Tài liệu Nghiên cứu các biện pháp xử lý ô nhiễm nước hồ an dương, xã chi lăng nam, huyện thanh miện, tỉnh hải dương

Nghiên cứu các biện pháp xử lý ô nhiễm nước hồ An Dương, xã Chi Lăng Nam, huyện Thanh Miện, tỉnh Hải Dương Dương Văn Vinh Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn Thạc sĩ ngành: Khoa học Môi trường; Mã số: 60 85 02 Người hướng dẫn: PGS.TS Trần Yêm Năm bảo vệ: 2012 Abstract: Tìm hiểu điều kiện tự nhiên – kinh tế xã hội xã Chi Lăng Nam huyện Thanh Miện, tỉnh Hải Dương; đảo cò Chi Lăng Nam; vấn đề ô nhiễm nước sông hồ và biện pháp xử lý. Nghiên cứu các biện pháp xử lý ô nhiễm nước hồ An Dương xã Chi Lăng Nam, huyện Thanh Miện, tỉnh Hải Dương ; phương pháp nghiên cứu: khảo sát thực địa, điều tra thu thập số liệu, đánh giá nhanh nhanh có sự tham gia của cộng đồng. Nghiên cứu những nguyên nhân chính làm suy giảm chất lượng môi trường đất đảo cò, nước hồ An Dương; hiện trạng chất lượng môi trường nước hồ An Dương; hiện trạng môi trường đất đảo cò; giải pháp kỹ thuật để cải thiện chất lượng nước hồ An Dương và đất đảo cò. Keywords: Khoa học môi trường; Xử lý ô nhiễm; Hồ An Dương; Ô nhiễm nước Content Mở Đầu Hồ An Dương, xã Chi Lăng Nam, Thanh Miện, Hải Dương với diện tích mặt hồ là 90.377,5 m2, với 2 đảo nhỏ nằm giữa hồ là nơi cư trú của khoảng 15.000 con cò và 5.000 con vạc. Nước hồ ngày càng bị ô nhiễm do chất thải của đàn cò vạc, nước thải sinh hoạt chăn nuôi, đồng ruộng. Tuy nhiên do sự tập trung ngày càng nhiều số lượng cá thể các loài cò, vạc nên lượng chất thải từ các loài chim nước này càng nhiều bên cạnh đó các chất thải từ hoạt động của con người thải xuống hồ đã làm chất lượng môi trường xung quanh đảo nói chung và chất lượng môi trường nước hồ An Dương nói riêng bị suy giảm. Đây là một trong những nguy cơ ảnh hưởng tới đa dạng sinh học của hồ, cũng như gây trở ngại cho việc duy trì và phát triển bền vững đàn cò, vạc, ảnh hưởng tới việc duy trì phát triển du lịch sinh thái Đảo Cò, quan trọng hơn là ảnh hưởng tới việc gìn giữ cảnh quan nguyên sơ nhất 1 còn giữ lại của vùng đất ngập nước ven sông Hồng xa xưa. Chính vì vậy nghiên cứu các biện pháp xử lý ô nhiễm nước hồ An Dương là cần thiết. Chƣơng 1 - TỔNG QUAN 1.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ XÃ HỘI 1.1.1. Điều kiện tự nhiên của xã Chi Lăng Nam a, Vị trí địa lý Xã Chi Lăng Nam, huyện Thanh Miện, tỉnh Hải Dương cách Hà Nội khoảng 80km về phía Đông, cách thành phố Hải Dương 34km, có tọa độ địa lý 20 042’53” vĩ độ Bắc, 106013’41’’ kinh độ Đông. Phía Bắc giáp xã Chi Lăng Bắc; Phía Nam giáp xã Diên Hồng; Phía Đông giáp xã Ngũ Hùng - Thanh Giang; Phía Tây giáp huyện Phù Tiên - Hưng Yên. 1.1.2. Đặc điểm về kinh tế - xã hội a, Đặc điểm kinh tế Chi Lăng Nam là xã phát triển kinh tế, xã hội khá ổn định của huyện Thanh Miện. Tổng giá trị sản phẩm năm 2011 đạt 44,618 tỷ đồng. Mục tiêu phấn đấu của Đảng ủy và UBND xã là đời sống nhân dân trong xã ngày một nâng cao, toàn xã không còn hộ nghèo. Với mục tiêu đó, lãnh đạo của xã cần thực hiện 2 phương án phân bổ đất canh tác và vùng cây lương thực hợp lý, kết hợp với phát triển đa dạng về dịch vụ và nghề thủ công truyền thống. b, Về văn hóa - xã hội Hiện nay, dân số xã Chi Lăng Nam là 5.415 người, mật độ dân số là 1.027 người/km2, tỷ lệ tăng dân số tự nhiên 0,67%, trong đó: thôn An Dương có 1.855 người, thôn Triều Dương có 1.879 người, thôn Hội Yên có 1.651 người. 1.2. ĐẢO CÒ CHI LĂNG NAM Theo các cụ già ở thôn An Dương, Đảo Cò được hình thành khoảng thế kỷ 15, vào thời kỳ đó khu vực Đảo Cò vẫn còn là những cánh đồng ruộng trũng mênh mông, nổi trên giữa cánh đồng là một gò cao, tuy nhiên do các trận lũ lớn làm vỡ đê sông Luộc, nước tràn vào làm ngập cả một vùng, gò cao đó không biến mất mà hình thành một đảo nhỏ còn tồn tại đến ngày nay. Người dân coi đây là vùng nước thiêng, không bao giờ tát cạn được nên đã sống dạt ra phía ngoài hồ. Theo nhịp thời gian, cò và vạc bắt đầu đến trú ngụ ở đảo mỗi ngày một nhiều, Đảo Cò Chi Lăng Nam cũng bắt đầu hình thành từ đó. 1.2.1. Đặc điểm thủy văn của hồ An Dƣơng Hồ An Dương có diện tích mặt nước 90.377,5m2 với độ sâu dao động từ 3 - 8m, chỗ sâu nhất tới 18m. Thời gian nước cạn nhất trong năm diễn ra từ tháng 11 đến tháng 2 năm sau, trong khi đó thời gian nước cao nhất là từ tháng 6 đến tháng 10. Hồ có chức năng chính là tiêu nước cho thôn An Dương và Triều Dương ở phía trên, đồng thời cung cấp nước tưới cho cánh đồng Đống Trâu giáp ranh với hồ ở phía Đông Nam vào mùa khô. a, Các dòng nước chảy vào hồ Dòng nước chính chảy vào hồ qua cống tiếp nhận ở phía Tây Bắc, gần với đường bộ dẫn vào hồ là kênh tiêu nước của thôn Triều Dương và phần lớn thôn An Dương ở phía trên. Ở phía Đông Bắc của hồ, gần khu vực cánh đồng Đống Trâu còn có cống tiêu thông với sông Luộc. Vào mùa cạn cống này được mở để nước từ sông Luộc chảy vào hồ. Hồ còn tiếp nhận một lượng lớn nước mưa từ các khu vực xung quanh. Chỉ tính riêng khu vực hồ với lượng nước mưa trung bình là 1.500mm thì một năm đã tiếp nhận khoảng 125.000m3. Vào mùa mưa, nước từ khu vực cánh đồng Đống Trâu cũng được tháo trực tiếp xuống hồ để không gây ngập úng cho lúa. Các mạch ngầm trong hồ cung cấp một lượng nước đáng kể cho hồ. Hồ còn tiếp nhận nước thải sinh hoạt của các hộ dân sống xung quanh. 3 b, Các dòng chảy nước ra khỏi hồ Cống tiêu chính của hồ nằm ở phía Đông Nam. Tại cống này có trạm bơm Mi Động với công suất 3000m3/giờ, để bơm nước từ hồ ra sông Luộc vào mùa mưa. Ngoài ra vào mùa mưa cống tiêu ở phía Đông Bắc hồ gần khu vực Đống Trâu được mở để nước của hồ thoát ra sông Luộc. Dòng nước ra khỏi hồ còn bao gồm sự bốc thoát hơi nước và sự tích nạp nước cho các mạch nước ngầm. Vào mùa khô, hồ còn cung cấp nước tưới cho cánh đồng khu vực Đống Trâu. 1.2.2. Hệ sinh thái và cảnh quan tự nhiên 1.2.3. Hiện trạng hoạt động du lịch tại khu vực Đảo Cò 1.2.4. Ý nghĩa kinh tế xã hội của Đảo Cò Chi Lăng Nam 1.2.5. Những cơ hội và thách thức đối với phát triển khu du lịch Đảo Cò 1.3. Ô NHIỄM NƢỚC SÔNG, HỒ VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÝ 1.3.1. Ô nhiễm nƣớc sông, hồ 1.3.2. Xử lý ô nhiễm môi trƣờng nƣớc bằng biện pháp sinh học 4 Chƣơng 2 - ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU Khu vực nghiên cứu bao gồm khu vực hồ An Dương thuộc xã Chi Lăng Nam, Thanh Thanh Miện, Hải Dương. Diện tích khu vực nghiên với diện tích mặt nước hồ là 90.377,5m2, và diện tích Đảo Cò (đảo mới và đảo cũ) là 7.324,2m2. Các nguồn gây ô nhiễm nước hồ An Dương và đất Đảo Cò, các yếu tố môi trường bị ảnh hưởng (nước hồ An Dương, đất Đảo Cò), các biện pháp cải thiện chất lượng môi trường nước hồ An Dương, đất Đảo Cò cũng là đối tượng nghiên cứu. 2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.2.1. Phƣơng pháp khảo sát thực địa 2.2.2. Phƣơng pháp điều tra thu thập số liệu 2.2.3. Phƣơng pháp đánh giá nhanh có sự tham gia của cộng đồng 2.2.4. Bố trí thí nghiệm và phân tích trong phòng thí nghiệm Thí nghiệm 1 xử lý nước bằng bèo lục bình Thí nghiệm nghiên cứu khả năng sử dụng bèo lục bình để cải thiện chất lượng nước hồ An Dương được tiến hành tại trụ sở BQL Đảo Cò (cách bờ hồ khoảng 10m). Thời gian lấy mẫu nước đầu tháng 1 năm 2012 (vào mùa khô). Mẫu nước được lấy tại vị trí cách bờ đảo cũ khoảng 3m (theo tiêu chuẩn lấy mẫu nước mặt TCVN 6663-1:2011) sau đó mẫu nước này được cho vào 4 thùng xốp có thể tích bằng nhau (60cm x 45cm x 40cm) và được thả bèo cao khoảng 5cm không tính phần rễ theo các trường hợp: - Đối chứng: Không thả bèo - CT1: Thả bèo 1/3 mặt thùng xốp - CT2: Thả bèo 1/2 mặt thùng xốp - CT3: Thả bèo kín mặt thùng xốp 5 Hình 2.1. Mô hình bố trí thí nghiệm xử lý nƣớc bằng bèo lục bình Lấy mẫu nước sau khi thả bèo 15 ngày, 30 ngày và 45 ngày, tiến hành phân tích mẫu nước so sánh hiệu quả với mẫu đối chứng (là mẫu không thả bèo lục bình), phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước chủ yếu như: pH, SS, BOD5, COD, Pts, Nts, NH4+, NO3-. Thí nghiệm 2 xử lý nước lẫn phân cò vạc bằng cây sậy Thí nghiệm được tiến hành vào tháng 10/2012 tại Hà Nội: Dùng đất ruộng lúa cho vào 4 thùng xốp có kích thước như nhau (60cm x 45cm x 40cm), chiều dày lớp đất trong mỗi thùng xốp là 10 cm. Trồng sậy vào 3 thùng xốp với mật độ 6 cây/thùng xốp (sậy có chiều cao thân khoảng 80cm), còn lại 1 thùng không trồng để so sánh đối chứng . Hòa 400 gam phân cò vạc vào 300 lít nước sạch, để nước ổn định trong 48 giờ với mục đích cho nước lắng cặn sau đó loại bỏ phần cặn và đổ nước vào 4 thùng xốp với lượng nước như nhau, đổ nước vào thùng xốp vào thời điểm 7 ngày sau khi trồng sậy, lúc này sậy đã bắt đầu bắt đầu bén rễ, đâm chồi , thích nghi với môi trường mới. Tiến hành phân tích mẫu nước trước và sau khi xử lý bằng cây sậy trong 7 ngày, xác định hiệu quả thí nghiệm. Phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước chủ yếu như: pH, SS, BOD 5, COD, Pts, Nts, NH4+, NO3-. 6 Hình 2.2. Mô hình bố trí thí nghiệm xử lý nƣớc lẫn phân cò vạc bằng cây sậy Thí nghiệm 3 xử lý đất lẫn phân cò vạc bằng cây sậy Thí nghiệm được tiến hành vào tháng 10/2012 tại Hà Nội: Trộn 150g phân cò vạc với 20kg đất, toàn bộ lượng đất này được chứa trong một thùng xốp có thể tích (60cm x 45cm x 40cm), tiến hành tương tự với 4 thùng xốp khác nhau, dùng nước sạch tưới đủ ẩm lên lớp đất có trong thùng xốp. Tiến hành trồng sậy với 3 thùng xốp và 1 thùng xốp không trồng, sậy có chiều cao thân trung bình 80cm, với mật độ 6 cây/1 thùng xốp. Tiến hành lấy mẫu đất trước và sau khi trồng sậy được 10 ngày, so sánh với mẫu đối chứng xác định hiệu quả biện pháp. Các chỉ tiêu được phân tích là Nts, P2O5, K2O. 7 Hình 2.3. Mô hình bố trí thí nghiệm xử lý đất lẫn phân cò vạc bằng cây sậy Thí nghiệm 4 xử lý nước bằng lọc sỏi, cát và xỉ than có bổ sung SANBOS để xử lý nước mưa chảy tràn lẫn phân cò vạc Biện pháp được đề xuất là xử lý nước mưa chảy tràn lẫn phân cò từ Đảo Cò xuống hồ bằng lọc sỏi, xỉ than, cát vàng có bổ sung SANBOS. Thí nghiệm được thực hiện tại Hà Nội như sau: Một hộp gỗ có chiều dài 240cm, rộng 60cm, cao 50cm được chia làm ba ngăn, mỗi ngăn có kích thước như sau: 80cm x 80cm x 80cm (tính theo chiều dài). Ngăn 1 nước có chứa phân cò theo tỷ lệ: 200 gam phân cò vạc hòa trong 50 lít nước sạch, ngăn 2 chứa sỏi, xỉ than và cát vàng, ngăn 3 chứa nước sau khi đã xử lý qua ngăn 2. Hóa chất SANBOS được bổ sung vào ngăn thứ 2 với liều lượng 30 gam xử lý cho 50 lít nước thải (liều lượng khuyến cáo của nhà sản xuât là 600g xử lý cho 1000 lít nước thải). Tiến hành lấy mẫu ngăn 1 và ngăn 3 phân tích xác định hiệu quả thí nghiệm. Các chỉ tiêu được phân tích là SS, BOD5, COD, pH, Pts, Nts, NH4+, NO3-. Hoạt động của hệ thống: Đổ nước đã pha phân cò vạc vào ngăn 1, từ đây nước được ngấm dần qua ngăn 2 để sang ngăn 3 (các ngăn được ngăn cách với nhau bởi các tấm xốp có đục lỗ nhỏ để nước có thể chảy qua). Đánh giá hiệu quả xử lý với thời gian 3 ngày, 5 ngày trong các trường hợp không bổ sung và có bổ sung SANBOS. Hai thí nghiệm này được tiến hành cách nhau 3 ngày, thí nghiệm không bổ sung SANBOS được tiến hành trước, sau đó tiến hành thí nghiệm có bổ sung SANBOS bằng cách thay lớp lọc sỏi, xỉ than, cát vàng trong ngăn 2 bằng lớp lọc sỏi, xỉ than và cát vàng mới. Ngă n 1 Ngă n 3 Ngă n 2 Sỏ i Xỉ than Cát Nướ c sau khi xử lý Nướ c có chứa phân cò 80cm 80cm Hình 2.4. Sơ đồ mô80cm hình bố trí thí nghiệm xử lý nƣớc bằng lọc sỏi, xỉ than, cát 8 Hình 2.5. Mô hình thí nghiệm xử lý nƣớc bằng phƣơng pháp lọc sỏi, xỉ than, cát Thí nghiệm 5 xử lý nước bằng lọc sỏi, cát và xỉ than có bổ sung EM để xử lý nước mưa chảy tràn lẫn phân cò vạc Thí nghiệm được tiến hành tương tự như thí nghiệm dùng SANBOS. Dùng 0,05 lít EM bổ xung vào hệ thống ngăn lọc 2 (liều lượng khuyến cáo của nhà sản xuất là 1/1000 so với lượng nước thải), phân tích mẫu nước trước khi xử lý và sau 3 ngày, 5 ngày trong các trường hợp có bổ sung EM và không bổ sung EM vào ngăn 2 để xác định hiệu quả thí nghiệm. 2.2.5. Thu mẫu ngoài hiện trƣờng và phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm 2.2.6. Tổng hợp và phân tích số liệu 9 Chƣơng 3 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. NHỮNG NGUYÊN NHÂN CHÍNH LÀM SUY GIẢM CHẤT LƢỢNGMÔI TRƢỜNG ĐẤT ĐẢO CÒ, NƢỚC HỒ AN DƢƠNG 3.1.1. Hoạt động cƣ trú của cò và vạc Đảo Cò là nơi tập trung của một số lượng lớn cá thể cò vạc, hoạt động cư trú của đàn cò vạc này gây ra một số vấn đề môi trường do phân và chất thải của chúng, vi trùng và kí sinh trùng sống kí sinh trên cơ thể cò vạc, xác cò vạc chết. Lượng N, P, K tổng số trung bình trong phân cò vạc lần lượt là 1,75% (N), 2% (P2O5) và 1,25% (K2O). Như vậy hàng năm có khoảng 1.750 kg nitơ, 2.000 kg kali và 1.250 kg phốtpho được thải ra, nếu không có biện pháp xử lý sẽ dẫn đến nguy cơ gây phú dưỡng nước hồ An Dương. 3.1.2. Hoạt động dân sinh 160 nhân khẩu hằng ngày thải xuống hồ An Dương khoảng: 11.200 - 23.200g SS; 7.200 - 8.640g BOD5; 11.520 - 16.320g COD; 384 - 768g NH4+; 960 - 1.920g Nts; 128 640g Pts. Lượng nước thải trực tiếp từ 27 hộ dân sống xung quanh hồ và nguồn thải từ các khu vực dân cư khác xâm nhập vào hồ là nguồn gây suy giảm chất lượng nước hồ. 3.1.3. Hoạt động du lịch Trong những năm gầ n đây , trung bình mỗi năm Đảo Cò đón tiế p khoảng 20.000 lươ ̣t khách du lich ̣ đế n thăm quan . Giả sử thời gian thăm quan tại khu vực là 12h, kết hợp với bảng 3.1, với 20.000 lượt khách/năm thì trung bình một năm có 700 - 1.450 kg TSS; 450 - 540 kg BOD5; 720 - 1.020 kg COD; 24 - 48kg NH4+; 60 - 120kg tổng Nitơ và 8 40kg tổng Photpho được thải ra tại đây. 3.1.4. Hoạt động nông nghiệp 10 a, Trồng trọt Theo điều tra hồ An Dương là nơi tiếp nhận nước từ cánh đồng Đống Trâu, đặc biệt là vào mùa mưa toàn bộ lượng nước từ cánh đồng này được tháo xuống hồ để tránh ngập úng. Do vậy, lượng tồn dư thuốc BVTV và phân bón sẽ theo dòng nước vào hồ. Với cánh đồng Đống Trâu rộng 36ha thì mỗi ngày đã phát sinh lượng chất thải: 4,32kg BOD5; 540kg SS ; 6,84kg Nts; 0,072kg Pts. Như vậy có thể thấy lượng chất ô nhiễm từ đồng ruộng là tương đối lớn, vào mùa mưa một lượng lớn chất ô nhiễm này theo dòng nước vào hồ An Dương là nguy cơ suy giảm chất lượng nước hồ. (+) Chăn nuôi Theo điều tra, tỷ lệ các hộ dân trong xã đã xây hầm chứa Biogas để xử lý chất thải chăn nuôi đạt 60%, số các hộ dân thu gom chất thải chăn nuôi để bón cho cây trồng khoảng 20%. Do vậy, vẫn còn lượng phân của 20% số hộ gia đình được thải vào môi trường và một phần trong số này sẽ trực tiếp và gián tiếp xâm nhập vào hồ qua nhiều con đường. Đây sẽ là một mối nguy hại cho chất lượng hồ vì nếu kết hợp với chất dinh dưỡng có trong phân cò, vạc và lượng phân bón tồn dư xâm nhập vào hồ sẽ gây phú dưỡng nước hồ. Theo kết quả điều tra hiện nay trên địa bàn thôn An Dương và Triều Dương có khoảng 1.500 con lợn, 65 con bò (do hồ An Dương là nơi tiếp nhận nước thải chủ yếu địa bàn thôn An Dương và Triều Dương nên ở đây chúng tôi đưa ra số liệu tính toán lượng chất thải phát sinh từ vật nuôi trên địa bàn thôn An Dương, Triều Dương làm cơ sở tính toán). Với khoảng 1.500 con lợn và 65 con bò hàng ngày sẽ thải ra môi trường: 68.410 203.410 lít nước thải; 973.000g BOD5; 4.545.500g SS; 437.600g Nts; 76.625g Pts. Lượng chất ô nhiễm này nếu không được xử lý sẽ theo hệ thống các kênh mương vào hồ An Dương góp phần làm suy giảm chất lượng nước. 3.2. HIỆN TRẠNG CHẤT LƢỢNG MÔI TRƢỜNG NƢỚC HỒ AN DƢƠNG Kết quả phân tích các mẫu nước được lấy vào mùa mưa (6/2011) và mùa khô (11/2011), và được so sánh với QCVN 08:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt (so sánh với cột A2, B1), từ đó ta có thể đánh giá được hiện trạng chất lượng nước hồ An Dương hiện nay. Nhận xét : Có sự chênh lệch kết quả phân tích các chỉ tiêu hóa học trong nước hồ An Dương giữa mùa mưa và mùa khô , vào mùa mưa, nước mưa và nước tưới tiêu chảy qua hồ An Dương đã pha loañ g và giảm hàm lươ ̣ng các chấ t gây ô nhiễm trong nước hồ , tuy nhiên 11 có một chỉ tiêu như BOD 5, SS có hàm lươ ̣ng cao hơn so với giá tri ̣giới ha ̣n B 1 - theo QCVN08:2008/BTNMT. Các điểm lấy mẫu xung quanh đảo mặc dù bèo lục bình đã hút thu một l ượng lớn các chấ t dinh dưỡng và các chấ t hữu cơ , tuy nhiên do lươ ̣ng phân cũng như các chấ t thải khác của đàn cò vạc là rất lớn , chính vì vậy tại các điểm này các chỉ tiêu hóa học phân tích được cao hơn các điể m khác tr ong hồ . Vì vậy, cầ n phải có các biê ̣n pháp thu gom , xử lý phân cò vạc tránh nguy cơ gây phú dưỡng nguồn nước hồ An Dương . 3.3. HIỆN TRẠNG CHẤT LƢỢNG MÔI TRƢỜNG ĐẤT ĐẢO CÒ Chấ t lươ ̣ng môi trường đấ t , thực vật và nước hồ tại Đảo Cò có m ối liên hệ với nhau. Sự sinh trưởng và phát triể n của thực vâ ̣t tại Đảo Cò chiụ tác đô ̣ng rấ t lớn bởi hàm lươ ̣ng các chấ t dinh dưỡng cũng như các quá trình sinh ho ̣c , hóa học diễn ra trong đất . Vì vâ ̣y nghiên cứu chấ t lươ ̣ng môi trường đấ t là rấ t cầ n thiế t trong viê ̣c bảo tồ n và phát triể n bề n vững các loài chim cư trú tại đây . Nhận xét chất lượng môi trường đất Đảo Cò Nhìn chung, hàm lượng tổng số các chất dinh dưỡng của các mẫu đất tại Đảo Cò dao động từ trung bình đến giàu. Tại những vị trí có cò vạc sinh sống, các chất dinh dưỡng tích lũy nhiều hơn so với các vị trí khác. Điều này có thể thấy rõ qua sự chênh lệch hàm lượng giá trị dinh dưỡng giữa các vị trí lấy mẫu với thang đánh giá tiêu chuẩn. Sự phân hủy một lượng lớn chất hữu cơ có trong phân cò, vạc trong điều kiện hiếu khí đã tạo ra nhiều CO2 và các axit hữu cơ làm chua đất. Sự có mặt của một lượng lớn phân cò cùng với hoạt động sống của chúng là nguyên nhân chủ yếu khiến lá cây bị rụng đồng thời giảm khả năng quang hợp của cây do phân của cò vạc đọng lại trên lá. Đây là nguy cơ ảnh hưởng đến sự bảo tồn và phát triển Đảo Cò. Sự phân hủy các hợp chất hữu cơ từ phân cò vạc và xác cò vạc chết tạo ra các chất khí như NH3, H2S, CH3SH và CH3(CH2)3SH còn làm ô nhiễm môi trường không khí quanh khu vực Đảo Cò. Bên cạnh đó, các loài vi sinh vật cũng như kí sinh trùng trên cơ thể cò, vạc có thể lây truyền dịch bệnh không những cho các gia cầm và thủy cầm mà còn cho con người. Điều này gây hạn chế lớn cho việc phát triển du lịch và bảo vệ sức khỏe người dân tại khu vực. 3.4. GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ĐỂ CẢI THIỆN CHẤT LƢỢNG NƢỚC HỒ AN DƢƠNG VÀ ĐẤT ĐẢO CÒ 3.4.1. Nghiên cứu khả năng sử dụng bèo lục bình để cải thiện chất lƣợng nƣớc hồ An 12 Dƣơng 13 Bảng 3.1. Kết quả thử nghiệm cải thiện chất lƣợng nƣớc bằng bèo lục bình Sau 15 ngày Đơn Đơn vị vị 1 SS mg/l 2 TT Sau 30 ngày Sau 45 ngày Trƣớc khi xử ĐC CT1 CT2 CT3 ĐC CT1 CT2 CT3 ĐC CT1 CT2 CT3 54 50 45,2 49,3 47 48 39,1 45,7 43 46,3 40,3 43 44,5 BOD5 mg/l 17,5 17,3 15,8 17,0 16,5 17,0 12,6 16,9 15,5 16,8 13,6 15,6 15,2 3 COD mg/l 22,7 22 19,6 21,1 20,7 21,7 15,8 20,6 20,2 20,9 16,8 19,6 19,1 4 pH - 6,97 7,01 7,13 7,02 6,99 7,13 7,14 7,13 7,12 7,06 7,03 7,11 5 Pts mg/l 2,34 2,23 1,88 6 Nts mg/l 5,46 5,40 3,47 7 NH4+ mg/l 0,015 0,014 8 NO3- mg/l 3,28 3,24 lý 2,26 2,08 2,20 1,26 5,30 5,19 5,37 3,28 0,01 0,013 0,012 0,012 1,68 2,20 2,32 3,21 2,19 2,01 2,13 1,38 5,13 5,06 5,15 3,25 0,009 0,011 0,009 0,011 0,007 1,50 2,14 2,10 2,29 1,34 2,01 4,98 0,01 1,96 7,09 1,98 4,57 0,008 1,87 Ghi chú: ĐC: Đối chứng (không thả bèo) CT2: Thả bèo 1/2 mặt thùng xốp CT1: Thả bèo 1/3 mặt thùng xốp CT3: Thả kín mặt thùng xốp - 14 - Sau 30 ngày thả bèo hiệu suất xử lý đối với các chỉ tiêu SS, BOD 5, COD lần lượt giảm 27,6%, 28 % và 30,3% ở thùng xốp thả bèo 1/3 diện tích mặt thùng. Khả năng xử lý các chất ô nhiễm của bèo lục bình là do bèo lục bình tạo điều kiện cho các vi khuẩn bám vào cơ thể cũng như bộ rễ chúng để phân hủy các chất hữu cơ. Tuy nhiên, đến thời điểm 45 ngày sau khi thả bèo khả năng xử lý của bèo lục bình giảm dần, chỉ tiêu SS có dấu hiệu tăng nhẹ, nguyên nhân sau 45 ngày thả bèo một số lá bèo già bị úa, bên cạnh đó sự phân hủy của rễ cũng là nguyên nhân làm tăng giá trị SS. Đối với các chỉ tiêu Pts, Nts, NH4+, NO3- sau 45 ngày thả bèo ở thùng xốp thả 1/3 diện tích mặt thùng Pts giảm 41%, Nts, giảm 40,5%, NH4+ giảm 53,3%, NO3- giảm 59,1% so với mẫu ban đầu, và đạt hiệu suất cao hơn rất nhiều so với mẫu đối chứng không thả bèo, nguyên nhân là do bèo đã sử dụng dinh dưỡng cho quá trình sinh trưởng, điều này cho thấy nếu thả bèo xung quanh Đảo Cò sẽ rất hữu ích trong việc giảm một lượng đáng kể lượng N, P do phân cò vạc thải vào hồ, do đó bèo lục bình có tác dụng ngăn chặn nguyên nhân gây phú dưỡng nước hồ. Cũng qua kết quả phân tích trên chúng tôi thấy cùng với một thể tích nước như nhau nhưng hiệu quả xử lý ở thùng thả bèo 1/3 diện tích mặt thùng xốp có hiệu quả xử lý tốt nhất, điều này có thể được giải thích với diện tích phủ kín mặt nước khoảng 30% như vậy sẽ ít gây cản trở sự khuếch tán oxy từ không khí vào trong nước do vậy quá trình tự làm sạch của nước được đảm bảo, hơn nữa với mật độ thả bèo như vậy có thể kiểm soát được mức độ phát triển của đám bèo bằng cách thu vớt định kỳ đảm bảo có thể thu bèo trước khi chúng quá già, hạn chế xác chết của bèo có thể là nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước. 3.4.2. Nghiên cứu khả năng loại bỏ chất ô nhiễm có trong đất Đảo Cò, và nƣớc hồ An Dƣơng bằng cây sậy a, Thí nghiệm sử dụng cây lau sậy xử lý nước lẫn phân cò vạc 15 Bảng 3.2. Kết quả thí nghiệm sử dụng cây sậy xử lý nƣớc lẫn phân cò vạc Kết quả thí nghiệm TT Chỉ tiêu HSXL (%) Đơn vị mg/l Trồng M0 ĐC N1 N2 N3 TB ĐC 125,32 116,15 90,01 96,03 95,12 93,72 7,3 25,2 sậy 1 SS 2 BOD5 mg/l 42,18 37,40 30,12 34,65 28,58 31,12 11,3 26,2 3 COD mg/l 64,14 59,01 45,79 43,16 40,28 43,08 8,0 32,8 4 pH - 7,39 7,21 7,61 7,58 7,65 7,61 - - 5 Pts mg/l 5,98 5,68 2,13 2,24 2,17 2,18 5,0 63,5 6 Nts mg/l 7,28 6,96 5,04 5,51 5,39 5,31 4,4 27,0 7 NH4+ mg/l 3,24 3,02 1,08 1,59 1,32 1,33 6,8 59 8 NO3- mg/l 16,81 15,58 3,93 4,31 4,05 4,10 7,3 75,6 Ghi chú: + M0: Mẫu nước ban đầu + N2: Xử lý nước bằng cây sậy - nhắc 2 + ĐC:Mẫu đối chứng + N3: Xử lý nước bằng cây sậy - nhắc 3 + N1: Xử lý nước bằng cây sậy - nhắc 1 + TB: Trung bình 3 lần nhắc - 16 - Sau 7 ngày, hiệu suất xử lý đạt khá cao, đối với chỉ tiêu SS đạt hiệu suất 25,2% do trong quá trình xử lý xảy ra quá trình lắng làm giảm một phần SS, bên cạnh đó với số lượng lớn các VSV sống xung quanh rễ cây sậy cũng góp phần không nhỏ vào quá trình phân hủy chuyển hóa các hợp chất hữu cơ (hàm lượng BOD5 giảm 26,2% và COD giảm 32,8% so với mẫu ban đầu và cao hơn nhiều so với trường hợp không trồng sậy). Không như các cây khác tiếp nhận oxy không khí qua khe hở của đất và rễ, cây sậy có cơ cấu vận chuyển oxy ở bên trong từ trên ngọn cho tới tận rễ do vậy sậy có thể chịu được điều kiện khắc nghiệt, tốc độ vận chuyển ôxy từ không khí xuống hệ rễ và vùng rễ rất nhanh 5 - 12 g/m2.ngày tạo môi trường hiếu khí cho vùng rễ, được vi sinh vật sử dụng cho quá trình phân huỷ hoá học. Ước tính số lượng vi khuẩn trong đất quanh rễ cây sậy có thể nhiều như số vi khuẩn trong bể hiếu khí kỹ thuật đồng thời phong phú về chủng loại từ 10 - 100 lần, bên cạnh đó bộ rễ cây sậy sẽ cung cấp oxy cho các vi sinh vật sống xung quanh rễ cây sậy hoạt động oxy hóa phân hủy các hợp chất hữu cơ. Các chỉ tiêu NO 3 -, NH4+, Pts, Nts giảm tương đối nhiều sau khi được xử lý bằng sậy đặc biệt là chỉ tiêu NO 3- giảm 75,6%, cũng do các vi sinh vật sống xung quanh rễ sậy tạo điều cho quá trình nitrat hóa NH4+ thành NO2 và NO2 - thành NO3-, mặt khác ở hệ thống xử lý này quá trình nitrat và phản nitrat xảy ra đồng thời do trong hệ thống có cả đới hiếu khí và kị khí nên NO 3 - chuyển thành N2. Ngoài ra, chỉ tiêu Pts cũng giảm nhiều hơn sau khi được xử lý bằng sậy là do một lượng lớn photpho được hấp thụ thông qua bộ rễ của loài thực vật này. b, Thí nghiệm sử dụng cây sậy sậy xử lý đất có lẫn phân cò vạc Bảng 3.3. Kết quả thí nghiệm sử dụng cây lau sậy xử lý đất lẫn phân cò vạc TT Chỉ Đơn tiêu vị Kết quả thí nghiệm M0 ĐC N1 HSXL (%) N2 N3 TB ĐC Trồng sậy 17 1 pHKCl - 7,11 7,13 7,18 7,21 7, 23 7,21 - - 3 Nts % 0,26 0,25 0,22 0,24 0,22 0,22 3,1 12,8 3 P2O5 % 0,28 0,27 0,23 0,21 0,2 0,21 2,2 23,1 4 K2O % 1,47 1,42 1,39 1,35 1,41 1,38 3,4 5,9 Ghi chú: + M0: Mẫu đất ban đầu + ĐC:Mẫu đối chứng + N1: Xử lý đất bằng cây sậy - nhắc 1 + N2: Xử lý đất bằng cây sậy - nhắc 2 + N3: Xử lý đất bằng cây sậy - nhắc 3 + TB: Trung bình 3 lần nhắc Hiệu quả xử lý đối với các chỉ tiêu Nts giảm 12,8%, chỉ tiêu P2O5 giảm 23,1%, chỉ tiêu K2O giảm 5,9%, so với mẫu đối chứng hiệu quả xử lý bằng cách trồng cây sậy có tốt hơn. Các chỉ tiêu Nts, P2O5, K2O là các chỉ tiêu dinh dưỡng vì vậy hiệu quả xử lý đối với các chỉ tiêu này là do nhu cầu dinh dưỡng của thực vật trong quá trình sinh trưởng. Hàm lượng các chất dinh dưỡng giảm nhẹ là do khi mới bắt đầu trồng sậy vào trong thùng xốp hệ rễ của cây sậy chưa ổn định vì vậy nhu cầu dinh dưỡng trong những ngày đầu sau khi trồng chưa cao. Để nâng cao hiệu quả của việc trồng sậy xử lý ô nhiễm môi trường khu vực hồ An Dương, theo chúng tôi nơi tiếp giáp giữa hồ An Dương và Đảo Cò nên trồng sậy với mật độ cao hơn các điểm khác, sậy trồng ở đây sẽ có tác dụng là “hàng rào” giúp ngăn cản phân cò vạc theo nước mưa chảy tràn xuống hồ, ngoài ra sậy còn có tác dụng chống sạc lở bờ Đảo Cò, nếu so với các điểm khác trong hồ thì vùng nước tiếp giáp giữa hồ và Đảo Cò có hàm lượng các chất ô nhiễm cao hơn các vùng khác vì vậy sậy trồng ở vùng tiếp giáp giữa Đảo Cò và hồ An Dương này còn có tác dụng hút thu các chất dinh dưỡng ở vùng nước ven đảo, làm giảm nguy cơ ô nhiễm môi trường nước hồ. 3.4.3. Biện pháp kè bờ bao quanh đảo kết hợp sử dụng lọc (sỏi, xỉ than, cát vàng) và sử dụng hóa chất, chế phẩm sinh học để hạn chế ô nhiễm chất thải của đàn cò, vạc trên đảo. a, Thí nghiệm sử dụng vật liêu lọc sỏi, xỉ than, cát có bổ sung hóa chất SANBOS để xử lý nước mưa chảy tràn lẫn phân cò vạc. 18 Khi chỉ sử dụng hệ thống lọc sỏi, xỉ than và cát vàng thì hàm lượng các chất ô nhiễm giảm từ 9,1 đến 20,1%, như vậy khi qua hệ thống lọc sỏi, xỉ than, cát vàng có khả năng giữ lại một lượng nhất định các chất ô nhiễm có trong phân cò vạc. Khi bổ sung hóa chất SANBOS vào ngăn 2 thì hàm lượng các chất ô nhiễm có trong nước pha phân cò vạc giảm mạnh, trong đó chỉ tiêu giảm mạnh nhất là SS giảm được 70,6% sau 3 ngày xử lý và 72,2% sau 5 ngày xử lý, tiếp đến là chỉ tiêu NO3 - giảm được 69,7% sau 3 ngày và đến ngày thứ 5 thì giảm được 76,9%, các chỉ tiêu khác như BOD5, COD, NH4+, Pts, Nts đều giảm được trên 50% sau 3 ngày xử lý. Với đặc tính có khả năng keo tụ giữ lại các chất ô nhiễm hóa chất SANBOS có tác dụng làm tăng hiệu quả của lớp vật liệu lọc được bố trí bên trong bờ kè bao quanh đảo, hóa chất này được sử dụng chủ yếu trong mùa mưa tháng 6,7,8, khi có mưa phân cò vạc sẽ theo nước mưa chảy qua lớp vật liệu lọc và hóa chất này và sẽ được giữ lại tại đây, tuy nhiên kết quả phân tích cho thấy khoảng cách sự chênh lệch HSXL sau 3 ngày và sau 5 ngày không nhiều vì bản chất của SANBOS là dựa vào khả năng kết tủa, keo tụ để loại bỏ ô nhiễm do đó khi SANBOS đã hết khả năng keo tụ thì hiệu quả xử lý cũng sẽ bị giảm, vì vậy nếu sau mỗi lần mưa thì ban quản lý cần thu gom phân cò vạc đã bị giữ lại bởi lớp lọc cát, xỉ than, sỏi, và sau mỗi lần thu gom như vậy cần bổ xung SANBOS có như vậy mới tăng được khả năng loại bỏ chất ô nhiễm. 19 Bảng 3.4. Kết quả xử lý nƣớc chứa phân cò vạc bằng kè bờ kết hợp lọc sỏi, xỉ than, cát vàng và sử dụng SANBOS Không có SANBOS TT Sau 3 ngày Chỉ tiêu Đơn vị Nƣớc vào KQ 1 SS 2 BOD5 3 mg/l HSXL (%) Có SANBOS Sau 5 ngày KQ HSXL Nƣớc vào (%) Sau 3 ngày KQ HSXL (%) Sau 5 ngày KQ HSXL (%) 196 170 13,3 165 15,8 180 53 70,6 50 72,2 mg/l 47,1 42,5 9,8 40,7 13,6 42,5 20,1 52,7 16,4 61,4 COD mg/l 67 58 13,4 57 14,9 54,4 23 57,7 20,3 62,7 4 pH - 6,65 6,74 - 6,62 - 7,35 7,01 - 7,13 - 5 Pts mg/l 7,34 6,02 18 5,87 20 6,12 2,45 60 2,02 67 6 Nts mg/l 14,5 12,92 10,9 12,76 12 15,91 5,95 62,6 5,21 67,3 7 NH4+ mg/l 5,02 4,22 15,9 4,01 20,1 4,15 1,92 53,7 1,34 67,7 8 NO3- mg/l 21,15 19,22 9,1 18,89 10,7 20,9 6,33 69,7 4,83 76,9 - 20 -