ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG LOẠI BỎ CHẤT Ô NHIỄM AO NUÔI CÁ TRA (Pangasianodon hypophthalmus) BẰNG LỤC BÌNH (Eichhornia crassipes) TRÊN MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC DÒNG CHẢY MẶT

- Để giảm thiểu các chất ô nhiễm từ nước thải ao nuôi cá tra trước khi đưa ra ngoài môi trường và tìm ra phương pháp xử lý thích hợp, thí nghiệm được bố trí với 4 nghiệm thức:.
- (1) nước thải (đối chứng), (2) nước thải + lục bình, (3) nước thải + lục bình + sục khí, (4) nước thải + lục bình + sục khí + vi sinh, mỗi nghiệm thức có bốn ngăn với 4 lần lặp lại, ngăn có kích thước 63x43x50 cm, với lưu lượng nạp 150L/ngày/hệ thống.
- Kết quả nghiên cứu cho thấy, ở nghiệm thức đối chứng và nghiệm thức lục bình có hàm lượng N- NH 4.
- Các nghiệm thức lục bình + sục khí và nghiệm thức lục bình + sục khí + vi sinh mang lại hiệu suất xử lý cao.
- Trọng lượng tươi của lục bình sau 96 ngày ở ngăn đầu tiên của nghiệm thức 2 và 4 so với ban đầu tăng tương ứng 21,7.
- Lục bình chết theo thứ tự tăng dần ở ngăn 2, 3, 4 đối với các nghiệm thức có sục khí.
- Nghiệm thức 3 có hiệu quả xử lý tốt nhất ở ngăn đầu tiên..
- Lục bình (E.
- Các nghiệm thức bao gồm các nghiệm thức (1) nước thải (đối chứng) (ĐC), (2) nước thải + lục bình (LB), (3) nước thải + lục bình + sục khí (LB+SK), (4) nước thải + lục bình + sục khí + vi sinh (LB+SK+VS).
- Ở mỗi nghiệm thức nước thải chảy qua 4 ngăn theo nguyên tắc bậc thang.
- Thí nghiệm sử dụng 4 bể nuôi cá 1,2 m 3 /bể, nước thải từ bể nuôi cá được đưa vào bể phân phối (trộn nước thải cho đồng nhất) sau đó cho vào các nghiệm thức được minh họa ở Hình 1.
- Đối với nghiệm thức có sục khí thì duy trì DO>6 mg/L (lưu lượng khí 2 L/phút/ngăn).
- Riêng nghiệm thức lục bình + sục khí + vi sinh được cấy 2 dòng vi sinh chuyển hóa nitơ Bacillus sp dòng AGT.077.03 và vi sinh tích lũy polyphosphate Bacillus subtilis dòng DTT.001L, các dòng vi sinh này được cấy lần lượt với mật độ 10 7 /mL và 10 6 /mL.
- Hệ thống được vận hành chảy liên tục, nước thải ra từ 4 bể nuôi cá sẽ được trộn đều ở bể phân phối (gồm 4 bể thông nhau) để có được lượng nước thải đầu vào đồng nhất giữa các nghiệm thức..
- Nước đầu vào các nghiệm thức được điều chỉnh lưu lượng Q=150 L/ngày.
- Sinh trưởng lục bình.
- ra các nghiệm thức.
- Nhiệt độ được khảo sát ở từng ngăn của tất cả các nghiệm thức cả 3 đợt dao động trong khoảng từ 25,6-29,8 o C, theo nghiên cứu của Dương Nhựt Long (2003), nhiê ̣t đô ̣ trong ao nuôi cá tra dao đô ̣ng trong khoảng 28-29 o C, nhưng theo Boyd et.
- Ở từng nghiệm thức nhiệt độ có khuynh hướng giảm dần qua các ngăn (từ đầu vào đến đầu ra) (p<0,05).
- Nhiệt độ của nghiệm thức ĐC tương ứng từng ngăn luôn cao hơn các nghiệm thức khác ở ngăn thứ 2, 3, 4 ở cả 3 đợt thu mẫu, trừ.
- Nguyên nhân nhiệt độ ở nghiệm thức ĐC cao hơn các nghiệm thức còn lại vì ở nghiệm thức này không được che phủ bởi lục bình (Bảng 3)..
- Đối với chỉ tiêu pH qua các đợt khảo sát dao động trong khoảng qua từng ngăn pH có khuynh hướng tăng dần từ đầu vào đến đầu ra (p<0,05), đối với các nghiệm thức pH tăng dần theo thứ tự LB<.
- Điều đó thể hiện rõ ở nghiệm thức đối chứng không có lục bình che phủ nên nhiệt độ tăng đã dẫn đến pH tăng đồng thời tảo phát triển đã dẫn đến hàm lượng CO 2 trong nước giảm nên góp phần làm tăng pH qua các ngăn p<0,05)..
- tiêu Nghiệm thức Các ngăn.
- Trong đó, DO ở nghiệm thức LB có hàm lượng oxy hòa tan thấp nhất 3,28-4,83 mg/L và có khuynh hướng tăng dần từ ngăn 1 đến ngăn 4, đối với các nghiệm thức có sục khí dao động 5,75-7,46 mg/L.
- Qua từng ngăn, DO tăng dần từ đầu vào đến đầu ra (p<0,05) và so sánh giữa các nghiệm thức nồng độ DO tăng dần theo thứ tự LB<.
- Kết quả này cũng phù hợp với nhiệt độ ở các nghiệm thức qua từng ngăn vì DO (bão hòa) trong nước tỉ lệ nghịch với nhiệt độ (IP et al., 2001).
- Điều đó thể hiện rõ ở nghiệm thức LB có bề mặt bị lục bình che phủ nên bề mặt ít tiếp xúc với ánh sáng, tảo không phát triển và không được sục khí nên hàm lượng DO thấp hơn các nghiệm thức còn lại..
- Với các nghiệm thức có sục khí nồng độ N-NH 4 + đều giảm >90% so với đầu vào và đạt quy chuẩn cột A2-QCVN 08:2008/BTNMT ngay ở ngăn đầu tiên.
- ngược lại đối với 2 nghiệm thức không sục khí thông số này không đạt quy chuẩn A2-QCVN 08:2008/BTNMT ở tất cả các ngăn mặc dù hiệu suất xử lý ở nghiệm thức LB rất cao sau khi qua 4 ngăn.
- Mặt khác, N-NH 4 + cũng có thể mất đi do bay hơi ở dạng NH 3 vì pH của môi trường nước ở một số nghiệm thức này khá kiềm (giá trị pH Trương Quốc Phú và Vũ Ngọc Út, 1990)..
- Hình 2: Diễn biến N-NH 4 + giữa các nghiệm thức qua từng ngăn của từng đợt.
- Ở thời điểm 32 ngày, nồng độ nitrit ở đầu vào của cả 4 nghiệm thức đều thấp, ở mức 0,005 mg/L.
- Khi qua ngăn 1 nồng độ nitrit tăng mạnh ở cả 4 nghiệm thức ĐC, LB, LB + SK, LB + SK + VS tương ứng với các giá trị lần lượt là 0,20.
- 0,27 mg/L, đặc biệt ở nghiệm thức LB + SK và LB + SK + VS cùng với đó là sự giảm mạnh nồng độ NH 4 + /NH 3 của hai nghiệm thức này ở thời điểm ngày.
- Qua đó cho thấy, quá trình nitrit hóa diễn ra mạnh ở nghiệm thức LB + SK và LB + SK + VS.
- Do hiệu quả chuyển hóa nitrit của nghiệm thức LB + SK và LB + SK + VS cao hơn 2 nghiệm thức còn lại nên tại ngăn 3, hai nghiệm thức này đã đạt quy chuẩn cột A2-QCVN 08- 2008/BTNMT..
- Nguyên nhân nồng độ nitrit cao ở nghiệm thức ĐC, LB cũng như sự chuyển hóa nitrit ở nghiệm thức LB + SK + VS là do vi sinh tham gia quá trình nitrat hóa gồm 2 nhóm Nitrosomonas và Nitrobacter (Mitsch and Gosselink, 2000)..
- Do đó, nghiệm thức không sục khí (ĐC, LB) có nồng độ nitrit cao hơn các nghiệm thức có sục khí (LB + SK, LB + SK + VS).
- Ngược lại, đối với nitrat có khuynh hướng tăng dần từ đầu vào đến ngăn 1 và 2 và sau đó có khuynh hướng giảm dần từ ngăn 3 và 4 (p<0,05) và đối với các nghiệm thức có khuynh hướng tăng dần từ ĐC đến các nghiệm thức sục khí.
- Nồng độ nitrat ở các nghiệm thức có sục khí giảm ở các ngăn do quá trình hấp thu của lục bình (Lê Hoàng Việt, 2003)..
- Giữa nghiệm thức có bổ sung vi sinh (LB+SK+VS) chuyển hóa nitơ Bacillus sp.
- dòng AGT.077.03 và nghiệm thức LB+SK không có sự khác biệt (p>0,05)..
- Hình 3: Diễn biến nitrit giữa các nghiệm thức qua từng ngăn của từng đợt.
- Hình 4: Diễn biến nitrat giữa các nghiệm thức qua từng ngăn của từng đợt.
- 0,05 mg/L) thì nghiệm thức ĐC, LB + SK, LB + SK + VS đạt tiêu chuẩn ngay từ ngăn đầu tiên (Hình 5).
- Đối với nghiệm thức LB + SK + VS và nghiệm thức LB + SK tăng cao có ý nghĩa thống kê sau khi qua ngăn 2 và tiếp tục tăng ở ngăn 3, 4.
- Ở ngăn thứ 2, 3, 4 của các nghiệm thức có sục khí, do hàm lượng N-NH 4 + thấp (<0,5 mg/L) nên Lục bình ở các ngăn 3, 4 chết ở thời điểm 32 ngày.
- và ở thời điểm 64 ngày từ ngăn thứ 2, do lục bình bị chết nên quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ trong các ngăn 2, 3 và 4 đã dẫn đến hàm lượng H 2 S tăng trở lại ở các nghiệm thức có sục khí (Reddy et al., 1989).
- Ở nghiệm thức đối chứng, do ảnh hưởng của ánh nắng mặt trời nên tảo phát triển nhiều và nhiệt độ tăng cao làm gia tăng lượng oxy trong nước thải, điều này làm giảm lượng CO 2 trong nước, đồng thời làm giảm H.
- Hình 5: Diễn biến H 2 S giữa các nghiệm thức qua từng ngăn của từng đợt.
- Diễn biến nồng độ CO 2 qua từng ngăn của từng nghiệm thức cũng tương tự chỉ tiêu H 2 S vì cả hai đều là sản phẩm của quá trình phân hủy kỵ khí của chất hữu cơ.
- Sau khi qua hệ thống nồng độ CO 2 giảm dần từ đầu vào đến đầu ra qua từng ngăn (p<0,05) và đạt Thông tư ngành (<12 mg/L) ngay từ ngăn đầu tiên ở cả 3 thời điểm khảo sát đối với 2 nghiệm thức có sục khí (LB+SK;.
- Hình 6: Diễn biến CO 2 giữa các nghiệm thức qua từng ngăn của từng đợt.
- giữa các nghiệm thức không có sự khác biệt có ý nghĩa.
- Trong đợt thu mẫu cuối, tại ngăn 2, 3, 4 các nghiệm thức sục khí có xu hướng tăng lên có thể do Lục bình ở các ngăn này chết và phân hủy dẫn đến tái ô nhiễm.
- Hình 7: Diễn biến SS giữa các nghiệm thức qua từng ngăn của từng đợt.
- Hình 8: Diễn biến phosphat giữa các nghiệm thức qua từng ngăn của từng đợt.
- Tại thời điểm 32 ngày sau khi bố trí thí nghiệm, nồng độ PO 4 3- ở đầu vào cao hơn các ngăn còn lại trong hầu hết các đợt thu mẫu và nồng độ giảm dần ở nghiệm thức LB, nồng độ dao động từ 0,76-1,26 mg/L.
- Giữa các nghiệm thức trong cùng ngăn không có khác biệt có ý nghĩa thống kê (p>0,05)..
- Nghiệm thức ĐC không có sự khác biệt qua các ngăn, các nghiệm thức LB, LB + SK, LB + SK + VS ở ngăn 4 khác biệt có ý nghĩa thống kê so với đầu vào (p<0,05).
- Qua đó cho thấy, nghiệm thức có chứa Lục bình có khả năng làm giảm nồng độ PO 4 3- với hiệu suất xử lý qua ngăn 1 từ và từ khi qua 4 ngăn so với đầu vào.
- Không có sự khác biệt (p>0,05) giữa nghiệm thức có nuôi cấy vi khuẩn tích lũy polyphosphat Bacillus subtilis dòng DTT.001L..
- Giữa các nghiệm thức trong cùng ngăn không khác biệt (p>0,05).
- Giữa các ngăn của từng nghiệm thức khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05) (ngoại trừ nghiệm thức LB + SK).
- BOD 5 có xu hướng giảm dần qua cấp thùng 1 với hiệu suất xử lý từ ở các nghiệm thức ĐC, LB, LB + SK, nghiệm thức LB có hiệu suất xử lý cao nhất.
- Riêng đối với nghiệm thức LB + SK + VS hàm lượng BOD 5.
- Theo nghiên cứu của Võ Thị Kim Hằng (2007), hiệu suất xử lý nước thải chăn nuôi của Lục bình tại thời điểm 30 ngày là 74,78%.
- Thời gian tồn lưu nước thải trong ngăn 1 và 2 tương ứng 21,6 và 43,2 giờ, với thời gian tồn lưu thấp, nghiệm thức LB + SK và LB + SK + VS chưa xử lý đạt Thông.
- Nồng độ (mg/L).
- Đối chứng Lục bình Lục bình+Sục khí.
- Lục bình+Sục khí+Vi sinh TT 44/2010 BNN&PTNT.
- Như vậy, các nghiệm thức có sục khí đạt yêu cầu Thông tư 44/2010 BNN&PTNT ở ngăn thứ 4, nghiệm.
- Riêng nghiệm thức ĐC, dù hàm lượng BOD 5 đã giảm ở các ngăn 1, 2, 3 nhưng lại tăng trở lại ở ngăn cuối..
- Hình 9: Diễn biến BOD 5 giữa các nghiệm thức qua từng ngăn của đợt 96 ngày.
- Ghi chú: Trong cùng một ngăn, các nghiệm thức có chữ cái in hoa ( A, B, C và D ) khác nhau thì khác biệt nhau về ý nghĩa thống kê (p<0,05) và ngược lại.
- 3.3 Sự sinh trưởng và phát triển của lục bình trong hệ thống.
- Tại thời điểm bố trí thí nghiệm, trọng lượng tươi của lục bình ở từng ngăn dao động từ 385- 415g (p>0,05) (Hình 10).
- Sau 96 ngày bố trí thí nghiệm, trọng lượng lục bình ở các nghiệm thức dao động từ g, giảm dần qua từng ngăn (p<0,05).
- Đối với các nghiệm thức có sục khí lục bình chết dần hoàn toàn từ ngăn thứ 2 đến 4 sau 96 ngày vận hành.
- So với thời điểm bố trí thí nghiệm, mức độ tăng trưởng của lục bình ở các nghiệm thức LB, LB + SK, LB + SK + VS tăng lần lượt 21,65.
- 31,00 và 26,38 lần so với trước khi bố trí, đồng thời ở ngăn 2, 3, 4 lục bình chỉ sống được ở nghiệm thức LB tương ứng với các ngăn thì trọng lượng tươi trung bình lần lượt là và 725 g (tăng 14,69.
- Mức tăng trưởng của các nghiệm thức sục khí thấp hơn nghiệm thức LB có thể là do nồng độ NH 4 + ở nghiệm thức LB cao hơn..
- 5,97 cm so với thời điểm bố trí, đối với nghiệm thức có sục khí lục bình bị chết ở ngăn 3 và 4.
- Ở ngăn đầu tiên các nghiệm thức được sục khí có chiều dài rễ dài hơn nghiệm thức LB (p<0,05).
- Chiều dài rễ ở ngăn đầu tiên của nghiệm thức LB <.
- Hình 10: Trọng lượng lục bình của các nghiệm thức qua từng ngăn.
- Hình 11: Chiều dài lá lục bình của các nghiệm thức qua từng ngăn.
- Hình 12: Chiều dài rễ lục bình của các nghiệm thức qua từng ngăn.
- Các nghiệm thức đều đạt chuẩn cột A2 QCVN 08:2008/BTNMT đối với chỉ tiêu amonium và nitrat, riêng nitrit các nghiệm thức có sục khí đạt chuẩn cột A2 QCVN 08:2008/BTNMT ở ngăn 2 trong khi đó nghiệm thức LB và ĐC qua 4 ngăn vẫn chưa đạt cột A2 QCVN 08:2008/BTNMT..
- Lục bình Lục bình + sục khí Lục bình + sục khí + vi sinh.
- Hiệu suất xử lý H 2 S của các nghiệm thức LB là 68%, các nghiệm thức còn lại đều làm giảm H 2 S hoàn toàn ở ngăn đầu tiên và đạt tiêu chuẩn ngành..
- Nồng độ CO 2 ở các nghiệm thức (LB+SK và LB+SK+VS) giảm đạt quy chuẩn ngành ngay ngăn đầu tiên (ngoại trừ nghiệm thức LB), nghiệm thức ĐC đạt ngăn 2.
- Nghiệm thức LB có hiệu suất xử lý thấp nhất chỉ 7,9% ở ngăn đầu tiên nên không đạt yêu cầu quy chuẩn ngành..
- Trong các nghiệm thức thì lục bình ở nghiệm thức LB + SK và LB + SK + VS phát triển mạnh hơn LB (p<0,05).
- Nghiệm thức LB + SK làm giảm thiểu các chất ô nhiễm trong nước tốt nhất ở ngăn đầu tiên..
- Do đó, lục bình là thực vật có khả năng xử lý nước thải trong nuôi thủy sản..
- Ở nghiệm thức lục bình kết hợp sục khí sẽ chuyển hóa hầu hết dạng đạm ammonium sang NO 3.
- Không cần phải cấy vi sinh vào nghiệm thức có sục khí (p>0,05).
- Cần bổ sung thêm nghiệm thức (5) nước thải + sục khí (SK) và (6) nước thải + sục khí + vi sinh (SK+VS) để có thể đánh giá khả năng loại bỏ ô nhiểm từ lục bình.