ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

LÊ TUẤN ANH

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ PHÚ DƯỠNG CỦA MỘT SỐ
LOÀI THỰC VẬT THỦY SINH TẠI AO CÁ BÁC HỒ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Khoa học môi trường

THÁI NGUYÊN - 2014


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

LÊ TUẤN ANH

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ PHÚ DƯỠNG CỦA MỘT SỐ
LOÀI THỰC VẬT THỦY SINH TẠI AO CÁ BÁC HỒ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành

: Khoa học môi trường

Hệ đào tạo

của em.
Qua thời gian thực tập em đã rút ra được nhiều kinh nghiệm thực tế mà
khi ngồi trên ghế nhà trường em chưa được biết đến. Em xin chân thành cảm
ơn các thầy cô tại phòng thí nghiệm Khoa môi trường trường ĐHNL đã tạo
điều kiện giúp đỡ, chỉ bảo cho em suốt quá trình thực tập tốt nghiệp.
Do thời gian thực tập ngắn, em còn hạn chế về kiến thức cũng như kinh
nghiệm thực tế nên khoá luận không tránh khỏi những sai sót. Kính mong
nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo để bản báo cáo khoá luận
tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, tháng 05 năm 2014
Sinh viên

Lê Tuấn Anh


MỤC LỤC
Trang
PHẦN I: MỞ ĐẦU ................................................................................................ 1

1.1. Đặt vấn đề. ........................................................................................... 1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu. ............................................................................ 2
1.3. Ý nghĩa của đề tài. ............................................................................... 2
1.4. Yêu cầu của đề tài. ............................................................................... 3
Phần II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ....................................................................... 4

2.1. Cơ sở lý luận. ....................................................................................... 4
2.2 Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước. ............................................ 5
2.2.1 pH: ..................................................................................................... 5
2.2.2. Độ đục: ............................................................................................. 5

3.2.1. Phương pháp lấy mẫu, vân chuyển và bảo quản mẫu: ..................... 29
3.2.2. Phương pháp đánh giá chất lượng nước. ......................................... 29
3.2.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm. ........................................................ 30
3.2.4. Phương pháp xử lý số liệu. .............................................................. 31
3.3. Nội dung nghiên cứu và thảo luận...................................................... 32
3.3.1.Đánh giá hiện trạng chất lượng nước ao cá Bác Hồ......................... 32
3.3.2. Diễn biến về thể tích nước và khối lượng của 3 loại thực vật theo thời
gian........................................................................................................... 32
3.3.3. Diễn biến về hàm lượng đạm trong nước ao cá Bác Hồ................... 32
3.3.4. Diễn biến hàm lượng lân trong nước ao cá Bác Hồ. ........................ 32
3.3.5. Diễn biến về độ trong của nước Ao cá Bác Hồ................................ 32
3.3.6. Diễn biến về hàm lượng COD trong nước ao cá Bác Hồ. ................ 32
PHẦN IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN................................. 33

4.1. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước ao cá Bác Hồ............................ 33
4.2. Diễn biến thể tích nước và khối lượng các loại thực vật trong các mẫu.
................................................................................................................. 34
4.3. Diễn biến về hàm lượng đạm trong các mẫu nước thí nghiệm. ........... 37


4.4. Diễn biến về hàm lượng lân trong các mẫu nước thí nghiệm. ............. 42
4.5. Diễn biến hàm lượng cặn tổng số trong các mẫu nước thí nghiệm. ... 46
4.6. Diễn biến hàm lượng COD trong các mẫu nước thí nghiệm. .............. 50
PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................. 55

5.1. Kết luận: ........................................................................................... 55
5.2. Kiến nghị: .......................................................................................... 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 57
MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG KHÓA LUẬN


Lê Tuấn Anh


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1. Đặc điểm chung của các hồ giàu và nghèo dinh dưỡng......................................9
Bảng 2.2. Đánh giá độ phì nhiêu của nước hồ..................................................................... 10
Bảng 4.1. Một số chỉ tiêu của nước trong ao cá chưa qua xử lý ........................................ 33
Bảng 4.2. Diễn biến thể tích nước trong các mẫu sau xử lý ............................................... 34
Bảng 4.3. Diễn biến khối lượng các loại cây qua các khoảng thời gian khác nhau. ........ 36
Bảng 4.4. Kết quả nghiên cứu khả năng xử lý N-Tổng số của bèo tây, ngổ trâu và rau
muống tại phòng thí nghiệm. ............................................................................... 39
Bảng 4.5. Kết quả nghiên cứu khả năng xử lý P-Tổng số của Bèo tây, ngổ trâu và rau
muống tại phòng thí nghiệm. ............................................................................... 43
Bảng 4.6. Kết quả nghiên cứu khả năng xử Cặn_Tổng số của Bèo tây, ngổ trâu và
rau muống tại phòng thí nghiệm.......................................................................... 46
Bảng 4.7. Kết quả nghiên cứu khả năng xử lý COD của Bèo tây, ngổ trâu và rau
muống tại phòng thí nghiệm. ............................................................................... 50


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1 Con đường chuyển tải các nguồn gây ô nhiễm phú dưỡng tới hồ..................... 11
Hình 4.1. Diễn biến thể tích nước sau các khoảng thời gian xử lý bằng bèo tây, cây
ngổ và rau muống.................................................................................................. 35
Hình 4.2. Tỷ lệ tăng trưởng khối lượng của bèo tây, cây ngổ và rau muống sau các
khoảng thời gian khác nhau. ................................................................................ 36
Hình 4.3 Khả năng xử lý N-Tổng số của bèo tây, cây ngổ và rau muống trong phòng
thí nghiệm .............................................................................................................. 39
Hình 4.4 Hiệu xuất xử lý N_Tổng số của bèo tây, cây ngổ và rau muống trong phòng


PHẦN I
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề.
Nước là một trong những nguồn tài nguyên quý giá của nhân loại.
Nước giữ vai trò quan trọng trong các quá trình sống, từ đơn giản đến phức
tạp. Trong những năm gần đây các cụm từ: “môi trường”, “ô nhiễm môi
trường”, “sinh thái học và bảo vệ môi trường” thường được nhắc đến không
chỉ riêng ở Việt Nam chúng ta mà đang vang lên như lời cảnh tỉnh trên toàn
thế giới. Mỗi ngày con người đã đưa hàng triệu tấn chất thải vào môi trường
nói chung, môi trường nước nói riêng, phần nhiều trong số này là các thành
phần mang tính độc hại. Đặc biệt, vấn đề ô nhiễm dinh dưỡng trong các thủy
vực đang làm cho chất lượng nước thay đổi theo chiều hướng bất lợi, kể cả
cho các mục đích sử dụng nước và hệ sinh thái. Một trong những hậu quả
chính của ô nhiễm dinh dưỡng là hiện tượng phú dưỡng.
Phú dưỡng (eutrophication) một dạng suy giảm chất lượng nước
thường xảy ra ở các hồ chứa, với hiện tượng nồng độ các chất dinh dưỡng
nitơ, phospho trong hồ tăng cao, tỷ lệ P/N cao do sự tích lũy tương đối P so
với N, làm bùng phát các loại thực vật nước (như rong, tảo..), tăng các chất lơ
lửng, chất hữu cơ, làm suy giảm lượng oxy trong nước, gây ô nhiễm môi
trường, cân bằng sinh thái bị thay đổi, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe và cuộc
sống của con người
Đã có một số nghiên cứu nhằm giảm thiểu hiện trạng nước phú dưỡng
bằng các loài thực vật thủy sinh. Phương pháp này tuy không giải quyết triệt
để được các thành phần gây ô nhiễm nhưng chi phí lại thấp, đối tượng nghiên
cứu phổ biến, thân thiện với con người. Tuy nhiên, tùy theo điều kiện từng
vùng và mức độ phú dưỡng môi trường nước khác nhau mà việc lựa chọn loài
thực vật thủy sinh thích hợp là rất quan trọng.
Xuất phát từ thực tế đó, với mong muốn góp phần nghiên cứu và giải


nước phục vụ sau này.
- Đánh giá khả năng xử lý một vài tác nhân phú dưỡng của lục bình, rau
muống và rau ngổ.
1.4. Yêu cầu của đề tài.
- Đánh giá chính xác về chất lượng nước ao cá Bác Hồ trường ĐHNL
Thái Nguyên
- Các số liệu điều tra, xử lý, phân tích phải trung thực chính xác.
- Giải pháp đưa ra phù hợp với điều kiện của khu vực.


4

Phần II
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Cơ sở lý luận.
Một số khái niệm:
- Ô nhiễm môi trường theo luật bảo vệ môi trường năm 2005 của Việt
Nam: “Ô nhiễm môi trường là sự làm thay đổi tính chất của môi trường, vi
phạm Tiêu chuẩn môi trường”.
- Trên thế giới, “ô nhiễm môi trường được hiểu là việc chuyển các chất
thải hoặc năng lượng vào môi trường đến mức có khả năng gây hại đến sức
khỏe con người, đến sự phát triển sinh vật hoặc làm suy giảm chất lượng môi
trường. Các tác nhân ô nhiễm bao gồm các chất thải ở dạng khí (khí thải),
lỏng (nước thải), rắn (chất thải rắn) chứa hóa chất hoặc tác nhân vật lý, sinh
học và các dạng năng lượng như nhiệt độ, bức xạ”
Tuy nhiên môi trường chỉ được coi là bị ô nhiễm nếu trong đó hàm
lượng, nồng độ hoặc cường độ các tác nhân trên đạt đến mức có khả năng
gây tác động xấu đến con người, sinh vật và vật liệu. [8].
- Ô nhiễm nước theo hiến chương Châu Âu về nước đã định nghĩa: “ Ô

suốt và không có màu. Độ đục do các chất rắn lơ lửng gây ra. Những hạt vật
chất gây đục thường hấp phụ kim loại cùng các vi sinh vật gây bệnh. Nước
đục còn ngăn cản quá trình chiếu sáng của mặt trời xuống đáy thủy vực làm
giảm quá trình quang hợp và nồng độ oxy hòa tan trong nước[5].
2.2.3. Mùi.
- Mùi hôi thối khó ngửi của nước thải do các chất hữu cơ của nước thải
bị phân hủy, mùi của hóa chất, dầu mỡ trong nước. Các chất có mùi như NH3,
CH4, H2S, các amin, các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh
- Có thể xác định mùi của nước theo phương pháp đơn giản sau: Mẫu
nước có trong bình đậy nắp kín, lắc khoảng 10 – 20s sau đó mở nắp, ngửi mùi
rồi đánh giá không mùi, mùi nhẹ, trung bình, nặng và mùi rất nặng.[9]


6

2.2.4. Hàm lượng chất rắn.
- Tổng chất rắn (TSS) là thông số quan trọng đặc trưng nhất của nước
thải. Nó bao gồm các chất rắn nổi lơ lửng và keo tan. Các chất rắn lơ lửng có
thể dẫn đến làm tăng khả năng bùn và điều kiện kỵ khí khi thải nước vào môi
trường không qua xử lý.
- TSS được xác định bằng trọng lượng thô phần còn lại khi cho bay hơi
1 lít nước trên bếp cách thủy rồi sấy khô ở 103 0C cho đến khi trọng lượng
không đổi. Đơn vị tính bằng mg/l (hoặc g/l)[10].
2.2.5. Hàm lượng oxy hòa tan (DO).
- Hàm lượng oxy hòa tan là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất vì
oxy không thể thiếu được với các sinh vật. Oxy duy trì quá trình trao đổi chất
sinh ra năng lượng cho sự sinh trưởng, sinh sản và tái sinh sản xuất. Khi thải
các chất thải vào nguồn nước quá trình oxy hóa chúng xẽ làm giảm nồng độ
oxy hòa tan trong các nguồn nước này, thậm chí có thể đe dọa sự sống của các
loài cá cũng như các sinh vật trong nước.

dùng chất oxy hóa mạnh trong môi trường acid để oxy hóa chất hữu cơ[9].
- Ví dụ dùng chất oxy hóa mạnh như K2CrO7 thì phương trình phản ứng
như sau;
Chất hữu cơ + CrO72- + H+

CO2 + H2O + Cr3+.

Sau đó đem đo mật độ quang của dung dịch phản ứng trên, dựa vào
đường chuẩn để xác định giá trị COD. Vì chỉ số COD biểu thị cả lượng chất
hữu cơ không bị oxy hóa bởi vi sinh vật nên giá trị COD bao giờ cũng cao
hơn giá trị BOD
2.2.8. Tổng số nitơ (T-N).
- Nitơ tổng số là tổng các hàm lượng nitơ hữu cơ, amoniac, nitrit,
nitrat, chúng có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái nước. Vì vậy trong xử lý
nước thải cùng với các chỉ số trên người ta cần xác định chỉ số tổng nitơ.
- Hàm lượng nitơ hữu cơ được xác định bằng phương pháp Kendal.
Tổng nitơ Kendal là tổng nitơ hữu cơ và amoniac. Chỉ tiêu amoniac thường
được xác định bằng phương pháp so màu.
- Để xác định được nitơ theo phương pháp Kendal người ta phá mẫu
bằng H2SO4 đặc nóng, khi đó các dạng nitơ hữu cơ chuyển về dạng ion NH4+
chuyển thành NH3 sau đó tách NH3 được cất tách ra và xác định bằng chuẩn độ.


8

2.2.9.Tổng hàm lượng photpho (T-P).
- Hợp chất của phospho tồn tại trong nước với các dạng H2PO4-, HPO42, PO43-, các polyphosphate như Na3(PO3)6 và phospho hữu cơ. Đây là một
trong những nguồn dinh dưỡng cho thực vật dưới nước, gây ô nhiễm và góp
phần thúc đẩy hiện tượng phú dưỡng ở các thủy vực[9].
- Hàm lượng phospho thừa trong nước thải làm cho các loại tảo, các


Nông

Oxy trong nước mùa hè

Có

Không

Tảo

Nhiều loại, mật độ và
năng suất thấp, chủ yếu
là Chlorophyceae.

Ít loại, mật độ và năng
suất cao, chủ yếu là
Cyanobacteria

Tảo nở hoa

Ít

Nhiều

Nguồn dinh dưỡng thực
vật

Ít


1.1. Đặt vấn đề. ........................................................................................... 1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu. ............................................................................ 2
1.3. Ý nghĩa của đề tài. ............................................................................... 2
1.4. Yêu cầu của đề tài. ............................................................................... 3
Phần II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ....................................................................... 4

2.1. Cơ sở lý luận. ....................................................................................... 4
2.2 Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước. ............................................ 5
2.2.1 pH: ..................................................................................................... 5
2.2.2. Độ đục: ............................................................................................. 5
2.2.3. Mùi. .................................................................................................. 5
2.2.4. Hàm lượng chất rắn........................................................................... 6
2.2.5. Hàm lượng oxy hòa tan (DO). ........................................................... 6
2.2.6. Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD). ........................................................... 6
2.2.7. Nhu cầu oxy hóa học (COD). ............................................................ 7
2.2.8. Tổng số nitơ (T-N). .......................................................................... 7
2.2.9.Tổng hàm lượng photpho (T-P)......................................................... 8
2.3. Các khái niệm liên quan đến phú dưỡng hóa ........................................ 8
2.4. Nguyên nhân và hậu quả của sự phú dưỡng ....................................... 10
2.4.1. Nguyên nhân. .................................................................................. 10
2.4.2. Hậu quả của sự phú dưỡng. ............................................................. 13
2.5. Các phương pháp chống lại phú dưỡng nước. ................................... 15
2.6. Vai trò của thực vật thủy sinh trong xử lý nước phú dưỡng................ 18
2.7. Một số mô hình công nghệ sử dụng thực vật thủy sinh để xử lý nước.20
2.7.1 Hệ thống dòng chảy trên bề mặt (surface flow wtlands: SF): hay hệ
thống bề mặt nước thoáng (free water surface:FWC). ............................... 21


11


(theo Rying, Rast, 1989) ( Hồ Thanh Hải và cộng sự, 1998)
Nguồn dinh dưỡng ngoại lai được phân biệt bởi nguồn điểm ( Point
Sources) và nguồn không điểm ( Non – point Sources). Nguồn dinh dưỡng


12

điểm là nguồn gây ô nhiễm có thể xác định được vị trí, lưu lượng cụ thể, ví dụ
như các nguồn nước thải từ đô thị, nước thải công nghiệp, nước thải sinh
hoạt…Nguồn không điểm là nguồn không xác định được cụ thể vị trí, lưu
lượng, ví dụ nước chảy tràn ở khu đô thị, nông thôn, nước mưa bị ô nhiễm
(Lê THị Thanh Hương, 1998; Đặng Thanh và cộng sự, 2007).
Nguồn dinh dưỡng nội tại trong hồ (internal sources): là sản phẩm của
quá trình quang hợp, trao đổi chất và năng lượng trong chu trình sống của các
loài sinh vật thủy sinh. Các yếu tố như nhiệt độ, ánh sáng, sự thoát nước chậm
gây ứ đọng cũng có thể là nguyên nhân gây nên hiện tượng nở hoa của tảo.
Các nguồn gây ô nhiễm cụ thể gồm:
- Nước thải đô thị: khoảng 70-90% tổng lượng nước sử dụng của đô thị
chảy vào cống thoát nước.
- Nước thải sinh hoạt: phát sinh từ các hộ gia định, bệnh viện, khách
sạn, cơ quan, trường học, chứa các chất thải trong quá trình sinh hoạt.
- Nước thải công nghiệp: từ các cơ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ
công nghiệp, giao thông vận tải …Nước thải công nghiệp không có thành phần
cơ bản giống nhau, nó phụ thuộc vào ngành sản xuất, ví dụ: nước thải của các
xí nghiệp chế biến thực phẩm thường chứa một lượng lớn các chất hữu cơ .
Tùy theo mức độ xử lý, nước thải công nghiệp xẽ được hòa vào hệ thống thoát
nước chung hay hệ thống thoát nước riêng (Brault Jean loius, 1999)[9]
- Các nguồn từ nông thôn: gồm nguồn nông nghiệp, lâm nghiệp và dân
cư. Trong đó nguồn nông nghiệp là nguồn quan trọng nhất ( Brittin Wesley
E., và cộng sự, 1972)[9]

hợp, nhưng vào ban đêm nồng độ oxy giảm xuống ở mức rất thấp thậm chí
bằng 0 do sự hô hấp của tảo. Mặt khác nồng độ oxy hòa tan thấp vào ban
đêm cũng do nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) của các sinh vật phân hủy các tảo
chết. Điều này ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống các thủy sinh vật sống
trong hồ, đặc biệt là các ( Brittin Wesley E., và cộng sự, 1972; Ellis K. V., và
cộng sự 1989; Larkin P.A., và cộng sự 1974; Palmerc. Mervin…, 1980)[9].
Các điều kiện kị khí ở nước mà sunfat bị khử thành hydrosunfua (H2S) gây


14

độc cho tất cả các sinh vật sống ở tầng nước sâu ( Ellis K. V., và cộng sự
1989.; Palmer C.Mervin.., 1980.)[9]
Theo Andersen P, 1996 hiện tượng nở hoa của tảo độc trong hồ phú
dưỡng là hiện tượng mật độ của một hoặc một số loài tảo độc tăng bất thường
đạt tới mức có thể gây nguy hại tới các sinh vật khác. Sự nở hoa của tảo độc
phát triển (dạng bọt có mùi, vị và nhìn thấy được), chúng có thể tiết độc chất
ra môi trường nước, tạo nên một lớp váng dày, có khi lên đến vài cm trên bề
mặt thủy vực. Làm thay đổi màu nước, giảm hiệu suất của chuỗi thức ăn vì
những sinh vật ăn tảo bình thường không thể ăn chúng được và khi tàn lụi
chúng sẽ gây ra mùi hôi thối, ô nhiễm môi trường, có thể gây thiệt hại với
ngành du lịch( Nguyễn Xuân Nguyên và cộng sự, 2004; Nelson D.L., Cox M.
M, 2000)[9]
Về mặt sức khỏe, hầu hết cả con người, động vât nuôi, chim… đều rất
nhạy cảm với độc tố do tảo độc hại sinh ra. Thông thường đó là các chất rất
độc với con người như: Hepatotoxin ( gây ung thư gan), Neurotoxin ( gây độc
thần kinh), hay chỉ đơn thuần là các chất gây dị ứng da và mắt ( Đặng Diễm
Hồng, 2006). Khi tầng nước mặt bị che phủ bởi các lớp váng tảo nở hoa,
người ta phải lấy nước cấp ở tầng sâu hơn. Nếu sử dụng nước cấp này có thể
gây ra một số vấn đề nghiêm trọng: gây tắc các ống lọc nước, làm giảm tuổi

gian........................................................................................................... 32
3.3.3. Diễn biến về hàm lượng đạm trong nước ao cá Bác Hồ................... 32
3.3.4. Diễn biến hàm lượng lân trong nước ao cá Bác Hồ. ........................ 32
3.3.5. Diễn biến về độ trong của nước Ao cá Bác Hồ................................ 32
3.3.6. Diễn biến về hàm lượng COD trong nước ao cá Bác Hồ. ................ 32
PHẦN IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN................................. 33

4.1. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước ao cá Bác Hồ............................ 33
4.2. Diễn biến thể tích nước và khối lượng các loại thực vật trong các mẫu.
................................................................................................................. 34
4.3. Diễn biến về hàm lượng đạm trong các mẫu nước thí nghiệm. ........... 37