Đánh giá khả năng hấp thu photphat trong nước của cây lục bình ứng dụng lục bình xử lý nước thải

1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
KHOA GIÁO DỤC CHÍNH TRỊ
  


Đề tài:


Đánh giá khả năng hấp thu Photphat trong
nƣớc của cây Lục Bình - ứng dụng Lục
Bình xử lý nƣớc thải.












KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC


GVHD : Phạm Thị Hà
SVTH : Nguyễn Thị Đến

Đà Nẵng năm:2012
2

Tên đề tài: Đánh giá khả năng hấp thu Photphat trong nước của cây Lục
Bình - ứng dụng Lục Bình xử lý nước thải
SVTH: Nguyễn Thị Đến
GVHD:Phạm Thị Hà
3

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài
Trái đất là ngôi nhà chung của muôn loài, sinh sống và phát triển trong sự
cân bằng theo những quy luật chung của vũ trụ. Ngày nay, cùng với sự phát triển
của nhân loại, con ngƣời đã sử dụng tối đa và triệt để những gì tự nhiên ban tặng,
điều đó đã làm mất đi sự cân bằng vốn có của tự nhiên, gây nên những hậu quả
nghiêm trọng; hạn hán, lũ lụt, băng tan, đói nghèo gia tăng, mƣa axit, dịch bệnh, suy
giảm tầng ozon, sự nóng lên toàn cầu đe dọa trực tiếp đến sự sống muôn loài.
¾ diện tích bề mặt trái đất là nƣớc, 70% nƣớc trong cơ thể con ngƣời, nƣớc
là cội nguồn của sự sống, đƣợc mệnh danh là “máu sinh học của trái đất”. Đối với
thế giới vô sinh nƣớc là thành phần tham gia rộng rãi vào các phản ứng hóa học,
nƣớc là dung môi và là môi trƣờng để kìm hãm hay thúc đẩy các quá trình hóa học.
Đối với thế giới hữu sinh nƣớc là thành phần, nguyên liệu không thể thiếu đối với
sự sống. Con ngƣời cần nƣớc cho sinh hoạt, ăn uống, và cho sản xuất; con ngƣời có
thể nhịn đói đƣợc trong cả tuần, nhƣng không thể nhịn khát trong vòng 3 ngày;
trong hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, nhu cầu sử dụng nƣớc là rất
lớn. Để khai thác một tấn dầu mỏ cần phải có 10m
3
nƣớc, muốn chế tạo một tấn sợi
tổng hợp cần có 5600m

3
nƣớc, trung tâm nhiệt điện hiện đại với công suất 1 triệu
kW cần đến 1.2 – 1.6 tỉ m
3
nƣớc trong một năm.
Cứ nghĩ tài nguyên nƣớc là vô tận nên việc sử dụng và tái tạo nƣớc chƣa
đƣợc con ngƣời quan tâm đúng mức, nguồn nƣớc sạch dành cho hoạt động sống của
con ngƣời ngày càng khan hiếm, thay vào đó là nguồn nƣớc bị nhiễm bẩn theo
nhiều kiểu vì vậy mà việc xử lý nƣớc càng gặp nhiều khó khăn cả về thời gian lẫn
kinh phí. Yêu cầu đặt ra là phải tìm ra phƣơng pháp xử lý nƣớc thải phù hợp, đáp
ứng đƣợc chất lƣợng nƣớc đầu ra, không tốn nhiều kinh phí, thời gian, không nguy
hại đến các thành phần môi trƣờng khác.
Việc sử dụng thực vật thủy sinh vào công nghệ xử lý nƣớc thải đƣợc các nhà
khoa học nghiên cứu từ khá lâu và áp dụng nhiều nơi khác nhau. Đặc biệt chú ý tới
là khả năng xử lý nƣớc thải của cây Lục Bình. Nhiều nghiên cứu đƣợc thực hiện
4

trên cây Lục Bình chủ yếu là với mục đích làm giảm sự phú dƣỡng nguồn nƣớc, hấp
thu kim loại nặng trong một số điều kiện nhất định, là loại thực vật có khả năng
thích nghi với môi trƣờng rất cao, vì vậy mà chúng tôi đã chọn đề tài: “ Đánh giá
khả năng hấp thu Photphat trong nước của cây Lục Bình - ứng dụng Lục Bình
xử lý nước thải” nhằm tìm hiểu thêm khả năng xử lý nƣớc thải của cây Lục Bình,
ứng dụng xử lý nƣớc thải có mức độ ô nhiễm nặng hơn. Góp phần nhỏ trong việc
cân bằng chu trình của nƣớc.
2. Mục đích
Tìm hiểu sự phú dƣỡng nguồn nƣớc.
Tìm hiểu khả năng xử lý và chịu đựng của cây Lục Bình ở các mức độ ô
nhiễm khác nhau của nƣớc thải.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tƣợng: Cây Lục Bình, nƣớc thải sinh hoạt, nƣớc thải công nghiệp.

Phạm vi nghiên cứu: Các quá trình nghiên cứu đƣợc tiến hành tại trƣờng Đại
học Sƣ Phạm – Đại học Đà Nẵng.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Phƣơng pháp vận hành, phƣơng pháp lấy mẫu, phƣơng pháp phân tích,
phƣơng pháp tính toán.
5. Nội dung nghiên cứu
1. Tìm hiểu sự phú dƣỡng nguồn nƣớc.
2. Tìm hiểu các biện pháp xử lý, hạn chế sự phú dƣỡng nguồn nƣớc.
3. Tìm hiểu về cây Lục Bình và khả năng làm sạch nƣớc của cây Lục Bình.
4. Nghiên cứu khả năng xử lý nƣớc thải của Lục Bình.







5

Chƣơng 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về nƣớc thải chứa photphat
1.1.1. Giới thiệu về PO
4
3-
[4], [9]
+ Công thức:
O
-
P

O
-
O
-
O

+ Tính chất:
Photphat là hợp chất vô cơ đƣợc khai thác từ tự nhiên; thành phần cấu tạo
bao gồm một nguyên tử photpho bao quanh bởi nhiều nguyên tử oxy. Cũng giống
nhƣ nƣớc và không khí, photphat có ảnh hƣởng rất lớn tới hệ sinh thái, đồng thời
còn là thành phần vô cùng thiết yếu đối với sự sống trên Trái đất. Photphat đã
chứng tỏ vai trò của mình đối với cuộc cách mạng “xanh”, góp phần không nhỏ vào
sự gia tăng sản lƣợng lƣơng thực trên thế giới.
Photphat là nguồn cung cấp photpho cho thực vật, là thành phần của nhiều
chất hữu cơ trong cơ thể thực vật, giữ vai trò quan trọng trong hoạt động sống.
Photpho vô cơ trong dạng photphat PO
4
3-
đóng một vai trò quan trọng trong các
phân tử sinh học nhƣ ADN và ARN; trong đó nó tạo thành một phần của phần cấu
trúc cốt tủy của các phân tử này. Các tế bào sống cũng sử dụng photphat để vận
chuyển năng lƣợng tế bào thông qua ađênôsin triphotphat (ATP). Gần nhƣ mọi tiến
trình trong tế bào có sử dụng năng lƣợng đều có nó trong dạng ATP.
Song cũng có không ít lƣợng photphat đã thâm nhập vào nguồn nƣớc và khi
hiện diện với nồng độ cao chúng gây ô nhiễm, góp phần thúc đẩy hiện tƣợng phú
dƣỡng ở các ao hồ.
Ngoài lƣợng PO
4
3-
có nguồn gốc tự nhiên, hàng năm hoạt động nông nghiệp

và các nguồn thải đã bổ sung vào môi trƣờng nƣớc một lƣợng PO
4
3-
khổng lồ. Hàm
lƣợng photphat dƣ thừa trong nƣớc làm cho các loại tảo, các loại thực vật lớn phát
6

triển mạnh gây tắc thủy vực. Hiện tƣợng tảo sinh trƣởng mạnh do dƣ thừa dinh
dƣỡng thực chất là do hàm lƣợng photphat và nitrat cao. Sau đó tảo và sinh vật bị tự
phân, thối rữa làm nƣớc bị ô nhiễm thứ cấp, thiếu oxi trầm trọng làm cá, tôm chết
hàng loạt.
Bên cạnh đó polyphotphat còn có trong các chất tẩy rửa. Hàng năm các nhà
máy dệt nhuộm đã thải ra nguồn nƣớc mặt một khối lƣợng lớn chất tẩy rửa làm gia
tăng hàm lƣợng photphat.
Ngoài ra, cùng với sự phát triển mạnh mẽ về nền kinh tế nói chung, công
nghệ thực phẩm ngày càng có những bƣớc tiến đột phá làm cho số lƣợng sản phẩm
phong phú đáp ứng nhu cầu tiêu dùng của con ngƣời, mang lại lợi nhuận cao. Tuy
nhiên điều này đã làm nảy sinh một vấn đề cho ngành thực phẩm là làm thế nào để
xử lý đƣợc nguồn nƣớc thải đặc biệt là hàm lƣợng photphat có nhiều trong phụ gia
thực phẩm. Đây cũng là một trong các nguồn quan trọng làm tăng hàm lƣợng
photphat trong nƣớc.
1.1.2. PO
4
3-
và sự ô nhiễm nguồn nƣớc [1], [2], [9]

Ô nhiễm nguồn nƣớc là do sự thay đổi theo chiều xấu đi các tính chất vật lý,
hóa học, sinh học của nƣớc, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho
nguồn nƣớc trở nên độc hại với con ngƣời và sinh vật. Làm giảm độ đa dạng sinh
học trong nƣớc. Xét về tốc độ lan truyền và quy mô ảnh hƣởng thì ô nhiễm nƣớc là

vấn đề đáng lo ngại hơn ô nhiễm đất.
Nƣớc bị ô nhiễm do sự phú dƣỡng xảy ra chủ yếu ở các vùng nƣớc ngọt và
vùng ven biển, vùng biển khép kín. Do lƣợng muối khoáng và hàm lƣợng các chất
hữu cơ quá dƣ thừa làm cho quần thể sinh vật trong nƣớc không thể đồng hóa đƣợc.
Kết quả làm cho hàm lƣợng oxi trong nƣớc giảm đột ngột, các khí độc tăng lên,
tăng độ đục của nƣớc, gây suy thoái thủy vực. Ô nhiễm nƣớc ngọt có nguyên nhân
từ các loại chất thải và nƣớc thải thải ra sông mà chƣa đƣợc xử lý đúng mức; các
loại phân bón hóa học, thuốc trừ sâu ngấm vào nguồn nƣớc ngầm và nƣớc ao hồ,
nƣớc thải sinh hoạt thải ra từ các vùng dân cƣ ven sông gây ô nhiễm trầm trọng, ảnh
hƣởng đến sức khỏe ngƣời dân trong khu vực.
7

1.1.2.2
4
3-

Các vi sinh vật biển nhận một lƣợng đáng kể photpho từ các nguồn thực
phẩm hoặc các cơ thể chết dƣới dạng photpho khó hòa tan hoặc photphat vô cơ hòa
tan. Chỉ một phần nhỏ photphat ở dƣới đất (5%) là có thể đƣợc cây trồng hấp thụ vì
chỉ có đihyđrogen photphat (H
2
PO
4
-
) có thể hòa tan tốt trong nƣớc. Các photphat vô
cơ khó hòa tan sẽ tồn tại trong đất và sau này có thể bị các axit nhƣ axit sunfuric
hòa tan và đi vào thành phần của nguyên sinh động vật. Các photpho tồn tại ở các
gốc rễ cây trồng, sẽ từ từ thủy phân ở dạng các khoáng vi sinh do quá trình photphat
hóa.
Lƣợng photphat trong hệ sinh thái nƣớc và sinh vật trên cạn không đủ cung

cấp dinh dƣỡng cho các thực vật (lƣợng photphat này chỉ vào khoảng 0,5 – 5% khối
lƣợng) cho nên photpho thƣờng đƣợc biểu thị nhƣ là chất dinh dƣỡng hạn định. Sự
thiếu hụt này đƣợc bổ sung bởi các hoạt động nhân tạo nhƣ việc bón các loại phân
chứa photphat (superphophate, đisuperphotphate, NPK….). Lƣợng photpho dƣ
trong phân bón thấm qua đất, qua sông ra biển và lắng ở đó. Trong nƣớc mƣa nồng
độ có từ 10 – 100 mg/m
3
(do bụi, muối biển bốc hơi, các quá trình có nhiệt độ cao
và quá trình chuyển hóa photpho trong khí quyển).
Nguồn phát sinh photpho bao gồm:
– Trong tự nhiên.
– Sản xuất bom, đạn.
– Sản xuất hóa chất, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật.
– Chất thải, các chất bài tiết của động vật.
– Trong bùn thải của hệ thống xử lý nƣớc thải…
1.1.2.3. 

Con ngƣời là nguồn gây nên sự giàu dinh dƣỡng cho các hệ nƣớc ngọt và
nƣớc biển ven bờ. Nitơ và photpho theo nƣớc thải sinh hoạt, sản xuất và hoạt động
nông nghiệp xả xuống các thủy vực không qua xử lý là nguyên nhân gây ra sự ô
nhiễm cho các nguồn nƣớc.
8

Với các mức độ xả lớn hay ở đầu nguồn xả có thể làm cho nguồn nƣớc bị
phú dƣỡng. Hiện trạng ô nhiễm tự nhiên chủ yếu đƣợc xác định bằng độ màu mỡ
của lƣu vực chứa nƣớc. Trong các hệ sinh thái nƣớc ngọt thì yếu tố giới hạn thƣờng
là P bởi vì:
+ Các dòng chảy tràn trên mặt chứa một lƣợng lớn nitrat.
+ N dƣới dạng nitrat dễ bị hòa tan do đó dễ bị rửa trôi ra các hệ sinh thái
nƣớc ngọt.

+ Một số loài tảo lục và vi khuẩn có khả năng cố định nitơ dƣới dạng N
2
từ
khí quyển.
Gần đây hiện tƣợng phú dƣỡng nuôi trồng đƣợc coi là vấn đề nan giải trong
các vùng nƣớc nội địa. Tuy nhiên tần suất “nở hoa” tảo cũng tăng lên ở các vùng
nƣớc duyên hải cho thấy vấn đề này không còn là trƣờng hợp điển hình. Sự phong
phú về dinh dƣỡng do con ngƣời gây ra là một yếu tố góp phần quan trọng đối với
khả năng xảy ra hiện tƣợng “nở hoa” của nƣớc. Ở Hà Lan năm 1987, tổng chi phí
cho việc xử lý hiện tƣợng phú dƣỡng mất tới 30 triệu USD. Còn ở Nauy, các chất
độc do tảo tạo ra gây thiệt hại hơn 10 triệu USD cho ngành công nghiệp nuôi cá hồi
năm 1988.
1.1.3. Sự phú dƣỡng nguồn nƣớc [1], [9], [17]
1.1.3.1. m
Sự phú dƣỡng (eutrophication) đƣợc hiểu là sự làm giàu quá mức bởi những
chất dinh dƣỡng vô cơ cùng với những chất dinh dƣỡng có nguồn gốc từ thực vật,
thông thƣờng đó là các muối của nitơ và photpho gây nên sự phát triển bùng nổ của
các loài rong, tảo trong nƣớc.
1.1.3.2. 
 Nguồn điểm
Là nguồn xác định trong môi trƣờng không gian nhỏ, trong đó các chất thải
chứa hàm lƣợng lớn các chất dinh dƣỡng đƣợc đổ trực tiếp vào hệ sinh thái nƣớc
ngọt qua các hệ thống cống, rãnh, ống dẫn chất thải từ các nhà máy, khu công
nghiệp, khu dân cƣ.
9

Đáng chú ý là hiện tƣợng sử dụng bột giặt, các chất tẩy rửa có chứa P, nƣớc
thải đƣợc đƣa vào ao, hồ. Bột giặt chứa P sản xuất từ năm 1940. Giữa những năm
1950 – 1970 lƣợng bột giặt tiêu thụ tăng gấp 5 lần ở Mĩ và gấp 7 lần ở Anh. P từ bột
giặt chiếm 47 – 65% tổng số P trong nƣớc cống từ 6 trạm xử lý ở Anh vào năm

1971 so với 10 – 20% vào năm 1957.
Nƣớc thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, bao
gồm các hợp chất nhƣ: protein (40 – 50%), hydatcacbon (40 – 50%), chất béo (5 –
10%), nồng độ các chất hữu cơ trong nƣớc thải sinh hoạt dao động trong khoảng
150 – 450 mg/l. Thành phần cũng nhƣ tính chất của nƣớc thải sinh hoạt dao động
trong phạm vi rất lớn, tùy thuộc vào mức sống và các thói quen của ngƣời dân.
Nƣớc thải sinh hoạt có thành phần với các giá trị nhƣ bảng 1.1.
Bảng 1.1. 
Chỉ tiêu
Tải lƣợng (g/ngƣời/ngày)
Tổng nitơ
6 -12
Amoni
2.4 – 4.8
Tổng photpho
0.8 – 4

Nƣớc thải công nghiệp: mức độ tùy theo từng ngành công nghiệp. Ví dụ
ngành công nghiệp rƣợu bia ở Anh một ngày thải ra sông 11.000m
3
có nồng độ
156mg N/l và 20mg P/l. Ngành chế biến thực phẩm và ngành công nghiệp len yêu
cầu công đoạn rửa rất nhiều thƣờng có nƣớc thải chứa nhiều N, P.
 Nguồn phân tán
Là nguồn dẫn các chất dinh dƣỡng (N, P) vào các hệ sinh thái nƣớc ngọt
không theo một con đƣờng nhất định (cống, rãnh…), chúng thƣờng rất đa dạng
trong không gian và mang tính tạm thời (phụ thuộc vào mùa, điều kiện thời tiết…).
Một dạng chính của nguồn phân tán này là các dòng chảy tràn trên mặt.
Chúng đƣợc hình thành khi mƣa, băng tan hay tƣới tiêu, nƣớc không chỉ ngấm
xuống đất mà tạo thành những dòng chảy tạm thời. Những dòng chảy này đi từ cánh

đồng, đƣờng phố, khu tập kết rác thải… và cuốn theo nó là vô số các chất cặn bã,
các chất dinh dƣỡng xuống các hệ sinh thái ao, hồ.
10

Trong nông nghiệp, để tăng năng suất, ngƣời ta đã sử dụng một lƣợng lớn
phân bón mà chủ yếu là phân đạm (chứa N), phân lân (chứa P). Tuy nhiên, chỉ có
30 – 40% lƣợng phân bón đƣa vào cây có khả năng hấp thụ, còn lại sẽ bị tích tụ
trong đất. Hiện tƣợng xói mòn xảy ra sẽ cuốn theo lƣợng phân bón dƣ thừa đó đổ ra
nguồn nƣớc. Ngày nay, lƣợng phân bón sử dụng tăng lên nhanh chóng. Owen
(1970) cho rằng nguồn thực vật từ nông nghiệp chiếm 71% khối lƣợng nitơ chảy
xuống sông Great Ouse ở miền trung nƣớc Anh. Còn ở Đắc Lắc nông dân bón
lƣợng phân chứa nitơ là 600kg/ha cho cà phê đất đỏ vẫn không cho năng suất cao
hơn với việc bón 200kg/ha và lƣợng dƣ thừa sẽ đổ vào sông hồ và làm phú dƣỡng
nguồn nƣớc.
Chất thải từ động vật cũng là nguồn lớn gây hiện tƣợng phú dƣỡng. Lƣợng P
do gia súc thải ra gấp 4 lần lƣợng do con ngƣời thải ra.
Tác động xói mòn, rửa trôi đƣợc tăng cƣờng bởi các hoạt động của con
ngƣời nhƣ: xây dựng các công trình, canh tác, đốt rừng; làm giảm diện tích đất che
phủ bởi thực vật, làm đất bị trơ ra. Trong quá trình đó, một lƣợng lớn nitrat đã bị
rửa trôi xuống ao, hồ. Theo một thí nghiệm đƣợc tiến hành ở Hubard Brook ở vùng
núi trắng ở New Hamphire trong vòng 3 năm từ năm 1960 đến năm 1963; ngƣời ta
tiến hành chặt trụi một thung lũng, rồi đo hàm lƣợng nitrat đi ra, so sánh với một
thung lũng đƣợc giữ nguyên. Kết quả cho thấy, lƣợng nitrat tăng 50 lần so với thung
lũng không bị chặt trụi.
Ngoài ra, các hiện tƣợng thời tiết bất thƣờng do tác động của con ngƣời nhƣ
hiện tƣợng mƣa axit cũng là nguồn bổ sung nitrat vào các hệ sinh thái nƣớc ngọt.
Việc sử dụng các nhiên liệu hóa thạch làm sản sinh các chất khí nhƣ NO
2
, NO,
SO

2
… hay việc bốc hơi khí NH
3
từ phế thải sinh vật vào không khí, sẽ xảy ra một
loạt các phản ứng để tạo thành axit, theo mƣa rơi xuống ao, hồ.
11


Hình 1.1. 
Nhƣ vậy, qua các nguồn gây phú dƣỡng hóa, ta thấy rằng, không chỉ có hoạt
động của con ngƣời ở ngay cạnh các hệ sinh thái nƣớc ngọt mới gây ra hiện tƣợng
phú dƣỡng hóa, mà những hoạt động nhân sinh cách xa đó hàng trăm km mới là
nguyên nhân chủ yếu gây ra hiện tƣợng này, đây chính là một khó khăn trong việc
xử lý vấn đề phú dƣỡng.
1.1.3.3. 
Diễn biến của quá trình phú dƣỡng trong hệ sinh thái nƣớc ngọt:
Trong các hệ sinh thái nƣớc ngọt, luôn tồn tại sẵn các loài tảo và một hàm
lƣợng nhất định các chất nitơ, photpho để đảm bảo sự phát triển bình thƣờng của
các hệ sinh thái này.
Khi nồng độ nitơ, photpho tăng lên, nó sẽ kích thích sự phát triển của tảo –
gọi là hiện tƣợng “tảo nở hoa” đó là sự phát triển một cách vƣợt bậc về số lƣợng các
loài tảo trong hệ sinh thái nƣớc. Tùy thuộc vào sự tham gia của loài tảo vào hiện
tƣợng “tảo nở hoa” mà số lƣợng tảo phát triển ở các mức độ khác nhau. Ở điều kiện
bình thƣờng, tảo có 10 – 100 tế bào/ml nƣớc, còn trong điều kiện phú dƣỡng tảo có
thể lên tới 10
4
– 10
5
tế bào/ml nƣớc (thậm chí lên tới hàng triệu tế bào/ml nƣớc –
loài Gyrodinium aureulum), kéo theo đó là sự đổi màu của nƣớc; đây là dấu hiệu dễ

nhận biết nhất của hệ sinh thái nƣớc ngọt bị phú dƣỡng. Tuy nhiên không phải lúc
12

nào hiện tƣợng này cũng xảy ra, có những trƣờng hợp tảo nở hoa nhƣng không làm
thay đổi màu nƣớc. Trong hệ sinh thái nƣớc ngọt, thƣờng có tảo lục, tảo lam hay tảo
giáp do vậy nƣớc thƣờng đổi màu xanh.






Hình 1.2. Sự khác biệt giữa hồ bình thường và hồ phú dưỡng
Tảo phát triển bao nhiêu thì cũng có một lƣợng lớn tảo bị chết đi. Khi tảo
chết đi sẽ đƣợc các vi khuẩn phân hủy, chúng lấy đi O
2
khuếch tán trong môi trƣờng
nƣớc để phân hủy tảo chết:
(CH
2
O)
106
(NH
3
)H
3
PO
4
+ 138O
2

106CO
2
+ 122H
2
O + 16HNO
3
+ H
3
PO
4

Nhƣ vậy để phân hủy 1 phân tử tảo thì vi khuẩn đã lấy đi của môi trƣờng 276
nguyên tử oxi, làm giảm nồng độ oxi làm cho các loài cá và sinh vật thủy sinh khác
không đủ oxi mà chết ngạt.
Lúc đầu ảnh hƣởng còn nhỏ, sinh khối tăng ít. Quá trình tiếp tục, dần dần
dẫn đến toàn bộ hệ sinh thái của hệ thống bị xáo trộn. Những thay đổi chủ yếu diễn
ra trong thành phần các loài thực vật nổi, chủ yếu sinh sôi các loài “nở hoa” gồm cả
tảo lục độc. Với sản lƣợng tảo tăng lên làm cho độ đục tăng, độ xuyên ánh sáng
giảm, gây tổn thất cho hệ thực vật dƣới nƣớc. Các hệ thực vật này là thức ăn cho
các hệ động vật hồ, là nơi cƣ trú của cá và động vật không xƣơng sống. Do tổn thất
này, các loài động vật không xƣơng sống bị cạn kiệt, thành phần của quần xã cá bị
thay đổi. Đặc biệt là vào mùa xuân, khi nhiệt độ, ánh sáng tăng lên và nƣớc phân
tầng, sinh khối tảo tăng nhanh, rồi chết đi rơi xuống đáy, tạo thành lớp trầm tích ở
13

đáy hồ, lâu ngày làm cho hồ nông dần đi. Môi trƣờng đáy là nơi nồng độ O
2
rất
thấp, các vi khuẩn phân hủy trong điều kiện yếm khí, kết quả là sinh ra các khí nhƣ
H

2
S, NH
3
, SO
2
… gây mùi hôi thối, làm nƣớc bị vẩn đục, có màu đen hoặc xám đen.
1.1.3.4. 
a . Chất dinh dƣỡng
Đây là yếu tố quan trọng nhất, bởi lẽ nó quyết định đến sự sinh sôi, phát triển
của tảo.
Các hoạt động của con ngƣời ngày càng cung cấp cho hệ sinh thái nƣớc ngọt
hàm lƣợng lớn N, P (quá trình phú dƣỡng hóa do con ngƣời), tuy nhiên còn có hiện
tƣợng phú dƣỡng hóa do tự nhiên; đó là trƣờng hợp các ao, hồ nằm trên các tầng đất
sản sinh P, do vậy sự hạn chế thậm chí ngừng hẳn các nguồn cung cấp N, P do con
ngƣời cũng không thể ngăn chặn quá trình phú dƣỡng.
b. Độ sâu của hồ
Hồ càng sâu thì các chất dinh dƣỡng sẽ bị lắng xuống tầng đáy, cách xa
phạm vi sinh sống ở tầng mặt do vậy hạn chế đƣợc hiện tƣợng “tảo nở hoa”.
c. Khả năng lƣu chuyển nƣớc
Nƣớc mà lƣu chuyển càng nhanh thì sẽ kéo các chất dinh dƣỡng ra khỏi hệ
sinh thái, khiến cho các loài tảo không đủ thời gian để sử dụng các chất dinh dƣỡng
này. Những ao, hồ tụ đọng, không có sự lƣu thông dòng chảy mà nguồn cung cấp
nƣớc chủ yếu từ nƣớc ngầm, nƣớc chảy tràn trên mặt còn nƣớc đi ra do ngấm qua
đất hay bốc hơi nƣớc, có nguy cơ lớn dẫn đến hiện tƣợng phú dƣỡng.
d. Các điều kiện khí hậu
Khi có các yếu tố về ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm thích hợp thì sẽ đẩy nhanh
quá trình phát triển của tảo gây ra hiện tƣợng phú dƣỡng.
Tóm lại, hiện tƣợng phú dƣỡng sẽ có tiềm năng phát triển ở hệ sinh thái nƣớc
ngọt mà hội tụ các yếu tố:
– Hàm lƣợng N, P cao (từ các nguồn do con ngƣời hay tự nhiên).

– Độ sâu thấp.
– Khả năng lƣu chuyển nƣớc kém.
– Các điều kiện khí hậu thuận lợi.
14

1.1.2.5
 Đối với hệ sinh thái nƣớc ngọt
Các tác động bao gồm:
+ Sự đa dạng các loài sinh vật giảm đi, loài thống trị bị thay đổi.
+ Độ đục tăng lên.
+ Tốc độ lắng tăng, tuổi thọ tối đa của hồ giảm.
+ Giảm đa dạng sinh học của ao, hồ do các nguyên nhân:
 Nồng độ ôxy khuếch tán trong nƣớc giảm, dẫn đến sự thiếu O
2
cung
cấp cho các loài cá và sinh vật thủy sinh trong hệ sinh thái, gây ra hiện tƣợng chết
hàng loạt của các loài này.
 Trong quá trình “tảo nở hoa”, đã sản sinh ra một số chất độc gây hại
cho các loài sinh vật ăn tảo.
 Nhiều loại tảo không có độc tuy nhiên với hình dạng gai, kim của tế
bào và mật độ dày đặc đã gây nên cái chết cho cá và các loài động vật có mang
khác. Do vi tảo làm nghẹt mang các loài động vật, đƣa đến việc hô hấp ngừng trệ và
chết hàng loạt.
Ví dụ: Hiện tƣợng quá giàu dinh dƣỡng đã làm chết sạch các loài cá quan
trọng về mặt thƣơng mại ở hồ Erie (Bắc Mỹ) trong những năm 1950 – 1960. Khi
những quy định chặt chẽ hơn về việc đổ thải đƣợc ban hành đã tạo điều kiện cho
một số quần thể cá phục hồi trở lại nhƣng nhiều loài cá và động vật không xƣơng
sống bản địa đã không thể khôi phục.
Mối đe dọa của khu hệ động – thực vật ở nƣớc xuất hiện thấy rõ nhất đó là
hiện tƣợng thủy triều đỏ (red tide), hiện tƣợng nở hoa nƣớc (water bloom), chỉ sự

nở hoa của các loài vi tảo. Đây là hiện tƣợng tự nhiên xảy ra do mật độ tế bào vi tảo
gia tăng lên đến hàng triệu tế bào/ml (thông thƣờng có khoảng 10 – 100 tế bào vi
tảo/ml, nhƣng trong trƣờng hợp “nở hoa” mật độ có thể lên trên 10.000 tế bào/ml)
làm biến đổi màu của nƣớc biển từ xanh lục đậm, đỏ cho đến vàng xám (ngƣời dân
ven biển thƣờng gọi là nƣớc cám, nƣớc mùn cƣa).
Hiện tƣợng thủy triều đỏ có liên quan chặt chẽ tới sự phú dƣỡng của thủy
vực. Nguyên nhân của hiện tƣợng trên có liên quan đến các yếu tố môi trƣờng nhƣ:
15

nhiệt độ, độ mặn và hàm lƣợng muối dinh dƣỡng cũng nhƣ các trƣờng khí – thủy
văn. Ngoài ra, các chất thải từ hoạt động của con ngƣời nhƣ nuôi trồng thủy sản
thiếu quy hoạch, sự phát triển của các nhà máy chế biến thủy sản, hóa chất… cũng
là một trong các nguyên nhân dẫn đến sự hình thành thủy triều đỏ. Hầu hết các loài
vi tảo biển nở hoa thƣờng đƣa đến hậu quả làm cho môi trƣờng xấu đi, hàm lƣợng
oxy hòa tan suy giảm nhanh chóng, gây ảnh hƣởng nghiêm trọng đến đời sống thủy
sinh vật. Tảo chết và chìm xuống đáy thủy vực và bị phân hủy bởi các vi sinh vật
khác đặc biệt là vi khuẩn.
Tại Việt Nam, hiện tƣợng thủy triều đỏ cũng đã xảy ra ở nhiều nơi. Tuy
nhiên, khu vực biển Bình Thuận là nơi có tần suất nở hoa của vi tảo cao nhất, hiện
tƣợng này dƣờng nhƣ xảy ra hàng năm vào khoảng tháng 3 đến tháng 8, khi nhiệt
độ ấm lại và cƣờng độ bức xạ cao nhất trong năm. Đồng thời, nghề sản xuất giống
thủy sản và nuôi lồng các loài tôm hùm, cá mú cũng thải ra môi trƣờng một lƣợng
dinh dƣỡng đáng kể cũng là một điều kiện kích thích sự nở hoa. Hiện tƣợng nở hoa
nƣớc thƣờng xảy ra trong các hồ nƣớc ngọt và các ao nuôi thủy sản.
 Tác động tới con ngƣời
– Ảnh hƣởng đến nguồn cung cấp nƣớc
Nhiều vùng đã xử lý nguồn nƣớc ở các hệ sinh thái nƣớc ngọt để cung cấp
cho các hoạt động hàng ngày. Để đƣa vào sử dụng, ngƣời ta tiến hành các phƣơng
pháp lọc, tuy nhiên sự tăng trƣởng của các loài thực vật trôi nổi đặc biệt là tảo trong
quá trình phú dƣỡng đã gây cản trở cho việc làm sạch nƣớc. Số lƣợng tảo lớn đã

làm tắc các bể lọc nƣớc, nguồn nƣớc sau khi lọc vẫn chứa một lƣợng đáng kể các
loại tảo có kích thƣớc nhỏ. Sản phẩm phân hủy chúng đã tạo phức chất với Fe, Al
dẫn đến tăng lƣợng kim loại trong nƣớc, đồng thời các sản phẩm phân hủy đó còn
thúc đẩy sự lớn mạnh của vi khuẩn, nấm và động vật không xƣơng sống.
– Ảnh hƣởng đến sức khỏe
Nguồn nƣớc chứa nhiều nitrat tiềm ẩn mối nguy hại lớn đối với sức khỏe con
ngƣời. Trẻ em dƣới 6 tháng tuổi có thể mắc bệnh Methaemoglobinaemia do uống
sữa bình chứa nhiều nitrat. Nguyên nhân của bệnh này là do trẻ nhỏ có pH dịch vị
rất thấp, dễ khử nitrat thành nitrit. Khi ion nitrit thâm nhập vào máu, ở đó chúng ion
16

hóa Fe (II) trong phân tử hemoglobin thành Fe (III) làm giảm khả năng vận chuyển
máu. Gây nên bệnh thiếu máu có thể dẫn đến tử vong.
Viện Tiêu chuẩn sức khỏe Châu Âu đề nghị tiêu chuẩn về nƣớc uống nồng
độ nitrat không quá 50mg/l, tiêu chuẩn của Mỹ là 45mg/l. Còn ở Việt Nam hàm
lƣợng nitrat là 50mg/l (TCVN 6180 - 1996, ISO 7890-1988).
 Ảnh hƣớng đến giá trị du lịch, giải trí
Khi nƣớc bị phú dƣỡng, giá trị này thƣờng giảm đi đáng kể. Việc câu cá, bơi
thuyền có thể bị cản trở do việc tạo váng trên bề mặt khi tảo nở hoa. Các loài tảo
phân hủy thƣờng bốc mùi khó chịu, gây ảnh hƣởng cảnh quan xung quanh.
1.1.3.6. 
Nhƣ chúng ta đã biết, khả năng tự làm sạch các chất dinh dƣỡng của nguồn
nƣớc bị hạn chế vì vậy cần phải có những phƣơng pháp thích hợp để hạn chế hiện
tƣợng phú dƣỡng.
a. Trƣớc khi bị phú dƣỡng
Phƣơng pháp hiệu quả nhất là xử lý nƣớc thải chứa các dinh dƣỡng với hàm
lƣợng N, P lớn trƣớc khi đổ ra nguồn nƣớc.
Các nhà máy cần phải có hệ thống để xử lý nƣớc thải:
+ Xử lý sơ cấp: vật thể rắn đƣợc lấy ra từ các màn chắn, chỉ loại bỏ đƣợc 5 –
15% lƣợng dinh dƣỡng.

+ Xử lý thứ cấp: loại bỏ 30 – 50% các chất dinh dƣỡng, vẫn còn các muối
photphat, nitrat và amôn đƣợc thải ra sông, hồ.
+ Xử lý tam cấp: cần thiết để loại bỏ phần lớn photpho có trong nƣớc thải, có
các biện pháp xử lý hóa học, vật lí hoặc sinh học. Photphat có thể kết tủa bằng vôi
tôi, hợp chất nhôm, hoặc sắt. Kết tủa đƣợc tách ra ở các bể lắng đọng. Quá trình này
loại bỏ 90 – 95% lƣợng P. Xử lý sinh học sử dụng khả năng của một vài vi sinh vật
hút P nhiều hơn nhu cầu dinh dƣỡng của chúng và dự trữ trong tế bào dƣới dạng
polyphotphat. Những vi sinh vật này có thể tách khỏi nƣớc cùng với bùn.
Ngoài ra, có thể giảm dinh dƣỡng đổ vào bằng cách thay đổi phƣơng thức sử
dụng đất trên lƣu vực sông. Ngăn chặn bào mòn, sử dụng có hiệu quả phân bón và
phát triển các phƣơng pháp xử lý phân động vật, hạn chế súc vật tới bên hồ.
17

b. Khi đã bị phú dƣỡng
Hiện nay, có một số phƣơng pháp đƣợc đƣa ra để xử lý các hồ đã bị phú
dƣỡng trong đó có một biện pháp hữu hiệu và kinh tế đó là cách dùng các loài thực
vật thủy sinh để loại bỏ bớt các chất dinh dƣỡng ở trong hồ, đƣa lƣợng chất dinh
dƣỡng dƣ thừa trong nƣớc hồ chuyển vào sinh khối của thực vật thủy sinh (
).

– Loại bỏ tảo ra khỏi bề mặt nƣớc: đối với hồ lớn có một lƣợng lớn rong tảo,
bèo rất khó loại bỏ.
– Dùng bơm xáo trộn nƣớc hồ hoặc sục khí nhân tạo vào nƣớc ở đáy hồ để
tăng lƣợng oxy cho nƣớc, giúp cho việc khôi phục hệ sinh thái nƣớc và cải thiện
chất lƣợng nƣớc.
– Nạo vét các chất lắng đọng ở đáy để loại bỏ các chất dinh dƣỡng ra khỏi hệ
sinh thái nƣớc hồ, xử lý hóa học nƣớc hồ bằng cách cho các hóa chất vào để làm
giảm các chất dinh dƣỡng trong hồ, ví dụ cho phèn nhôm vào nƣớc gây phản ứng
tạo ra một lớp màng cứng lên các chất lắng đọng ở đáy.
Bên cạnh các phƣơng pháp xử lý, một biện pháp không thể thiếu đƣợc là việc

nâng cao nhận thức cộng đồng về tác hại cũng nhƣ cách kiểm soát hiện tƣợng phú
dƣỡng.
1.1.4. Một số phƣơng pháp xử lý sự phú dƣỡng nguồn nƣớc [5]
1.1.4.1. 
Xử lý nhằm loại bỏ chất dinh dƣỡng trong nƣớc thải thƣờng sử dụng phƣơng
pháp sinh học truyền thống dựa vào quá trình biến đổi:

(NH
4
+
NO
2
-
NO
3
-
N
2

Để loại bỏ chất dinh dƣỡng trong công trình xử lý nƣớc thải, cần tạo ra trong
đó vùng thiếu khí (anoxic). Nhƣ vậy, thời gian lƣu nƣớc trong công trình sẽ tăng lên
ảnh hƣởng đến hiệu suất xử lý cũng nhƣ tính kinh tế của công trình. Năng lƣợng
sinh ra đƣợc sử dụng để thực hiện các quá trình sinh tổng hợp, tạo tế bào mới và
VK Nitrosomonas
VK Nitrobacter
khử nitrat
18

một phần thoát nhiệt. Điều kiện tối ƣu cho sự phát triển các vi khuẩn nitrat hóa là
pH: 7.5, lƣợng oxy hòa tan: 0.5mg/l, nhiệt độ từ: 5

0
C – 40
0
C.
1.1.4.2. nammox
Chuyển hóa các hợp chất nitơ thành dạng khí nitơ phân tử, con đƣờng
chuyển hóa này thực hiện bằng phƣơng pháp sinh học thông qua các quá trình liên
tiếp nitrat hóa và khử nitrat, thực hiện phản ứng oxy hóa khử trực tiếp giữa ammoni
với nitrit bằng phƣơng pháp vi sinh (quá trình Anammox), oxy hóa xúc tác trực tiếp
ammoni thành khí nitơ bằng các chất oxy hóa mạnh.
Các nghiên cứu, thử nghiệm và phân tích đƣợc trong phòng thí nghiệm đã
chứng minh sự biến đổi ammoni đƣợc xem nhƣ một giải thích khả quan. Hơn nữa,
nhận thấy rằng sinh khối đỏ vốn đƣợc cho là đặc tính của các vi khuẩn sinh ra từ
phản ứng Anammox trong cột phản ứng. Trong đó quá trình khử ammoni trong điều
kiện kỵ khí (quá trình Anammox) xảy ra trong điều kiện tự dƣỡng mà NO
2
-
đóng
vai trò không thể thiếu do vi khuẩn Plactomycetales thực hiện. Ammoni đƣợc xử lý
bằng nhiều phƣơng pháp khác nhau, nhƣng với công nghệ mới này thì quá trình xử
lý đơn giản hơn ít tiêu tốn năng lƣợng và thời gian xử lý.
1.1.4.3. khí - Anammox
Theo cơ chế Anammox thì muốn khử ammoni thì môi trƣờng đó phải có một
lƣợng NO
2
-
tƣơng ứng. Từ yêu cầu trên, ta có thể kết hợp quá trình anammox và
thiếu khí nhằm rút ngắn thời gian xử lý nhƣng hiệu suất vẫn đảm bảo, đáp ứng yêu
cầu ngày càng cao của công nghệ hiện đại.
1.1.4.4. 

Wetland nhân tạo đƣợc nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực xử lý
nƣớc thải ở các nƣớc trên thế giới nhƣ một giải pháp thân thiện với môi trƣờng bằng
công nghệ sinh thái, đạt hiệu suất cao, chi phí thấp và ổn định. Tại Việt Nam,
phƣơng pháp xử lý nƣớc thải bằng wetland nhân tạo còn khá mới mẻ, chƣa đƣợc áp
dụng phổ biến.
Hệ thống xử lý nƣớc thải bằng công nghệ wetland là bãi lọc trồng cây
(constructed wetland). Có hai loại bãi lọc thƣờng đƣợc áp dụng là bãi lọc trồng cây
19

ngập nƣớc và bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm với dòng chảy ngang hoặc chảy
đứng.
Trong các loại bãi lọc trồng cây nêu trên, bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy
đứng có nhiều ƣu điểm nhƣ hiệu quả xử lý cao (đặc biệt là các chất dinh dƣỡng
trong nƣớc), dễ phân bố vật liệu lọc, loại bỏ đƣợc các vi sinh vật gây bệnh trong
nƣớc thải, tốn ít diện tích cho hệ thống xử lý… Nhƣợc điểm của phƣơng pháp này
chỉ là phải tạo ra sự chênh lệch về gradient dòng chảy.
Ngoài ra, để đánh giá và dự báo sự phú dƣỡng, có thể sử dụng chỉ tiêu sinh
khối của phytoplankton (thực vật phù du), vì sự biến động của sinh khối này liên
quan chặt chẽ đến sự phú dƣỡng. Có thể áp dụng mô hình toán học để xác định sinh
khối của phytoplankton và dự báo sự biến động của chúng; đó là một trong những
phƣơng pháp mang lại hiệu quả kinh tế cao, phạm vi áp dụng rộng rãi.
1.1.4.5. 
Thực vật thủy sinh là những loài cây sống, phát triển trong môi trƣờng ngập
nƣớc. Có 2 nhóm chính: nhóm thực vật nổi mặt nƣớc và nhóm thực vật bám rễ
xuống đáy hồ, còn thân lá có thể chìm hoặc nổi trên mặt nƣớc. Tùy theo điều kiện
mặt nƣớc để sử dụng các nhóm khác nhau. Nhóm thực vật nổi đƣợc đánh giá cao và
tập trung nghiên cứu nhiều vào các loại: bèo tây, bèo tấm, hoa súng…Trong điều
kiện nƣớc thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ, sẽ rất tốt cho thực vật thủy sinh
phát triển, trong bộ rễ của thực vật thủy sinh chứa một hệ vi khuẩn phong phú giúp
phân giải các chất hữu cơ làm thức ăn cho cây. Thực tế cho thấy ao hồ có hệ thực

vật thủy sinh phát triển mạnh, sử dụng hết chất hữu cơ hạn chế tảo phát triển, nƣớc
trong hơn. Hệ rễ cũng giúp cố định các kim loại nặng độc hai đối với môi trƣờng.
Thực vật thủy sinh giúp tăng lƣợng oxi hòa tan trong nƣớc, cá tôm, trai, sò phát
triển, cân bằng sinh thái bền vững.
Việc sử dụng thực vật thủy sinh vào công nghệ xử lý nƣớc thải đƣợc các nhà
khoa học nghiên cứu từ khá lâu và áp dụng nhiều nơi khác nhau. Thƣờng hay dùng bèo
Lục Bình, bèo Hoa Dâu, sen súng và một số loài cây thủy sinh khác để trồng trên các
ao hồ.

20

1.2. Tổng quan về cây Lục Bình [14], [15]
1.2.1. Giới thiệu chung
Cây Lục Bình (tên khoa học
Eichhornia crassipes, tên Tiếng Anh water
hyacinth) hay còn gọi là Bèo Tây mọc cao
khoảng 30cm với dạng lá hình tròn, màu
xanh lục, láng và nhẵn mặt. Lá cuốn vào
nhau nhƣ những cánh hoa. Cuống lá nở
phình ra nhƣ bong bóng xốp ruột giúp cây
bèo nổi trên mặt nƣớc. Ba lá đài giống nhƣ
ba cánh. Rễ Lục Bình trông nhƣ lông vũ sắc
đen buông rủ xuống nƣớc. Hình 1.3
Lục Bình sinh sản rất nhanh nên dễ làm nghẽn ao hồ, kênh rạch. Một cây mẹ
có thể đẻ nhiều cây con, số lƣợng cây có thể tăng lên gấp đôi trong vòng 2 tuần.
Lục Bình là loại thủy sinh lọc nƣớc có thể coi là đứng đầu, bộ rễ dài, dày
ngoài khả năng lắng lọc đục bẩn, kích thích hệ vi sinh, là nơi cƣ trú cho hàng trăm
loại vi sinh vật có ích, nó còn có khả năng ngậm các độc tố và kim loại nặng.
Lục Bình là loài cây ƣu nắng, phát triển mạnh nhất trong nƣớc ấm và giàu
chất dinh dƣỡng, pH thích hợp trong nƣớc cho sự phát triển của loài thực vật thủy

sinh này là trung tính, nhƣng nó cũng có thể chịu đựng ở giá trị pH từ 4 – 10. Đây là
một nhân tố quan trọng bởi dựa vào điểm mà có thể sử dụng Lục Bình để xử lý
nƣớc thải ở các nồng độ khác nhau. Nhiệt độ tối ƣu của nƣớc cho sự phát triển của
cây là 28
0
C – 30
0
C, trên 33
0
C thì ức chế sự phát triển (Knipling et al., 1993).
Nhiệt độ tối ƣu của không khí 21
0
C – 30
0
C. Sau 12h chịu đựng ở nhiệt độ -
30
0
C thì lá sẽ bị phá hủy và nhiệt độ -5
0
C trong suốt 48h sẽ phá hủy toàn bộ cây
(U.S. EPA, 1988). Nghiên cứu các tác giả cũng đƣa ra các dữ liệu tƣơng tự về sự
nhạy cảm của Lục Bình với nhiệt độ thấp, Lục Bình có thể chịu đựng 24h với nhiệt độ
khoảng 0.5
0
C  -5
0
C, nhƣng nó sẽ chết ở khoảng nhiệt độ -6
0
C  -7
0

C và không thể
phát triển đƣợc ở những nơi có nhiệt độ trung bình -1
0
C. Vì thế những vùng lạnh
mà muốn thiết lập hệ thống này cần thiết phải xây dựng hệ thống nhà kính để đảm
21

bảo điều kiện tối ƣu cho sự sinh trƣởng và sinh trƣởng và phát triển của loài thực
vật này (Reed and Bastian, 1980).
Độ ẩm không khí thấp từ 15% – 40% cũng là yếu tố giới hạn để kiềm hãm sự
phát triển của Lục Bình.
Lục Bình chịu đƣợc hạn hán khá tốt bởi vì chúng có thể tồn tại ở những vùng
đất mùn ẩm ƣớt lên tới vài tháng (Paraja, 1934).
Độ mặn là yếu tố chính cản trở sự phát triển của Lục Bình ở những vùng sƣờn.
(Olivares and Colonnello, 2000). De Casabianca and Laugier (1995) đã nghiên cứu
số lƣợng của loài sinh vật trong mối tƣơng quan với các giá trị thay đổi của độ mặn,
đồng thời theo dõi phản ứng của cây với nồng độ muối cao bằng cách ghi nhận các
triệu chứng xuất hiện ở các cƣờng độ khác nhau. Họ đã kết luận rằng số lƣợng của
Lục Bình giảm và sự hoại tử trên lá và cuống lá xuất hiện sớm cùng với sự gia tăng
nồng độ muối. Thí nghiệm cũng đã chỉ ra rằng với nồng độ muối cao nhất là 6g
NaCl/l thì không có sự gia tăng về số lƣợng và hiện tƣợng hoại tử trên lá và cuống
lá xảy ra chỉ một vài giờ sau khi xử lý. Sau 3 ngày, tất cả các chồi đều bị thối rữa.
1.2.2. Lục Bình với khả năng làm giảm sự phú dƣỡng của nguồn nƣớc
Các nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng Lục Bình có khả năng loại bỏ chất rắn lơ
lửng; giảm BOD; giảm các hợp chất của nito và photpho trong nƣớc thải sinh hoạt
và nƣớc thải công nghiệp với hiệu quả cao. Cơ sở khoa học cho việc xử lý nƣớc thải
là do sự cộng tác hiệu quả giữa hệ sinh vật phát triển trong bộ rễ và sự sinh trƣởng
của Lục Bình (O’Brien, 1981, Wolverton and Me Donald, 1979). Rễ và một phần
thân của Lục Bình là nơi đặc biệt thích hợp cho sự phát triển các loài vi khuẩn.
Bộ rễ với sự phát triển cực kì mạnh của hệ thống lông hút và cấu tạo đặc biệt

của rễ với nhiều mô xốp gồm nhiều ống dẫn khí thuận lợi cho việc cung cấp oxy
quá trình phân hủy hiếu khí của hệ sinh vật bám trên rễ. Có thể nói bộ rễ Lục Bình
là giá thể thuận lợi cho các loài vi khuẩn hiếu khí có vai trò quan trọng trong việc
phân giải các hợp chất hữu cơ trong nƣớc thải. Bên cạnh việc tạo điều kiện tốt cho
vi sinh vật tăng trƣởng, hệ thống rễ còn là môi trƣờng tốt cho quá trình lọc nƣớc và
hấp phụ vật chất lơ lửng, chất dinh dƣỡng và kim loại nặng nhƣ crom, đồng,
cadimi thí nghiệm của Maine et al. (1999) đã chứng minh đƣợc rằng 72% cadimi
22

đƣợc loại bỏ từ hệ thống này. Hiệu quả loại bỏ nitơ khoảng 10% – 90%, photpho
35% – 80%, khoảng 60% BOD
5
, 43% chất lơ lửng (U.S. EPA, 1988).
1.3. Tình hình nghiên cứu và sử dụng thực vật thủy sinh hiện nay
1.3.1. Vai trò của thực vật thủy sinh trong xử lý nƣớc thải
Thực vật thủy sinh đóng vai trò quan trọng trong xử lý nƣớc thải, là tác nhân
làm sạch nƣớc tự nhiên. Cây thủy sinh có trong nƣớc sẽ làm thay đổi đặc điểm hóa
học của nƣớc thải, có tác dụng làm các chất dinh dƣỡng trong đất chuyển đổi, chúng
cũng mang oxy từ không khí xuống các tầng đất nhằm cung cấp oxy cho bộ rễ phát
triển. Thực vật thủy sinh trong môi trƣờng nƣớc tham gia chu trình vận chuyển thủy
văn nƣớc mặt và nƣớc ngầm. Có nhiều vai trò nổi bật ảnh hƣởng của cây thủy sinh
trong nƣớc, đặc biệt là nƣớc thải:
– Vai trò quan trọng nhất của thực vật trong xử lý nƣớc thải là tác động lý học
của nó. Chúng làm ổn định bề mặt đất ngập nƣớc. Làm giảm vận tốc dòng chảy,
làm tăng khả năng lắng và giữ lại các chất rắn của nƣớc thải trong khu vực xử lý
nƣớc nhân tạo, tăng khả năng hấp thụ đạm và ion, giúp tạo nguồn oxy để cho các
hoạt động phân hủy các chất ô nhiễm của các vi sinh vật hiếu khí.
– Ảnh hƣởng đến tính thẩm thấu của đất, khi chúng ta nhổ cây sẽ tạo nên
những lỗ rỗng lớn làm tăng sự thẩm thấu của nƣớc và gia tăng tác động qua lại giữa
thực vật và nƣớc thải.

– Phóng thích các hợp chất hữu cơ thông qua rễ của chúng.
– Tạo một diện tích lớn cho vi khuẩn bám và phát triển màng sinh học. Vi
khuẩn chịu trách nhiệm chính trong việc phân hủy các chất ô nhiễm, kể cả quá trình
khử đạm. Khi các phần cơ thể thực vật chết đi sẽ tạo thành giá bám cho các vi sinh
vật.
1.3.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng thực vật thủy sinh hiện nay trên thế
giới
Thí nghiệm đầu tiên về hệ thống thủy sinh xuất hiện đầu tiên ở Mỹ vào đầu
những năm 70 ở Texas, ngày nay có thể thấy ở miền Nam nƣớc Pháp (de
Casabianca and Laugier, 1995), Brazil (Mangabeira et al., 2004), Argentina (Maine
et al., 2001), India (Babu et al., 2003; Singhal and Rai, 2003), China (So et al.,
23

2003) và một số quốc gia khác. Xu thế hiện nay là tận dụng khả năng của Lục Bình,
ứng dụng các nguyên lý sinh thái học để nghiên cứu thiết lập các thông số kĩ thuật
để xây dựng hệ sinh thái bán nhân tạo và hệ sinh thái nhân tạo trong đó sử dụng Lục
Bình là tác nhân của quá trình xử lý nƣớc thải trong hệ sinh thái đó (Yan,
1986,1987). Phần lớn các nghiên cứu hiện nay là là tập trung trong việc sử dụng
Lục Bình để xử lý nƣớc thải bậc 3, xử lý triệt để các hợp chất chứa nitơ, photpho.
1.3.3. Tình hình nghiên cứu và sử dụng thực vật thủy sinh hiện nay ở Việt Nam
Ở Việt Nam, khí hậu nhiệt đới rất thuận lợi cho hoạt động của các loài vi
khuẩn, tảo phân giải chất hữu cơ cùng với hệ thống các loài thực vật nƣớc phong
phú, việc sử dụng thực vật thủy sinh có thể là công trình xử lý nƣớc thải có hiệu
suất cao, hiệu quả kinh tế lớn.
– Từ năm 1985 – 1990, Dƣơng Đức Tiến đã nghiên cứu sử dụng tảo trong
việc xử lý nƣớc thải của xí nghiệp Liên hợp phân đạm hóa chất Hà Bắc cho thấy:
sau 3 ngày nuôi cấy tảo nồng độ amoni từ 150mg/l giảm xuống tới 0.05mg/l (tiêu
chuẩn cho phép là 0.02mg/l).
– Ở một số nơi nhƣ An Giang, Hậu Giang ngƣời ta cũng đã sử dụng Lục
Bình, cỏ muỗi nƣớc để xử lý nƣớc thải từ các trại chăn nuôi gia súc, nƣớc thải từ

các trại chăn nuôi chứa rất nhiều nitơ, photpho và những hợp chất vô cơ có thể hoà
tan đƣợc. Rất khó tách những chất thải này khỏi nƣớc bằng cách quét rửa hay lọc
thông thƣờng. Kết quả nghiên cứu cho thấy sau vài ngày cho nƣớc thải chảy vào bể
mở có bèo Lục Bình hoặc cỏ muỗi nƣớc. Mặt nƣớc trong bể đƣợc cây che phủ (mật
độ khoảng 400 cây/bể). Nếu là bèo Lục Bình, bể có thể làm sâu tuỳ ý, đối với cỏ
muỗi nƣớc thì để nƣớc nông một chút, độ sâu bể xử lý khoảng 30cm. Cỏ muỗi nƣớc
cần thời tiết mát mẻ, còn bèo Lục Bình phù hợp với thời tiết ấm. Kích cỡ của bể tuỳ
thuộc vào lƣợng nƣớc thải cần đƣợc xử lý. Bể có thể chứa nƣớc thải chuồng nuôi
khoảng 30 ngày. Nƣớc thải đƣợc giữ trong bể xử lý 10 ngày. Thời gian này, lƣợng
photpho trong nƣớc giảm khoảng 57 – 58%, 44% lƣợng nitơ đƣợc loại bỏ,
BOD
5
giảm khoảng 80 – 90%. Những biện pháp xử lý nƣớc thải theo cách này đáp
ứng tiêu chuẩn tối thiểu. Nƣớc thải ra sông hồ, suối một cách an toàn mà không cần
xử lý thêm.
24

– Từ đầu năm 2009, công ty Môi trƣờng đô thị Đà Nẵng đã sử dụng Lục
Bình để xử lý ô nhiễm nƣớc ở hồ Thạc Gián, sau khi đƣợc cải tạo và sử dụng bèo
Lục Bình để “điều hòa”, các nhà chức trách thì hài lòng, còn ngƣời dân thì vui vẻ
ngồi uống nƣớc bên bờ hồ.
– Hiện nay cũng có nhiều ý kiến cho rằng nên sử dụng Lục Bình để xứ lý ô
nhiễm nƣớc tại Hồ Gƣơm ( Hà Nội) vì nó là loài “lành tính”, bèo Lục Bình không
thể tiêu thụ cạn kiệt chất dinh dƣỡng trong hồ, không có khả năng làm giảm pH của
nƣớc hồ Gƣơm xuống dƣới ngƣỡng 7.0. Ngoài ra, độ che phủ của bèo trên mặt hồ
đƣợc con ngƣời kiểm soát nên không ảnh hƣởng đến sự quang hợp của các loài thực
vật nổi khác.
– Ngoài ra, các cây thủy sinh này có thể thu hoạch và dùng làm phân hữu cơ,
bản thân chúng có thể trực tiếp làm phân xanh hoặc phân trộn.

25

Chƣơng 2
VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Vật liệu, hóa chất, thiết bị và dụng cụ
2.1.1. Vật liệu
Lục Bình đƣợc thu nhận tại ao thuộc địa bàn thôn Viêm Tây, Xã Điện Thắng
Bắc, Huyện Điện Bàn, Tỉnh Quảng Nam.
Chọn Lục Bình từ nguồn nƣớc không chứa nƣớc thải của các hoạt động sinh
hoạt hay sản xuất.
Chọn những cây đã ổn định về mặt sinh lý, có khoảng từ 5 đến 7 lá, rễ dài từ
10 – 20cm, không bị sâu bệnh.
2.1.2. Hóa chất thiết bị và dụng cụ

NaOH tinh thể
NH
4
Cl tinh thể
AgNO

3
tinh thể
Kali cromat
PO
4
3-
tiêu chuẩn
Dung dịch H
2
SO
4
5N
Dung dịch Kali antimonyl tatrat
Dung dịch Amoni molipdat
Axit Ascobic
HNO
3
đặc
H
2
SO
4
đặc
H
2
O
2
đặc
Axit fenoldisunfonic
Thuốc thử Nessler

3.1.2.2.  d
Máy đo pH