Khả năng loại trừ các chất dinh dưỡng (N, P) trong nước hồ Tịnh Tâm - Huế bằng cỏ vetiver

TẠP CHÍ KHOA HỌC, Đại học Huế, Số 29, 2005 KHẢ NĂNG LOẠI TRỪ CÁC CHẤT DINH DƯỠNG (N, P) TRONG NƯỚC HỒ TỊNH TÂM - HUẾ BẰNG CỎ VETIVER Nguyễn Minh Trí Nguyễn Thị Ngọc Lan Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế Sông hồ là một yếu tố quan trọng góp phần cải thiện chất lượng môi trường sống và cảnh quan sinh thái đô thị. Hiện nay, hệ thống ao hồ ở một số điểm di tích Huế đã bị xuống cấp trầm trọng do tác động của con người, từ đó kéo theo chất lượng nước ở đây cũng đã diễn ra theo chiều hướng xấu. Trong những năm gần đây, việc sử dụng cỏ Vetiver vào mục đích bảo vệ môi trường đất và nước đã được thực hiện rộng rãi ở nhiều quốc gia trên Thế giới trong đó có Việt Nam [2]. Bài báo này giới thiệu một số kết quả nghiên cứu về khả năng loại bỏ một số chất dinh dưỡng có trong môi trường nước hồ Tịnh Tâm - Huế bằng cỏ Vetiver. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Đối tượng nghiên cứu: + Cỏ Vetiver (Vetiver zizanioides (Linn.) Nash) + Mẫu nước của hồ Tịnh Tâm - Huế. - Phương pháp nghiên cứu: + Xác định Nitrat bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử Natrixalixilat [4] + Xác định Photphat bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử Sunfo - Molipdic [4] + Hiệu suất được tính theo công thức: h (%) = Trong đó: + A: Giá trị của thông số trước xử lý + B: Giá trị của thông số sau xử lý KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Hàm lượng các chất dinh dưỡng (N,P) trong nước Hồ Tịnh Tâm. Chúng tôi đã tiến hành thu mẫu và phân tích các thông số N-NO3- và P-PO43- ở trong nước hồ Tịnh Tâm, kết quả được trình bày ở bảng 1. Bảng 1: Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong nước Hồ Tịnh Tâm Đợt Thông số I II III Trung bình N-NO-3 (mg/l) 13.98 13.54 13.28 13.60 ± 0.35 P-PO43- (mg/l) 0.24 0.30 0.33 0.29 ± 0.04 Qua kết quả ở bảng 1, chúng tôi nhận thấy: sự biến động của N-NO-3 qua các đợt khảo sát là không lớn lắm, dao động trong khoảng 13.28 - 13.98mg/l, trung bình là 13.60mg/l đạt TCVN 5942-1995 về tiêu chuẩn nước mặt dùng cho mục đích nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản [3]. Trong TCVN 5942-1995 không qui định giới hạn đối với P-PO43- nhưng theo nhận định của chúng tôi hàm lượng P-PO43- ở đây tương đối cao, giá trị trung bình qua các đợt khảo sát là 0.29mg/l. Trong các thủy vực N và P là nguồn dinh dưỡng cho các thực vật thủy sinh nhưng với hàm lượng cao sẽ trở thành những tác nhân gây ô nhiễm và thúc đẩy quá trình phú dưỡng. 2. Khả năng loại bỏ các chất dinh dưỡng trong nước hồ Tịnh Tâm bằng cỏ Vetiver: Thực vật bậc cao sử dụng nguồn năng lượng ánh sáng mặt trời và các chất dinh dưỡng có trong nước để tạo sinh khối, từ đó góp phần làm giảm hàm lượng các chất dinh dưỡng và hạn chế được quá trình phú dưỡng của hồ. Như vậy, để kiểm soát quá trình phú dưỡng là chú trọng đến kiểm soát nồng độ N, P trong nước. Trên cơ sở đó, chúng tôi đánh giá hiệu suất xử lý của cỏ Vetiver thông qua khả năng hấp thụ N, P theo thời gian. Cỏ Vetiver được trồng trong dung dịch Knop (dung dịch này chứa đầy đủ các nguyên tố khoáng N, P, K, Ca, Mg... cần thiết [1]) để ổn định quá trình sinh trưởng và phát triển của thân và bộ rễ cho việc hút lọc các chất dinh dưỡng. Sau đó đưa cỏ vào môi trường nước cần xử lý. Kết quả được trình bày ở bảng 2. Bảng 2: Khả năng hấp thụ N, P trong nước của cỏ Vetiver Thông số Đối chứng 7 ngày 14 ngày 21 ngày 28 ngày Trung bình Giá trị Hiệu suất (%) Giá trị Hiệu suất (%) Giá trị Hiệu suất (%) Giá trị Hiệu suất (%) Giá trị Hiệu suất (%) N-NO3- (mg/l) 13,60 8,69 36,05 7,02 48,39 4,34 68,12 3,32 75,52 5,84 ± 1,22 57,02 P-PO43- (mg/l) 0,29 0,17 41,18 0,15 50,00 0,11 61,76 0,09 67,65 0,13 ± 0.01 55,15 Với kết quả thí nghiệm cho thấy khả năng hấp thụ N và P của cỏ Vetiver khá cao. Hiệu suất xử lý tăng dần theo thời gian. Về khả năng hấp thụ N-NO3- N-NO3- (mg/l) Thời gian Hình 1: Biểu đồ biểu diễn sự giảm thiểu hàm lượng N-NO3- bằng cỏ Vetiver Chỉ sau 7 ngày xử lý hàm lượng N-NO3- trong nước giảm từ 13,60mg/l xuống còn 8,69mg/l, đạt TCVN 5942-1995 với hiệu suất là 36,05%. Giá trị này tiếp tục giảm nhanh trong những ngày tiếp theo. Hiệu suất xử lý đạt giá trị cao nhất trong thời gian khảo sát là 75,52%, giảm 4,09 lần so với đối chứng sau 28 ngày. Về khả năng hấp thụ P-PO43- : Khả năng hấp thụ P-PO43- đạt 41,18% trong 7 ngày đầu và có xu hướng tăng dần theo thời gian xử lý: 50% sau 14 ngày; 61,76% sau 21 ngày và cao nhất là 67,65% sau 28 ngày, giảm 3,22 lần so với đối chứng. P-PO43- (mg/l) Thời gian Hình 2: Biểu đồ biểu diễn sự giảm thiểu hàm lượng P-PO43- bằng cỏ Vetiver Như vậy, với quá trình thăm dò xử lý bằng cỏ Vetiver được ổn định bằng dung dịch Knop cho thấy hiệu suất hấp thụ N và P tương đối cao, lần lượt từ 70,86 - 75,52% đối với N và khoảng từ 47,22 - 67,65% đối với P. 3. Đề xuất mô hình xử lý. Qua những kết quả thu được từ quá trình thăm dò xử lý nước hồ phú dưỡng bằng cỏ Vetiver, chúng tôi thử đề xuất mô hình sử dụng cỏ Vetiver trong việc xử lý nước ở các ao, hồ bị phú dưỡng hoặc các ao, hồ chứa nước thải sinh hoạt như sau: Sử dụng cỏ Vetiver theo phương pháp thủy canh bằng cách kết cỏ thành các bè và thả trên bề mặt hồ. Trước khi cỏ được đưa vào nguồn nước cần xử lý, hệ rễ của cỏ được ổn định trong dung dịch Knop khoảng 1 ngày nhằm giúp rễ tăng khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng. Sau đó, kết các bụi cỏ lại thành bè và thả trên mặt nước sao cho hệ rễ ngập vào trong nước. Tùy theo diện tích mặt nước xử lý mà sử dụng số lượng bè cỏ thích hợp. Hồ (ao) Bè cỏ Vetiver x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Hình 3: Mô hình xử lý nguồn nước ô nhiễm chất dinh dưỡng bằng cỏ Vetiver Với mô hình này ngoài việc hút lọc các chất dinh dưỡng, cỏ Vetiver còn có thể giảm được ánh sáng mặt trời chiếu xuống mặt nước, hạn chế sự phát triển của rong và tảo trong các thủy vực. KẾT LUẬN Hàm lượng các chất dinh dưỡng (N, P) trong nước hồ Tịnh Tâm Huế tương đối cao sẽ dẫn đến tình trạng gây phú dưỡng nguồn nước này. Cỏ Vetiver được ổn định bằng dung dịch Knop có hiệu suất loại bỏ N và P trong nước tương đối cao, lần lượt từ 70,86 - 75,52% đối với N và từ 47, 22 - 67,65% đối với P. TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Tiến Bân, Nguyễn Như Khanh. Phương pháp nghiên cứu thực vật. Tập I. Nxb. Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội 1979. Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường. Các tiêu chuẩn Việt Nam về chất lượng nước (1995) Michael J.et all. Standard methods for the examination of water and weste water - American Public Health Asociation. Washington, D.C (1978) THE ABILITY TO REJECT THE NUTRIENTS (NITROGEN, PHOSPHOR) OF VETIVER GRASS IN THE WATER OF TINH TAM LAKE IN HUE CITY Nguyen Minh Tri, Nguyen Thi Ngoc Lan College of Sciences, Hue University SUMMARY The result of the investigation shows the ability of vetiver grass to get rif of the nutrients (nitrogen and phosphor) in the water of Tinh Tam Lake in Hue City . The water after output reaches the Vietnam - 1995 standard.