

DC:

Dark condition

TVTS:

Thực vật thủy sinh

CNST:

Công nghệ sinh thái

4


TÓM TẤT LUẬN VÀN TÓT NGHIỆP
Cây rau mả Nhật là một trong những lồi thực vật thủy sinh. Chủng sình trường và phát

trien tốt ờ các những nơi có nguồn nước bị ô nhiễm chất dinh dưỡng. Đe tài: "Khảo sát khá

năng xử lý nước thái chăn nuôi của hộ gia đình bằng cây râu má Nhật ”. Với mục tiêu ứng dụng
thực vật thúy sinh trong xứ lý nước thải chăn nuôi ” được thức hiện từ thảng 08/2020 đến tháng

10/2020 tại Phòng Quan trắc, Trường đại học Nguyễn Tất Thành với mục tiêu xem xét mức độ
sinh trướng và phát triền cũng như khá năng lọc sinh học cùa cây rau má nhật đôi nước thái

chăn nuôi.
Nội dung thực hiện: Phản tích chất lượng nước của mầu nước thái chăn nuôi; nuôi

trồng cây rau mả nhật trong nguồn nước thái chăn ni; phân tích chất lượng nước và xem xét
sự sinh trường phát trỉến của cây rau má nhật sau khi tiến hành nuôi trồng.

Ket quá đạt được sau nghiên cứu:

Mau nước thái chăn ni có các chi so lần lượt là NH4-N 70.25 mg/l, PO4-P 103.5
mg/l, Fe 0.07 mg/l, Cu 0,69 mg/l. Vậy vượt quá mức cho phép cùa QCVN 08-MT:2015/BTNMT.
Cây rau mả nhật sinh trưởng và phát triển trong môi trường nước thái chán nuôi trong
điều kiện sảng/tối. Sinh khối của cây rau má nhật phát triền ớ pha sảng so với ban đầu chi sau

30 ngày.

6


MỞ ĐÀU

1.1. Đặt vấn đề

Trong 10 năm qua, dân số của Việt Nam đã tăng khoảng 1,03%/ năm, từ 83,1 triệu

nguời năm 2005 đến 93,4 triệu nguời năm 2015. Năm 2014, tỷ lệ dân số đô thị đạt 31%,
tăng tù 27,1% vào năm 2005. Cũng trong giai đoạn này, thu nhập bình quân đầu nguời

của quốc gia tăng từ 699 USD lên đen 2.111 USD, biến Việt Nam từ một quốc gia thu

nhập thấp thành một quốc gia thu nhập trung bình thấp (Ngân hàng Thế giới 2016) [1].

Chăn ni thâm canh chính là cách phản hồi của ngành đối với nhu cầu gia tăng này,
đặc biệt là trong sản xuất gia cầm và chăn nuôi lợn; điều này đã gây ra thêm các vấn đề

về môi trường. Chăn nuôi là một trong những phân ngành phát triển nhanh chóng nhất
của sản xuất nông nghiệp tại Việt Nam. Trong 10 năm qua, sản xuất chăn ni tại Việt
Nam đã có sự thay đoi lớn. số lượng vật nuôi đã và đang tăng lên trong khi số hộ chăn

nuôi giảm xuống. Chăn nuôi thâm canh tại những co sở chăn nuôi lón thường tạo ra

nhiều chất thải hơn so với khả năng tái chế đe sử dụng làm phân bón hoặc khí đốt sinh

học. Ket quả là việc xả thải khơng hợp lý và nhiều sót trong xử lý chất thải trước khi xả
thải vào môi trường xung quanh đã gây ra nhừng cấp độ ô nhiễm cục bộ khác nhau đối

với nước, đất và khơng khí, đồng thời gây ra một tác động tiêu cực đói với y tế cơng
cộng, đặc biệt là trong hoặc gần những khu vực đông dân cư [2].
Hiện nay, chăn nuôi heo quy mô hộ gia đình khá phố biến ở ĐBSCL. Bên cạnh những
lợi ích về kinh tế mà chăn nuôi mang lại, chất thải chăn nuôi đang gây ô nhiễm môi

trường. Một giải pháp hừu dụng góp phần giảm thiếu ơ nhiễm do chất thải chăn nuôi

gây ra là xây dựng các hầm ủ/túi ủ khí sinh học (biogas), ủ phân compost. Trong bối

cảnh hiện nay, ờ nước ta nói riêng và trên thế giới nói chung các nguồn nhiên liệu truyền
thơng ngày càng cạn kiệt, việc khai thác và sử dụng công nghệ biogas - một nguồn năng

lượng tái tạo - đã đóng góp phần đảm bảo an ninh năng lượng và bảo vệ môi trường.

Đặc biệt đoi với vùng nông thôn, miền núi, nghiên cứu phát trien công nghệ biogas là
việc làm thiết thực góp phần cải thiện mơi trường song, thay đổi tập tục sinh hoạt và cải
thiện đời sống của người nơng dân, góp phần giảm thiểu tình trạng ô nhiễm môi trường

ở nông thôn, hạn chế dịch bệnh và bảo vệ cho nguồn nước trong sạch.

8

Đe giảm thiểu được tình trạng ơ nhiễm mơi trường do chất thải chăn nuôi gây ra và
tận dụng được nguồn nước thải chăn ni thì tơi đã xây dựng mơ hình đánh giá ảnh

hưởng của điều kiện sáng/tối lên khả năng xử lý sinh học cây ray má Nhật (Centella
Asiatica) đối với nước thải chăn nuôi cùa hộ gia đình” [3].

Lý do thực hiện bắt nguồn từ hiện trạng nguồn nước thải chăn nuôi chưa tận dụng
triệt để và được xem lãng phí nếu thải ra ngồi mơi trường, thậm chí gây ơ nhiễm các

nguồn nước mặt xung quanh. Từ vấn đề hiện trạng trên, mục tiêu của đề tài đưa ra một

giải pháp tiềm đe sừ dụng thực vật thủy sinh giúp tận dụng các hợp chất dinh dưỡng có
trong nguồn nước thải để tăng sinh khối thực vật vì cây rau má nhật có giá trị dinh dưỡng

cao có thể làm thức ăn cho gia súc cho vịt, gà, đồng thời thơng qua q trình sinh trưởng
của cây sẽ làm gảm ô nhiễm trước khi nước thải ra môi trường [4].

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

1.2. ỉ Mục tiêu tổng quát.
-

ứng dụng thực vật thủy sinh trong xử lý nước thải chăn nuôi.

- Đánh giá sự thay đối cùa chất lượng nước sau khi nuôi trong cây Rau Má Nhật ở

hai điều kiện sáng/tối.

1.2.2. Mục tiêu cụ thể.

-

Tính sinh khối và sự sinh trưởng của Cây Rau má Nhật trong nước thải chăn ni.

- Phân tích một số chỉ tiêu môi trường nước mặt: N03-N, PO4-P, NH4-N, Cu, Fe

của nguồn nước thải chăn nuôi.

9


CHƯƠNG 1: TĨNG QUAN
1.1. Hiện trạng ơ nhiễm nước thải chăn ni của hộ gia đình.

Trong những năm gần đây, ngành chăn nuôi nước ta phát triển rất mạnh, chăn nuôi
Việt Nam ngày nay đạt mức tăng trưởng cao không những đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng
trong nước mà còn hướng tới xuất khấu đặc biệt là ngành chăn ni lọn.
Ngành Chăn ni tại Việt Nam hiện nay có xu hướng chuyển dịch từ quy mô nông

hộ sang chăn nuôi tập trung và thâm canh với quy mô lớn. Cùng với xu hướng đó, ơ
nhiễm mơi trường chăn ni tại các vùng nông thôn ngày càng trở nên nghiêm trọng.

Theo một số chuyên gia nông nghiệp cho rằng, nguyên nhân chính gây ơ nhiễm là do

chăn ni nhỏ lẻ, khơng kiếm sốt được xả thải ra mơi trường. Tuy nhiên, qua thực tế

khảo sát ở Việt Nam, chăn nuôi quy mơ trang trại và thâm canh, mặc dù có áp dụng biện
pháp xử lý môi trường, nhưng vẫn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng do các nguyên

nhân về công tác quản lý môi trường và áp dụng công nghệ chưa phù hợp [3], [2].

Theo thống kê của Bộ NN&PTNT về chăn ni, cả nước hiện có khoảng 12 triệu hộ

gia đình có hoạt động chăn ni và 23.500 trang trại chăn ni tập trung. Trong đó, phơ
biến ở nước ta là chăn nuôi lợn (khoảng 4 triệu hộ) và gia cầm (gần 8 triệu hộ), với tổng

đàn khoảng 362 triệu con gia cầm, 29 triệu con lợn và 8 triệu con gia súc, mồi năm khối

lượng nguồn thải ra từ chăn nuôi ra môi trường là một con số khổng lồ - khoảng 84,5
triệu tấn/năm, trong đó, chỉ khoảng 20% được sử dụng hiệu quả (làm khí sinh học, ủ
phân, ni trùn, cho cá ăn), cịn lại 80% lượng chất thải chăn ni đã bị lãng phí và phần

lớn thải ra môi trường gây ô nhiễm [5], [6].
Xu hướng chuyến từ chăn nuôi nhỏ lẻ, phân tán theo quy mơ hộ gia đình đang dần
chuyển sang chăn ni tập trung theo hướng sản xuất hàng hóa diễn ra mạnh ở nước ta,
nhất là khi Chính phủ ban hành Nghị quyết 03/2000/NỌ-CP ngày 02/02/2000 về Phát
triển kinh tế trang trại [7], [5].

Việc hình thành và phát triển mạnh các trang trại, các hộ chăn nuôi ở nước ta đà đem

lại hiệu quả kinh tế cao, tăng năng suất lao động và thu nhập của người nông dân. Tuy
nhiên, việc quản lý không hợp lý các loại chất thải rắn, lỏng, khí phát sinh từ các trang
trại, các hộ chăn nuôi cũng ảnh hưởng xấu đến chất lượng môi trường xung quanh. Đặc

biệt, đối với các hộ chăn nuôi nhỏ lẻ ở các vùng nơng thơn thì phần lớn nước thải phát

10


sinh từ trang trại chăn nuôi do làm vệ sinh chuồng trại, máng ăn, máng uống, nước tắm
rửa cho gia súc hằng ngày, nước tiểu do gia súc bài tiết không được xử lý mà đo trực

tiếp vào hệ thống thoát nước, kênh mưong trong vùng gây ảnh hưởng nặng tới môi

trường nước, đặc biệt là nguồn nước mặt và nước ngầm [8], [3].
Theo Cục Chăn nuôi ( Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn), mồi năm, ngành

chăn nuôi gia súc gia cầm thải ra khoảng 75-85 triệu tấn chất thải. Các chất thải này

thường xuyên không được xử lý on dịnh, nước thải không qua xử lý xả trực tiếp ra môi
trường gây ô nhiễm nghiêm trọng. Hiện cả nước có trên 8,5 triệu hộ chăn ni quy mơ
gia đình và gần 20 nghìn trang trại chăn ni tập trung, nhưng mới chỉ có 8,7% số hộ

xây dựng cơng trình khí sinh học (ham biogas) [9], [19].
Chất thải lỏng trong chăn ni lợn có tỷ lệ chất khơ rất thấp (dưới 80%), hầu như

không thể thu gom làm phân chuồng nên chỉ còn cách xả xuống nguồn nước thơng qua
hệ thống thốt nước hoặc cho xuống hầm khí (biogas), sau đó tiếp tục qua một hệ thống

hồ lắng, hồ sinh học để lọc sạch nước thải chăn nuôi trước khi thải ra mơi trường. Mặc

dù biện pháp khí sinh học đang được áp dụng phố biến ở nước ta đe xử lý chất thải lỏng
trong chăn nuôi. Tuy nhiên, do vận hành hệ thống ham biogas khá tốn kém và hiệu quả
kinh tế thấp nên hầu như các chủ trang trại chỉ làm ham biogas mang tính chất đối phó

dần đến các trang trại chăn ni có ham biogas vẫn đang là ngun nhân chính gây ơ

nhiễm mơi trường chăn nuôi giống như các trang trại đang xả trực tiếp chất thải lỏng
trong chăn nuôi ra môi trường [3], [20].
Cũng khơng thế phủ nhận là mơ hình Biogas ln mang lại hiệu quả tích cực cho mơi

trường. Tuy nhiên, trong nước thải nuôi lợn thường chứa hàm lượng N và p rất cao.

Hàm lượng N-tống trong nước thải chăn ni 571 - 1026 mg/1, Photpho từ 39-94 mg/1,

địi hỏi thêm q trình hiếu khí kèm theo để xử lý triệt để các chất hữu cơ.
Mặt khác, ham biogas luôn chứa nồng độ ô nhiễm nước thải đầu ra khá cao. NCh' là một
trong các chỉ tiêu cần quan tâm nhất. Nitrat được xem là một ion tiêu cực không giữ lại

bời các phản ứng trao đổi nhưng vẫn cịn ở dạng dung dịch và được chuyến hóa trong
q trinh thấm. Neu chúng không được loại bỏ bỡi quá trình đồng hóa thực vật hoặc khử
nitrat, nitrat sẽ đi sâu và thấm vào trong lóp nước ngầm và gây ảnh hưởng nghiêm trọng

đến sức khỏe con người [10], [19].

11


Nitrat hoặc nitrite oxy hóa Fe(II) trong hemoglobin thành Fe(III) là nguyên nhân

khiến hemolobin chuyến thành dạng methemoglobin, ở dạng này hồng cầu không thế

liên kết và vận chuyển oxy. Tác hại của nitrat đối với sức khỏe con nguời không phải
do bản thân ion nitrat mà do nồng độ nitrat tăng lên nó sẽ chuyển thành nitrite nhờ xúc

tác của enzyme vi khuẩn và chính nitrite là nguyên nhân gây độc. Q trình chuyển hóa

giũa nitrat và nitrite có the hình thành N-nitrosamines là một chất gây ung thư pho biến.
Có the nói, hiện trạng quản lý mơi trường chăn ni hiện nay đang cịn nhiều bất cập

về quản lý, be tắc về công nghệ xử lý chất thải chăn nuôi quy mô trang trại, thiếu sự

quan tâm thỏa đáng của các cấp chính quyền về quản lý và sự đầu tư nghiên cứu tìm

kiếm các giải pháp cơng nghệ phù hợp, bền vừng, giúp vừa xử lý môi trường chăn nuôi

lại vừa mang lại thu nhập bo sung, tạo động lực cho người dân áp dụng các biện pháp
bảo vệ mơi trường [11], [20].

Hình 1.1. Hình ảnh về trang trại nuôi heo

12


Hình 1.2. Hầm biogas trong nước thải chăn ni

1.2. Nghiên cứu sử dụng TVTS xử lý ô nhiễm nước.
1.2.1. Cơ sở khoa học của biện pháp sử dụng TVTS xử lý ô nhiễm nước

Các chất ô nhiễm là các chất vô cơ: Sự hấp thụ các chất ô nhiễm vô cơ, chủ yếu là
các chất dinh dường, các kim loại nặng và các hạt nhân phóng xạ trong TVTS, diễn ra

bởi rễ và sự hấp thụ qua lá. Vai trò chính của rễ là đồng hóa các chất dinh dưỡng, và vai
trị chính của lá là vơ cơ co định carbon.

Các chất ô nhiễm là các chất hữu cơ: TVTS hấp thụ các chất ô nhiễm độc hại chủ
yếu thông qua rề và lá. Quá trinh hấp thụ các chất ô nhiễm hừu cơ của TVTS bao gồm

hai cơ chế:
- Hấp thụ trực tiếp các chất ô nhiễm rồi chuyến hóa các chất này thành mơ thực
vật.

- Giải phóng các dịch tiết và các enzyme kích thích hoạt động của vi sinh vật và

nâng cao kết quả của sự biến đổi của vi sinh vật trong vùng rễ (vùng gốc).
Số lượng hợp chât hữu cơ bị hấp thụ bời các loại TVTS phụ thuộc vào bản thân loài

thực vật, thành phần sinh hóa của tế bào thực vật các tinh chất hóa lý của chất gây ơ

13


nhiễm như tính phân cực, tính khơng ưa nước, sự biến động khối lượng phân tử

(Bhupinder Dhir, 2013) [11], [10],
1.2.2. Tiêu chuẩn lồi TVTS sử dụng đê xử lý ơ nhiễm nước
Đe đạt được hiệu quả cáo trong xử lý ơ nhiễm, các lồi TVTS được lựa chọn phải:
có khả năng chống chịu với nồng độ chất ô nhiễm cao; Có khả năng hấp thụ nhanh các

chất ơ nhiễm từ mơi trường nước; Có khả năng tích lũy các chất ô nhiễm trong cơ the

cao; Có khả năng vận chuyến các chât ô nhiễm từ rề lên thân và lá. Có thể chịu đựng

được điều kiện mơi trường nghèo dinh dưỡng hoặc phú dưỡng. Có khả năng sinh trưởng

nhanh và cho sinh khối lớn. Ngoài ra, TVTS được sử dụng khơng trở thành lồi xâm lấn
hay cỏ dại gây hại cho môi trường và các sinh vật khác, dễ kiểm soát về giống, về khả

năng lây lan, phát triển trong hệ sinh thái [2], [9].
1.2.3. Ưu diêm và hạn chế của biện pháp sử dụng TVTS để xử lý nước ô nhiễm
Sừ dụng TVTS để xử lý nước ô nhiễm có tính thân thiện cao với mơi trường. Sử dụng

TVTS để xử lý nước ơ nhiễm cũng có tính ưu việt hơn hẳn so với phương pháp hóa -

lý, khơng làm ảnh hưởng xấu tới hoạt tính sinh học của nước, tiến hành ngay tại chồ ô
nhiễm và không cần thêm diện tích, giảm thiếu được mức độ xáo trộn nước, giảm mức
đọ phát tán ô nhiễm thông qua không khí và dịng chảy. Giá thành cơng nghệ chỉ cho

việc sử dụng TVTS để xử lý ô nhiễm nước là thấp hơn nhiều so với các công nghệ khác
[12].

Tuy nhiên, xử lý ô nhiễm nước bằng TVTS chậm hơn phương pháp hóa lý. Khả năng

sinh trưởng và phát triển của các loài TVTS phụ thuộc nhiều vào các yếu tố vật lý và
hóa học của mơi trường như pH, độ mặn, nồng độ chất ô nhiễm và sự hiện diện của các
chất độc, TVTS dùng đe xử lý các chất ô nhiễm thường bị giới hạn về chiều dài rề. Do
đó, khi sử dụng TVTS đe xử lý ơ nhiễm ở thủy vực có độ sâu q lớn là khơng phù hợp

[7].

14


1.2.4. Các nghiên cứu về xử lý ô nhiễm nước bằng TVTS và giới thiệu chung về Cây Rau

Mả Nhật.

Khả năng làm sạch môi trường nước của TVTS đã được biết từ thế kỷ 19 nhưng mãi
đến những năm 70 của thế kỷ trước, phương pháp này mới được nhắc đến như một loại

công nghệ mới dùng để xử lý môi trường bị ô nhiễm bởi các kim loại, các hợp chất hữu
cơ, thuốc súng và các chất phóng xạ. Bằng nhiều thí nghiệm với nhiều lồi TVTS khác

nhau, các tác giả đã nghiên cứu và công bố về khả năng sống và làm sạch nước của

nhiều loài TV trong các mơi trường ơ nhiễm khác nhau. Nhìn chung, việc sử dụng TVTS

làm sạch nước tập trung vào giải quyết hai vấn đề môi trường nước mặt đã và đang là
những vấn đề nan giải: Sự dư thừa các chất ô nhiễm dinh dưỡng và sự có mặt với hàm

lượng đáng kể các KLN trong các thuỷ vực [10], [16].

ớ Việt Nam, nhóm thực vật thủy sinh dễ tìm thấy và có thê gọi là “đi đâu cũng gặp”
là nhóm thực vật trơi nổi. Đây là lồi phát triển nhiều ở các vùng nhiệt đới, cơ the chúng
được chia làm hai phần chính: phần lá, thân nổi trên mặt nước và phần rể ngập trong

nước. Chúng phát triển bằng cách dùng rế hút nước và các chất dinh dưỡng trong nước,
sau đó vận chuyển lên lá để thực hiện quá trình quang hợp [5],

Nhưng đại diện tiêu biếu của nhóm này là: rau má nhật (Centella asiatỉca').
Rau má là loài cỏ mọc bò, rễ mọc ở các mấu của thân. Lá hình mắt chim, rộng 2cm dến
4 cm, khía tai bèo, gân lá hình chân vịt, gốc lá hình tim. Cuống lá dài 2 cm đen 4 cm ở

những mang hoa và 8 cm đến 12 cm ở những nhánh thường. Cụm hoa tán đơn gồm các

hoa rất nhỏ, mọc ở nách lá. Rễ dài 2 cm đen 4 cm, đường kính 1 mm đến 1,5 m, mặt

ngồi màu nâu vàng nhạt hoặc màu vàng xám, trên mấu thường thấy rề. Phiến lá có nhiều
vết nhãn rách, đường kính 1 cm đến 4 cm, màu lục xám, mép có răng thơ. Cuống lá dài

3 cm đến 6 cm, cong queo. Mùi nhẹ vị nhạt. Rau má Nhật (Centella asiatica) là một loại
dược liệu thuộc họ hoa tán mọc ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới [10], [16].

15

Hình 1.3. Hình ảnh cây ra má Nhật

1.2.5. Nghiên cứu xử lý TVTS sau khi sử dụng đế xử lý nước ô nhiễm.

Sinh khối TVTS chứa các chất ô nhiễm có the sẽ là nguồn ơ nhiễm nghiêm trọng, do

đó tùy thuộc vào tính độc của nguồn đuơc xử lý cũng nhu hàm lượng các chất ơ nhiễm
trong các lồi TVTS mà có được phương pháp quản lý và xử lý phù hợp.

Tình hình nghiên cứu trên thế giới: Nghiên cứu ứng dụng các loại hình, CNST và

TVTS trong xử lý nước thải chăn nuôi trên thế giới từ rất sớm, phát trien rất thành

công, các nghiên cứu sâu và rộng, không chỉ dừng lại ở các nghiên cứu thử nghiệm
quy mơ nhỏ mà có nhiều nghiên cứu về lựa chọn cơng nghệ và xây dựng mơ hình triển

khai vào thực tế quy mô lớn (từ 200 m2 đến 15 ha). Các loại hình cơng nghệ phố biến
là cơng nghệ dịng chảy bề mặt và cơng nghệ dịng chảy ngầm, ở châu Âu phổ biến là
kết hợp giữa dòng chảy mặt và chảy ngầm. Các loại TVTS được sử dụng phô biến là:
Sậy, Lau, cỏ Vetiver, Thủy trúc, Bèo Tây, cỏ Nen, cây Cói. Hệ thống xử lý này thân
thiện với mơi trường, chi phí thấp, dề vận hành, hiệu quả xử lý cao, on định (hiệu quả

xử lý COD: 30 - 68.1%, TN: 20-98%, TP: 13-95%).
Tình hình nghiên cứu trong nước: Nghiên cứu ứng dụng các loại hình CNST với

TVTS trong xử lý nước thải chăn nuôi ở Việt Nam cịn rất ít ỏi, mới dừng lại ở nghiên

cứu thử nghiệm qui mơ nhở từ vài chục lít đến dưới 1 m3. Thời gian thử nghiệm mơ

hình xử lý ngắn, chưa có nghiên cứu về lựa chọn cơng nghệ và xây dựng mơ hình triển

khai vào thực hiện đủ độ tin cậy đe đưa công nghệ vào thực tế.

16


CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu

2.1.

Nguyên liệu, Dụng cụ, Hóa chất

2.1.1. Nguyen liệu

- Mơ hình được chia thành 2 pha: pha sáng và pha tối, được bố trí thí nghiệm là

thực vật thủy sinh là cây rau má Nhật.
- Thu thập mẫu nước thải chăn nuôi - tại tỉnh Long An.
- Bố trí mơ hình thí nghiệm ni trong rau má Nhật trong bình thủy tinh, mồi bình

có kich thước là 2 lít.
- Mơ hĩnh được thiết kế theo kich thước của khung sắt, miếng gồ gồm các chi tiết

như sau:
Mơ hình được chia thành 2 pha
Pha sáng :

- Chiều dài: 60 m
- Chiều rộng: 60 m

- Chiều cao: 70 m
Pha tối:

- Chiều dài: 60 m
- Chiều rộng: 60 m

- Chiều cao: 70 m

Ta có: pha tối và pha sáng như sau

ớ pha sáng: gồm có 30 bình (0.5 kg đá vừa và 1.8 lít nước thải chăn ni), và có 9
bình có thực vật.

ớ pha tối: gồm có 30 bình (0.5 kg đá vừa và 1,8 lít nước thải chăn ni) và 9 bình có

thực vật.
Nhóm thực vật được bố trí:

Cây rau má Nhật được lựa chọn kỳ lường, là nhừng cá thể rau má phát triển tốt, có
hình thái, tính trạng tương đồng để tiến hành thí nghiệm.

Tên các nguyên liệu thí nghiệm
17


Bảng 3.1: Tên các nguyên liệu bố trí thí nghiệm
Tên

Số lượng

Đơn vị•

Cây rau má Nhật

53

chậu

Đá vừa

30

kg

Thanh sắt 3m

10

cây

Ván gồ

3

miếng

Thơng gió

4

cái

Đèn

4

cái

Dây điện

3

mét

Nước thải chăn ni

120

lít

Bình thủy tinh

60

bình

18


Bảng 3.2: Dự trù kinh phí của mơ hình thực hiện

STT

Vật liệu

Số liệu

Thành tiền

1

Thanh sắt 3m

10

408.000

2

Ván gồ

3

425.000

3

Bát

24

24.000

4

Ốc

122

61.000

5

Đèn

4

12.000

6

Thơng gió

4

1.000.000

7

Dây điện

3

12.000

8

Cây rau má

53

795.000

9

Cơng lao động

6

3.000.000

10

Bình thủy tinh

60

1.200.000

Tổng

6.937.000

2.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

2.2.1 Thời gian nghiên cứu

Thời gian: Từ 07/08/2020 đến 06/09/2020.
- Việc nghiên cứu được tiến hành từ thời gian bắt đầu, 5 ngày, 10 ngày, 15 ngày,
20 ngày, 25 ngày và 30 ngày. Mầu nước và mẫu thực vật đã được thu thập sau

ngày này.

19


2.2.2 . Địa điểm nghiên cứu
Tại lầu 3, phòng quan trắc môi truờng, trường ĐH Nguyễn Tất Thành.
Địa chỉ: 331 QL1A, An Phú Đơng, Quận 12, Hồ Chí Minh.

2.3. Phương pháp nghiên cứu

2.3. ỉ. Quy trình cơng nghệ
Sơ đồ kiếm soát và thử nghiệm được thiết lập cùng lúc với hai lần lặp (n = 2) của
kiếm soát và ba lần lặp (n = 3) của thử nghiệm.
Mơ hình được chia thành như sau: 30 bình ở pha sáng và 30 bình ở pha tối. Kích

thước của cây thủy sinh là như nhau trước khi cho vào bình.
Mồi bình được duy trì với 1.8 lít nước thải chăn ni và 0.5 kg đá.

Hình 3.7. Mơ hình bơ trí thí nghiệm cây rau
má Nhật ở pha sáng sau 30 ngày

Hình 3.8. Mơ hình bơ trí thí nghiệm cây
rau má Nhật ở pha tối sau 30 ngày

2.3.2. Sơ đồ nghiên cứu.
Thu thập, đọc, chọn lọc tài liệu từ các nguồn như: tạp chí, báo cáo, giáo trình, sách
tham khảo về lĩnh vực môi trường. Các thông tin từ internet về: các khái niệm, các

phương pháp nghiên cứu, xử lý, phân tích mầu nước, các nghiên cứu về thực vật (đặc
biệt là rau má nhật). Tham khảo các bài luận văn, các báo cáo khoa học trước đó. Tất cả

được tổng hợp, đánh giá và lựa chọn những thông tin, dừ liệu cần thiết cho đề tài.
2.3.3. Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí tại Lầu 3, phịng Quan trắc mơi trường , Trường Đại học
Nguyễn Tất Thành quận 12.

20


Hình 3.9. Mơ hình 3D pha sáng

Hình 3.10. Mơ hình 3D pha tối

Nội dung thực hiện như sau:

- Pha sáng và pha tối được bố trí như sau: gom có thực vật và khơng thực vật.

Thực vật được bố trí trong các bình thủy tinh. Trong mồi bình gom 0.5 kg đá và 1.8 lít
nước thải chăn ni từ ham biogas. Được bố trí vào các giai đoạn: ngày bắt đầu, sau 5

ngày, 10 ngày, 15 ngày, 20 ngày, 25 ngày và cuối cùng là 30 ngày. Rau má Nhật được
bố trí thành 9 bình ở mơi pha và mỗi bình chứa 15 cây rau má Nhật với hình thái có 1

lá mồi cây.

- Tiến hành phân tích các mẫu nước và cân đo trọng lượng của cây rau má nhật
qua các giai đoạn tại phịng thí nghiệm, xử lý số liệu.

- Từ kết quả nghiên cứu, so sánh với QCVN 08-MT:2015/BTNMT (cột Al, A?) để

đánh giá, đưa ra nhận xét [25],
- Từ kết quả, nhận xét sự sinh trưởng, phát triến của rau má nhật và mối liên quan
đến việc thay đoi nồng độ các chỉ tiêu trong nước. Đưa ra các đề xuất nhằm tận

dụng tối đa thành quả đạt đưọc của nghiên cứu.
2.4. Phưo’ng pháp nghiên cứu ứng dụng trong q trình thực hiện.

2.4.1 Phương pháp tơng hợp, tham kháo, thu thập tài liệu.
Thu thập, đọc, chọn lọc tài liệu từ các nguồn như: tạp chí, báo cáo, giáo trình, sách

tham khảo về lình vực mơi trường. Các thông tin từ internet về: các khái niệm, các
21


phương pháp nghiên cứu, xử lý, phân tích mẫu nước, các nghiên cứu về thực vật (đặc
biệt là rau má nhật). Tham khảo các bài luận văn, các báo cáo khoa học trước đó. Tất cả

được tổng hợp, đánh giá và lựa chọn những thông tin, dừ liệu cần thiết cho đề tài. [18]

2.4.2. Phương pháp lẩy mau
-

TCVN 6663-1:2011 (ISO 5667-2:2006), Chất lượng nước - Lấy mẫu - Phần 1:
Hướng dần kỳ thuật lấy mầu.

-

TCVN 6663-3:2003 (ISO 5667-3:1985) Chất lượng nước - Lấy mẫu - Phần 3:
Hướng dần bảo quản và xử lý mầu.

2.4.3 . Phương pháp phân tích

Các mẫu được thu thập và lưu trữ với 2 lít bằng chai nhựa trong tủ lạnh ở 4°Cvới
bảo quản thích hợp tại phịng thí nghiệm của Đại học Nguyễn Tất Thành nơi có thiết bị

phù họp và hoạt động. Phân tích các hoạt động được thực hiện tại phịng thí nghiệm này

và trước khi lọc, pH, EC, TDS, nhiệt độ của các mầu nước được xác định bằng cách sử

dụng kết hợp pH, Độ dần điện, tong chất rắn hòa tan và đo nhiệt độ (MĨ805 Milwaukee,
CO, Hoa Kỳ). DO được xác định bằng Máy đo oxy hòa tan Milwaukee (MW 600,

co,

Hoa Kỳ). Máy HI83399-02 là một quang kế đa thông số để đo các thông số chất lượng
nước quan trọng như NO3-N, NH4-N, PO4-P, Cu, Fe trong nghiên cứu này.

-

Phương pháp phân tích amoni: Theo Kỹ thuật mơi trường nước DI426, phương

pháp Nessler.
-

Phương pháp phân tích Đồng: Theo phương pháp EPA.

-

Phương pháp phân tích Nitrit: Theo phương pháp Colorimetric.

-

Phương pháp phân tích Photpho: Theo phương pháp Axit ascorbic.

-

Phương pháp phân tích Nitrat: Theo phương pháp giảm cadmi.

-

Phương pháp phân tích sắt: Theo phương pháp TPTZ.

2.5. Phương pháp xử lý số liệu.
Ket quả được trình bày dưới dạng giá trị trung bình hoặc giá trị trung bình ± SD, giá

trị trung bình của ơ thí nghiệm so với kiếm sốt và nồng độ giới hạn trong (QCVN 08:
2015).

22


CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.

3.1. Kết quả các chi tiêu so với quy chuẩn

Bảng 3.1: Tóm tắt phân tích mơ tả của nghiên cứu.
Parameter
s

Start time

Dark condition at 30 days

Control

Temperatur
e(°C)
pH
EC (ps/cm)

TDS (mg/l)
DO (mg/l)
NO2'
-N
(mg/1)
NH4-N
(mg/1)

PO-C-P
(mg/1)
Fe (mg/1)

Cu (mg/1)

Experiment

Light condition at 30 days

Control

Experiment

National
Standards

WHO
Guideli
nes

28.8 ±0

28.5± 0

28.4 ±0

29.3± 0.0

29.2 ±0.0

*

*

7.4 ± 0.02
1716.5 ±
2.1
858.5± 0.7
5.75 ±0.3

7.3± 0.007
1945±
1.4
954 ± 39.5
1.7 ± 0

6.9 ±0.1
2001.5±0.7

7.4 ±0.01
1472.5 ±2.1

7.3 ±0.01
1337±2.8

5.5-9a
*

6-9c

*

1012.5 ± 0.7
1.6 ± 0

1474.5 ±3.5
2.2 ±0

1222 ± 1.4
1.8 ±0

<1000b
>4a

1500c
>2C

51.5 ± 2.1

22.5 ± 0.7

20.5 ±4.9

18.5 ±0.7

17.5 ±6.3

<.05a

*

70.25 ±0.3

9.7 ± 1.2

16.3 ±0.5

3.6 ±0.2

5.7 ±0.2

<0,9a

<5.oc

103.5 ± 0.7

93.4 ± 0.8

65.8 ±0.2

112.4± 1.6

99.2 ± 3.9

<0,5a

< 15c

0.7

±
0.02
0.6±0.02

0.09 ±
0.007
0.1±0.01

0.2 ± 0.04

0.2 ± 0.007

0.4 ±0.01

<2.0a

<5.0c

0.2±0.02

0.5±0.04

0.5±0.04


<0.2c

Note:
a (QCVN 08-MT, 2015)- Bỉ: National Technical Regulation on Surface Water Quality,

Vietnam.
h (QCVN 01-BYT, 2009): National technical regulation on drinking water quality, Vietnam.

c (World Health Organization, 2006): A compendium ofstandards for wastewater reuse in the
Eastern Mediterranean Region from WHO, for Jordanian Standard.

Hình 3.1. Thực vật ngày
bắt đầu

Hình 3.2. Thực vật ờ pha
sáng sau 30 ngày

Hình 3.3. Thực vật ở pha
tơi sau 30 ngày

Thơng qua hình 3.1, 3-2 và 3.3 sự phát triển của thực vật đang phát triến ở pha sáng
sau 30 ngày so với ngày bắt đầu. Bộ nhánh rễ phát triển và mọc cây con. Nhưng so với

pha tối ở thời điếm 30 ngày cây khơng có sự quang hợp và chết so với ban đầu.

23


3.2. Kết quả phân tích chất lượng nước thải chăn ni.
Vì trong nước có khả năng tự làm sạch nên ngồi việc phân tích nước ban đầu thì

đồng thời cũng phải phân tích chất lượng nước qua các giai đoạn mà đã bố trí theo mơ

hình.

Hình 3.4. Biểu đồ pH thể hiện sau 30 ngày
LC Control

■

LC Experiment

— —Limit standard

Days

Hình 3.5. Biểu đồ nhiệt độ thể hiện sau 30 ngày

24


Nhận xét: Nồng độ của các thông số tại chồ được phân tích của nghiên cứu này với
nhiệt độ khơng khí 25 °C tại phịng thí nghiệm lầu 3 cùa Đại học Nguyền Tất Thành.

Các thông số được báo cáo là trung bình ± SD trong nghiên cứu này. Nhiệt độ nước, pH
trong nước của cả 2 pha sáng/tối có sự khác nhau được the hiện qua hình 4.1 và 4.2.

Hình 4.2 cho thấy nhiệt độ nước của 2 pha trong nghiên cứu này dao động trong khoảng
đối với pha tối 22.8± 0.1 °C đến 29.5 °C ± 0 đối với bể thực nghiệm và 22.8 ± 0,0 °C
đến 29.6 ± 0.0 đối với bể đối chứng, còn ở pha sáng 22.35±0.07 đến 29.55±0.07 đối với
be thực nghiệm và 22.45±0.07 đến 29.5±0.1 đối với be đối chứng. Trong điều kiện thực

tế, điều đó có nghĩa là nhiệt độ nước này ảnh hưởng đến độ hòa tan cao của nhiều hạp
chất hóa học và do đó gây ra ảnh hưởng của một so chất ơ nhiễm đến đời sống thủy sinh,

ví dụ, hiệu suất tăng trưởng tối ưu cùa thực vật có nhiệt độ trong khoảng 20 - 30°C

pH là cũng có yếu tố chính ảnh hưởng đến nước thải chăn nuôi và sự hấp thụ cùa thực
vật là độ pH. Dựa vào bảng 4.1 pH ở nước chăn nuôi nằm trong khoảng 6.3-7.9 đạt tiêu

chuẩn cho phép QCVN 08:2015/BTNMT.

—Q— LC Experiment

—ộ— LC Control

Days
Hình 3.6. Biểu đố EC thể hiện sau 30 ngày
Nhận xét: Nồng độ trung bình của tống chất rắn hòa tan ở biếu đồ 3.7 trong mồi pha

như đối với pha tối mầu nước đối chứng được ghi nhận 954 ± 39.5mg/l và trong các

mẫu nước của thực nghiệm được ghi nhận là 1012.5±0.7 mg/1, còn ở pha sáng mầu nước
đối chứng đươc ghi nhận là 1474.5±3.5 và trong các mẫu nước thực nghiệm được ghi

nhận là 1337±2.8 mg/1. Xu hướng của tong chat rắn hòa tan trong cả hai pha có chiều
25