Nghiên cứu sử dụng công nghệ thân thiện để xử lý ao hồ bị nhiễm hữu cơ ở vùng nông thôn

K t qu nghiên c u KHCN

NGHIÊN C U S D NG CƠNG NGH THÂN THI N
Đ X LÝ AO H B Ơ NHI M H U C

VÙNG NƠNG THƠN

Tăng Th Chính, Nguy n Th Hòa, Đ ng Th Mai Anh, Vũ Lê Minh
Vi n Cơng ngh Mơi tr
ng, Vi n Hàn lâm Khoa h c và Cơng ngh Vi t Nam

I . MỞ ĐẦU
Hiện nay, sự phát triển
khơng ngừng của các ngành
kinh tế, ngồi việc góp phần
nâng cao chất lượng cuộc sống
của người dân thì cũng đang
làm phát sinh nhiều vấn đề về
mơi trường. Ngồi ra q trình
đơ thị hóa ồ ạt tại các vùng
nơng thơn và sự bùng nổ dân
số là ngun nhân khiến mơi
trường ngày càng ơ nhiễm [7].
Ao hồ tại các khu dân cư, đặc
biệt là ở các vùng nơng thơn
ln có những vai trò quan
trọng đối với sinh hoạt và sản
xuất, tạo cảnh quan, điều hòa
khí hậu, cân bằng sinh thái và
mơi trường [4,6]. Ở Hà Nam nói
riêng và cả nước nói chung,
nhu cầu sử dụng mặt bằng

phục vụ sản xuất, kinh doanh
và làm nhà ở ngày càng tăng,
việc san lấp ao hồ đã và đang
diễn ra ồ ạt tại các địa phương
khiến diện tích nước mặt ngày
càng suy giảm. Tuy nhiên, việc
san lấp ao hồ để phát triển kinh
tế cũng như làm nhà ở thiếu
quy hoạch, khơng đồng bộ,
đang làm gia tăng ơ nhiễm mơi
trường. Rác thải sinh hoạt,
nước thải sinh hoạt giàu chất

hữu cơ và chất thải nơng
nghiệp, đặc biệt là chất thải
ngành chăn ni quy mơ gia
đình hiện đang được đổ thải
trực tiếp tại các hệ thống kênh
mương và ao hồ chưa qua xử
lý khiến nước ao hồ dần bị ơ
nhiễm, làm suy giảm những vai
trò quan trọng của ao hồ đối với
mơi trường cũng như đời sống
của người dân, khiến các ao hồ
này còn trở thành những nguồn
gây dịch bệnh tiềm tàng ngay
trong các khu dân cư [4]. Từ
thực tế đó, chúng tơi đã tiến
hành nghiên cứu ứng dụng các
cơng nghệ thân thiện mơi

trường để xử lý ao hồ bị ơ
nhiễm hữu cơ tại các vùng
nơng thơn, làm sạch các ao hồ
bị ơ nhiễm để góp phần làm
trong lành khơng gian sống cho
người dân.

II. PHƯƠNG PHÁP VÀ VẬT
LIỆU NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu nghiên cứu

- Chế phẩm vi sinh vật Sagi
Bio -2 do Phòng Vi sinh vật mơi
trường, Viện Cơng nghệ mơi
trường sản xuất từ các chủng
vi khuẩn Bacillus, Lactobacillus
và nấm men Saccharomyces.

- Các loại thực vật thủy sinh:
bèo Nhật Bản, rau muống.
- Hóa chất PAC, LTH100.
- Các ao hồ ơ nhiễm hữu cơ
tại các vùng nơng thơn của tỉnh
Hà Nam.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
- Các phương pháp xử lý chất
thải, nước thải ơ nhiễm bằng
chế phẩm vi sinh vật, hố học,
động thực vật thuỷ sinh [1,5].
- Phương pháp đo, thống kê,

phân tích, so sánh với các tiêu
chuẩn qui định [2,3,8].
- Các phương pháp phân
tích, đánh giá nồng độ các chất
gây ơ nhiễm COD, BOD, Tổng
nitơ, Tổng photpho,...[3].
- Phương pháp phân tích vi
sinh vật [2].
III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Kết quả khảo sát các ao
hồ ơ nhiễm tại các vùng nơng
thơn
Khi tiến hành khảo sát thực
tế tại các ao hồ ở các vùng
nơng thơn thuộc tỉnh Hà Nam,
bằng các đánh giá cảm quan
cho thấy, phần lớn các ao hồ
đều ở tình trạng ơ nhiễm ở các
mức độ khác nhau. Màu nước

Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2014

11


K t qu nghiên c u KHCN

đen sẫm, mùi tanh hơi khó chịu, rác thải sinh hoạt trơi nổi trên khắp mặt ao cũng như khu vực xung
quanh bờ các ao khảo sát, các loại bèo cũng phát triển dầy đặc, che kín mặt ao, ở một số ao còn có
hiện tượng cá chết. Chúng tơi đã tiến hành lấy mẫu phân tích, nghiên cứu để đưa ra quy trình ứng

dụng cơng nghệ thân thiện mơi trường phù hợp để tiến hành xử lý.
B ng 1. T ng h p k t qu phân tích các m u n
c ao h kh o sát t i huy n Duy Tiên, t nh Hà Nam

Ký hiệu mẫu
STT

Chỉ tiêu phân tích

N1

N2

N3

N4

N5

QCVN
08:2008/B
TNMT
(B2)

1

pH

6,2

5,9

5,8

7,2

6,5

5,5 – 9

2

Do (mg/l)

1,7

2,2

2,4

2,0

1,8

•2

3

Bod5 (mg/l)

255

114

110

195

155

25

4

Cod (mg/l)

340

285

235

375

410

50

5

Tss (mg/l)

132

129

147

172

168

100

6

N-No2 (mg/l)

1,14

1,04

1,05

0,78

0,98

0,05

7

Nitrat (NO-3), (mg/l)

11,82

12,01

11,78

11,80

11,96

15

8

Phosphat (PO4)3-), (mg/l)

1,44

1,51

1,29

1,32

1,48

0,5

9

H2S (mg/l)

0,36

0,23

0,18

1,02

0,42

-

10

Cadimi (mg/l)

0,006

0,007

0,005

0,01

0,008

0,01

11

Crom (mg/l)

0,05

0,07

0,05

0,03

0,01

1

12

Chì (mg/l)

0,031

0,022

0,052

0,041

0,014

0,05

13

Thủy ngân (mg/l)

0,001

0,001

0,002

0,001

0,001

0,002

14

Asen (mg/l)

0,041

0,050

0,042

0,036

0,030

0,1

15

Tổng vi khuẩn hiếu khí
(CFU/ml)

2,0.106

3,0.105

1,0.105

2,0.105

1,0.106

-

16

Tổng vi khuẩn kò khí
(CFU/ml)

3,0.101

2,0.101

0

1,0.101

3,0.101

-

17

Coliform (MPN/100ml)

9000

9100

75000

36000

56000

10000

18

E.Coli ( MPN /100ml)

1800

900

1300

1700

17000

200

19

Salmonella (CFU/ml)

1,0.103

2,0.102

1,0.102

3,0.102

2,0.103

0

20

Chlorophyl A (g/l)

70

81

62

135

95

-

Chú thích: Các ao khảo sát thuộc làng Vũ Xá – n Bắc – Duy Tiên – Hà Nam

12

Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2014


K t qu nghiên c u KHCN

Qua kết quả phân tích cho
thấy, pH của các mẫu nước
đều nằm trong khoảng cho
phép, nhưng nồng độ DO đều
thấp hơn khá nhiều so với quy
định. Kết quả nồng độ DO thu

được tại các ao trong khu vực
khảo sát thấp nhất là 1,7 mg/l
và cao nhất là 2,4mg/l, hàm
lượng oxy hòa tan trong nước
là khá thấp, khơng đạt u cầu
theo QCVN 08:2008/BTNMT.
Hàm lượng các kim loại nặng
đều thấp hơn so với quy định
cho phép. Tuy nhiên, hàm
lượng COD của tất cả các ao
khảo sát đều rất cao, vượt
nhiều lần so với quy định đã
cho phép. Ví dụ như ở mẫu N1,
nồng độ COD là 340mg/l, gấp
hơn 10 lần so với quy định và
mẫu N5 nồng độ COD là
410mg/l, gấp hơn 13 lần so với
quy định. Khơng những thế, tất
cả các mẫu nước tại các địa
điểm khảo sát này đều có nồng
độ các chất dinh dưỡng (nitơ
và photpho) cao hơn so với quy
định chất lượng nước mặt đối
với nước thải loại B2.
Các kết quả phân tích vi sinh
cho thấy, mật độ các loại vi sinh
vật gây bệnh rất cao, số vi
khuẩn
Coliform,
E.coli,

Salmonella trong các mẫu
nước đều vượt q quy định
cho phép, nồng độ Chlorophyl
A tại các ao hồ rất cao, có ao
lên tới 135 µg/L.
Từ kết quả khảo sát nhận
thấy, ao Chùa (N5) của làng Vũ
Xá, xã n Bắc ngồi vai trò
điều hòa khí hậu, cảnh quan,
còn là nơi tập trung văn hóa lịch sử, nơi sinh hoạt cộng

đồng của nhân dân làng Vũ Xá.
Ngồi ra, ao Chùa còn nằm
ngay bên cạnh giếng làng - nơi
người dân vẫn sử dụng nước
tại đây cho mục đích sinh hoạt,
gây ảnh hưởng tới chất lượng
nước và làm ảnh hưởng trực
tiếp tới sức khỏe của người
dân trong làng. Do vậy, đề tài
đã chọn ao này để xử lý bằng
cơng nghệ sinh thái được trình
bày dưới đây.
3.2. Nghiên cứu xử lý nước
ao ơ nhiễm hữu cơ
Từ các kết quả khảo sát ở
trên, chúng tơi nghiên cứu, lựa
chọn và đưa ra quy trình xử lý
ao hồ ơ nhiễm bằng chế phẩm
thân thiện mơi trường, đảm bảo

đơn giản, dễ thực hiện và đem
lại hiệu quả cao nhất. Quy trình
gồm các bước như sau:
Bước 1. Dọn vệ sinh trong
và xung quanh ao: vớt bèo, thu

Hình 1. S

gom rác thải sinh hoạt trơi nổi
trong ao.
Bước 2. Sử dung hóa chất
PAC, LTH10 để xử lý (oxy hóa,
kết lắng các chất hữu cơ khó
phân hủy trong nước).
Bước 3. Bổ sung chế phẩm
VSV Sagi Bio-2 gồm các
chủng vi sinh vật có tác dụng
phân giải các hợp chất hữu cơ
dùng để xử lý các chất hữu cơ
có trong nước và trong bùn
đáy, bổ sung và tạo điều kiện
cho các vi sinh vật có lợi phát
triển, làm tăng khả năng tự làm
sạch của ao.
Bước 4. Sử dụng thực vật
thủy sinh (bèo Nhật Bản, bèo
cái, rau muống,…) để hấp thụ
các chất khống do vi sinh vật
phân giải các hợp chất hữu cơ
giải phóng ra, tránh tái ơ nhiễm

nước, đồng thời là giá thể giúp
vi sinh vật phát triển, duy trì khả
năng tự làm sạch của ao.

ơ nhi m c a ao Chùa, làng Vũ Xá, n B c, Duy
Tiên, Hà Nam (tr
c khi x lý)

Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2014

13


K t qu nghiên c u KHCN

Đây là những cơ sở chứng
minh cho hiệu quả xử lý, sự
tăng cường khả năng tự làm
sạch của ao hồ ơ nhiễm chất
hữu cơ mà chế phẩm vi sinh

14

Nồng độ COD (Mg/L)

thay đ i n ng đ COD, DO theo th i gian

Nồng độ Phosphat (mg/L)

Kết quả ở hình 2 cho thấy,
nồng độ COD trong nước ao

giảm rõ rệt theo thời gian sau
khi xử lý. COD từ mức 410
mg/L giảm xuống và duy trì
trong khoảng 50 mg/L, hàm
lượng oxy hòa tan trong nước
ao Đình được cải thiện đáng
kể, từ 1,8 mg/L đã tăng lên và
duy trì ở nồng độ 5,8 mg/L sau
khi xử lý, tạo điều kiện thuận lợi
cho các vi khuẩn hữu ích cũng
như sinh vật trong ao sinh
trưởng và phát triển, từ đó làm
tăng khả năng tự xử lý của ao.

Hình 2. S

Thời gian duy trì (ngày)

Nồng độ Nitrat (Mg/L)

Để đánh giá hiệu quả xử lý
ao hồ ơ nhiễm của chế phẩm
thân thiện mơi trường chúng tơi
đã tiến hành đo đạc tại hiện
trường cũng như lấy mẫu phân
tích định kỳ. Sau khi xử lý bằng
các chế phẩm thân thiện mơi
trường, bằng đánh giá cảm
quan và ghi nhận ý kiến người
dân xung quanh ao như sau:

mùi tanh thối khó chịu giảm
dần, đến ngày thứ 10 gần như
khơng còn mùi; màu nước dần
trở nên sạch hơn, thay thế màu
đen sẫm trước khi xử lý, nước
trong hơn. Đặc biệt các chế
phẩm thân thiện sử dụng trong
q trình xử lý khơng ảnh
hưởng đến sức khỏe con
người cũng như các lồi cá có
trong ao.

Hàm lượng DO (mg/L)

3.3. Đánh giá hiệu quả xử lý
thơng qua các chỉ tiêu hóa lý

Hình 3. S

Thời gian duy trì (ngày)

thay đ i n ng đ nitrat, photphat theo th i gian

Sagi Bio-2 và thực vật thủy sinh
mang lại.

Kết quả ở hình 3 cho thấy,
nồng độ nitrat (tính theo N) và
nồng độ photphat (tính theo P)
trong nước ao giảm đáng kể và

duy trì ở mức cho phép, với
điều kiện dinh dưỡng duy trì
như nước khơng bị phú dưỡng
nên tảo chỉ phát triển trong giới
hạn cho phép, ao sẽ khơng bị ơ
nhiễm trở lại.

3.4. Hiệu quả xử lý các chỉ
tiêu vi sinh vật gây bệnh
Để đánh giá hiệu quả xử lý
các chỉ tiêu vi sinh vật gây bệnh
của các chế phẩm thân thiện
mơi trường, chúng tơi tiến hành
lấy mẫu và phân tích các chỉ
tiêu như: Coliform, E.coli,
Salmonella.
Sau q trình xử lý, khả
năng tự làm sạch của ao đã
được phục hồi và duy trì, mật

Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2014


K t qu nghiên c u KHCN

nguy cơ gây hại cho sức khỏe
người dân và vật ni sinh
sống trong ao.
Kết quả ở hình 6 cho thấy,
hàm lượng Chlorophyl A giảm

đáng kể sau khi xử lý và duy trì
ở mức thấp, là cơ sở chứng
minh cho việc hạn chế sự phát
triển của tảo, làm mất đi màu
xanh cũng như mùi hơi tanh

Chỉ số Coilirorm, E.coli

độ các vi sinh vật gây bệnh
trong ao đã giảm xuống và duy
trì trong khoảng quy định cho
phép: mật độ Colifrom là 200
MPN/100ml, mật độ E.coli là
100MPN/100ml và số vi khuẩn
Salmonella là 0 CFU/ml. Do
vậy đã làm giảm khả năng phát
triển thành ổ dịch bệnh của các
vi sinh vật này, làm giảm các

Thời gian duy trì (ngày)

thay đ i Coliform, E.coli theo th i gian

Mật độ Salmonella (mg/L)

Hình 4. S

Thời gian duy trì (ngày)

Hình 5. S

thay đ i Salmonella theo th i gian

trong ao trong thời gian duy trì
sau khi xử lý.
Trong q trình xử lý và duy
trì, hàng ngày, một lượng nước
thải sinh hoạt của các hộ dân
cư xung quanh cũng như trong
xóm vẫn đổ thải trực tiếp vào
ao. Với mật độ các vi khuẩn
hữu ích của chế phẩm Sagi
Bio- 2 bổ sung vào ao ln duy
trì ở mức cao, hoạt động hiệu
quả, làm tăng khả năng tự xử lý
của ao hồ trong khi vẫn tiếp
nhận nguồn nước thải. Thực
vật thủy sinh sinh trưởng và
phát triển đã hấp thụ các chất
dinh dưỡng trong nước ao làm
cho nước khơng bị phú dưỡng
tái ơ nhiễm.
IV. KẾT LUẬN
Sau q trình xử lý cũng như
thời gian duy trì hiệu quả xử lý,
bằng các đánh giá cảm quan
cũng như các kết quả phân tích
trong phòng thí nghiệm, chúng
tơi đưa ra một số kết luận như
sau:

- Q trình xử lý ao Chùa
làng Vũ Xá, xã n Bắc, huyện
Duy Tiên, tỉnh Hà Nam bằng
các chế phẩm thân thiện mơi
trường khơng ảnh hưởng tới
sức khỏe con người cũng như
động vật, thực vật thủy sinh
trong ao. Mùi hơi tanh trong ao
gần như khơng còn, nước ao
sạch dần và đạt loại B2 theo
QCVN 08:2008/BTNMT sau 1
tháng xử lý.
- Nồng độ COD giảm xuống
và ln duy trì ở mức cho phép
theo các quy chuẩn dưới 50
mg/L; nồng độ oxy hòa tan
trong nước tăng đáng kể, lên

Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2014

15


Hàm lượng Cholorophyl

K t qu nghiên c u KHCN

Thời gian duy trì (ngày)

Hình 6. S

thay đ i n ng đ Chlorophyl A theo th i gian

Hình 7. Ao Chùa Vũ Xá sau khi x

mức 5,8 mg/L; nồng độ tổng
nitơ, tổng phốt pho được đưa
về mức cho phép theo quy định.
- Mật độ các vi khuẩn hữu
ích được duy trì ở mức cao để
duy trì khả năng tự làm sạch
của ao hồ; mật độ các vi sinh
vật gây bệnh giảm rõ rệt,
Salmonella có thời điểm là 0
CFU/100ml; Coliform và E.Coli

16

lý

ln duy trì dưới mức cho phép
tới 103 - 104 lần.
- Việc kết hợp thực vật thủy
sinh để xử lý nước ao hồ ngồi
việc góp phần vào việc duy trì
hiệu quả xử lý, làm tăng khả
năng tự làm sạch của ao hồ
còn tạo cảnh quan đẹp, mang
lại khơng gian sống trong lành
cho người dân trong khu vực.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Tăng Thị Chính, Đặng Đình
Kim, Phan Thị Tuyết Minh, Lê
Thanh Xn, Nghiên cứu sản
xuất và ứng dụng một số chế
phẩm vi sinh vật để xử lý chất
thải hữu cơ, Tạp chí Khoa học
– Đại học Quốc gia Hà Nội 22
(No3B PT) (2006) 38 – 44.
[2]. Nguyễn Lân Dũng và các
cộng sự, Một số phương pháp
nghiên cứu vi sinh vật, Nhà
xuất bản Khoa học kỹ thuật, Hà
Nội, 1985.
[3]. Lê Đức, Trần Khắc Hiệp,
Nguyễn Xn Cự, Phạm Văn
Khang, Nguyễn Ngọc Minh,
Một số phương pháp phân tích
mơi trường, Nhà xuất bản Đại
học Quốc Gia Hà Nội, Hà Nội,
2004.
[4]. Trần Đức Hạ, Phạm Tuấn
Hùng, Nguyễn Đức Tồn,
Nguyễn Hữu Hòa, Bảo vệ và
quản lý tài ngun nước, Nhà
xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà
Nội, 2009.
[5]. Lương Đức Phẩm, Cơng
nghệ xử lý nước thải bằng biện

pháp sinh học, Nhà xuất bản
Giáo dục, Hà Nội, 2003.
[6]. Vũ Trung Tạng, Cơ sở sinh
thái học, Nhà xuất bản Giáo
dục, Hà Nội, 2007.
[7]. Bộ Tài ngun Mơi trường,
2010, Báo cáo mơi trường
Quốc gia 2010.
[8]. Quy chuẩn kĩ thuật Quốc
gia về chất lượng nước mặt
QCVN 08-2008/BTNMT, Hà
Nội, 2008.

Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2014