KHẢO SÁT SỰ THAY ĐỔI NỒNG ĐỘ NH4+, PO43- AND BOD TRONG NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO CÓ TRỒNG THỦY CANH CỎ VETIVER (VETIVER ZIZANIODES L.) VÀ LỤC BÌNH (EICHHORNIA CRASSIPES)

- THỦY CANH CỎ VETIVER (Vetiver zizaniodes L.) VÀ LỤC BÌNH (Eichhornia crassipes).
- Thí nghiệm so sánh khả năng xử lý nước thải ô nhiễm từ trại chăn nuôi bằng phương pháp trồng thủy canh cỏ Vetiver (Vetiver zizanioides L.) và cây Lục Bình (Eichhornia crassipes)..
- Ứng dụng cỏ Vetiver để xử lý nước thải từ chăn nuôi, cụ thể là xử lý ô nhiễm hữu cơ là giải pháp mới được đề xuất tại Việt Nam..
- Giai đoạn thí nghiệm: sau thời gian dưỡng, cỏ được đưa vào thí nghiệm trồng thủy canh trên môi trường nước thải lấy từ ao chứa trực tiếp nước thải chăn nuôi heo và theo dõi các chỉ tiêu:.
- (i) Khả năng sinh trưởng của cỏ Vetiver và Lục Bình: sinh khối, chiều dài rễ, chiều cao thân, số chồi mới qua các khoảng thời gian trong thí nghiệm..
- (ii) Sự thay đổi các chỉ tiêu trong nước thải: pH, BOD 5 , DO, NH 4.
- Chlorophyll giữa các nghiệm thức theo thời gian trong suốt quá trình thí nghiệm..
- (iii) Các chỉ tiêu, N tổng số, P tổng số trong thân và rễ của cỏ Vetiver và Lục Bình trước và sau thí nghiệm..
- 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Giai đoạn tiền thí nghiệm.
- Mục đích của giai đoạn này là dưỡng cỏ cho phát triển ổn định và hoàn thiện về độ dài rễ, có nhiều chồi khỏe, đủ điều kiện để đưa vào thí nghiệm.
- Phương pháp tiến hành thí nghiệm được thực hiện như sau:.
- Xử lý cỏ: Cỏ Vetiver (nguồn giống được cung cấp từ trường Đại Học Cần Thơ) trước khi đưa vào dưỡng trong dung dịch dinh dưỡng Yoshida được cắt ngắn thân và rễ sao cho chiều dài thân còn lại cách gốc 0.2m, chiều dài rễ cách gốc 0.1m..
- 2.2.2 Bố trí thí nghiệm.
- Thí nghiệm được bố trí theo khối hoàn toàn ngẫu nhiên gồm 3 nghiệm thức, 4 lần lặp lại:.
- Nghiệm thức thủy canh trồng cỏ Vetiver (Vetiver zizanioides L.) bằng nước thải..
- Nghiệm thức thủy canh trồng Lục Bình (Eichhornia crassipes) bằng nước thải..
- Nghiệm thức nước thải không trồng Vetiver hay Lục Bình đối chứng.
- Quá trình thí nghiệm được tiến hành theo trình tự sau:.
- Lấy ngẫu nhiên 2500 lít nước ở ao chứa nước thải trong chăn nuôi heo, trộn đều và dùng bơm để đưa nước thải này đến các xô làm thí nghiệm sao cho mặt nước cách mặt xô 0.1m..
- Cỏ Vetiver sau 60 ngày dưỡng trong dung dịch Yoshida được lấy ra cắt thân và rễ sao cho chiều dài thân còn lại cách gốc 0.6 mét, chiều dài rễ cách gốc 0.2 mét.
- Cân 1kg cỏ tươi sau khi đã xử lý, cố định trên giá đỡ và trồng thủy canh trên chậu thí nghiệm.
- Trong suốt quá trình thí nghiệm không bổ sung nước thải..
- Điều kiện thí nghiệm như của vetiver..
- Đối với chỉ tiêu sinh khối của cỏ Vetiver và Lục Bình.
- Cỏ Vetiver sau khi xử lý thân và rễ làm giống như đưa vào thí nghiệm, lấy 4 kg đem sấy ở 105 0 C trong 24 giờ để tính sinh khối khô.
- Sau khi thí nghiệm kết thúc (32 ngày) toàn bộ sinh khối tươi của cỏ Vetiver và Lục Bình cũng được phân tích như ở trên.
- Chỉ tiêu trọng lượng tươi, số chồi chiều dài thân và rễ của cỏ Vetiver và Lục Bình được đo đạc và ghi nhận cùng với thời điểm lấy mẫu nước..
- BOD, DO, Chlorophyll, 8 ngày tiến hành lấy mẫu một lần ở các nghiệm thức.
- Tổng số lần lấy mẫu là 5 lần (b) Đối với chỉ tiêu sinh trưởng của cỏ Vetiver và Lục Bình.
- Tại thời điểm trước thí nghiệm và sau khi thí nghiệm kết thúc chỉ tính sinh khối khô, hàm lượng N tổng và P tổng của cỏ Vetiver và Lục Bình..
- Riêng chỉ tiêu khối lượng tươi, số chồi, chiều dài thân và rễ của cỏ Vetiver và Lục Bình được thực hiện đồng thời với những lần lấy mẫu cho chỉ tiêu nước..
- 4.1.2 Giai đoạn thí nghiệm.
- Trong quá trình thí nghiệm cỏ phát triển rất tốt, ngược lại Lục Bình đã chết sau 8 ngày là do nồng độ ô nhiễm của nước thải khá cao (BOD = 245,80 mg/lít) do Lục Bình không thích nghi được (theo Xia Hanping et al., 1997).
- 4.2 Sự biến đổi của BOD 5 giữa các nghiệm thức theo thời gian.
- Chỉ tiêu BOD có sự thay đổi rõ rệt trong các nghiệm thức, sự khác biệt giữa các nghiệm thức có ý nghĩa ở mức 1%.
- Qua Bảng 2 nhận thấy rằng đối với nghiệm thức trồng cỏ sau 32 ngày thí nghiệm BOD giảm từ 245,80 mg/lít xuống còn 146,37 mg/lít (giảm 40.
- trong khi nghiệm thức đối chứng và Lục Bình giảm 19% và 21%..
- Bảng 2: Sự thay đổi nồng độ BOD 5 (mg/L) giữa các nghiệm thức theo thời gian Nhân tố BB.
- Ngày 0 Ngày 8 Ngày 32 Trung bình A Cỏ Vetiver 245,80 a 213,47 a 146,37 b 220,38 c Lục Bình 245,80 a 158,25 b 192,75 a 232,68 b Đối chứng 245,80 a 230,35 a 198,75 a 248,81 a Trung bình B 245,80 b 200,69 c 179,29 d 233,96.
- 4.3 Sự biến đổi của ôxy hòa tan (DO) giữa các nghiệm thức theo thời gian.
- Kết quả phân tích thống kê cho thấy nồng độ ôxy hòa tan có sự khác biệt giữa các nghiệm thức ở mức ý nghĩa 1%, tuy nhiên nồng độ ôxy hòa tan ở nghiệm thức Lục.
- Bình và nghiệm thức đối chứng cao hơn ở nghiệm thức trồng cỏ Vetiver.
- Điều này chứng tỏ rằng tảo phát triển ở nghiệm thức Lục Bình và đối chứng nhiều hơn so với nghiệm thức trồng cỏ.
- Bảng 3: Sự thay đổi nồng độ DO (mg/L) giữa các nghiệm thức theo thời gian Nhân tố BP.
- Ngày 0 Ngày 8 Ngày 16 Ngày 24 Ngày 32 Trung bình A Cỏ vetiver 1,42 a 0,69 ab 4,42 b 1,89 b 0,64 a 1,81 b.
- giữa các nghiệm thức theo thời gian.
- Sự thay đổi nồng độ đạm amonium không có sự khác biệt giữa các nghiệm thức về mặt thống kê (Bảng 4).
- Tuy không có khác biệt về mặt thống kê giữa các nghiệm thức, nhưng sau 32 ngày thí nghiệm, nghiệm thức trồng cỏ Vetiver có khả năng làm giảm đạm amonium trong nước thải là 13,8 % (từ 14,96 mg/l giảm còn 12,89 mg/L).
- Bảng 4: Sự thay đổi nồng độ N-NH 4 + (mg/L) trong nước giữa các nghiệm thức theo thời gian Nhân tố B.
- Nhân tố A Ngày 0 Ngày 8 Ngày 16 Ngày 24 Ngày 32 Trung bình A Cỏ vetiver 14,96 a 7,54 b 15,36 a 15,72 a 12,89 a 13,29.
- 4.5 Biến đổi của hàm lượng Chlorophyl–a giữa các nghiệm thức theo thời gian Sự bùng nổ tảo làm sẽ tạo ra những biến đổi lớn trong hệ sinh thái nước như làm tăng lượng ôxy hòa tan trong nước, giảm nồng độ đạm và lân hòa tan trong nước, nhưng những thay đổi này chỉ là tạm thời, không triệt để vì chỉ sau một thời gian dinh dưỡng trong môi trường giảm đi đến một lúc nào đó tảo sẽ bắt đầu chết và phân hủy, đây là nguyên nhân chính gây ra sự thiếu ôxy nghiêm trọng trong nước và quá trình tái ô nhiễm thứ cấp bắt đầu.
- Bảng 5 : Sự thay đổi hàm lượng Chlorpphyll – a (g/L) giữa các nghiệm thức theo thời gian Nhân tố B.
- Ngày 0 Ngày 8 Ngày 16 Ngày 24 Ngày 32 Trung bình A Cỏ vetiver 54,22 a 108,60 a 521,74 b 465,04 b 278,61 b 285,64 b Lục Bình 54,22 a 221,66 a 825,99 ab 1062,08 a 1183,18 a 669,43 a Đối chứng 54,22 a 317,95 a 963,31 a 1361,83 a 1324,69 a 804,40 a Trung bình B 54,22 d 216,07 c 770,35 b 962,98 a 928,83 ab 586,49.
- Hàm lượng của tảo trong các nghiệm thức khác biệt có ý nghĩa ở mức 1%.
- Qua Bảng 5 thấy rằng hàm lượng tảo ở nghiệm thức đối chứng và Lục Bình rất cao, trong khi đó ở nghiệm thức trồng cỏ thì thấp hơn, chứng tỏ rằng cỏ Vetiver hạn chế rất lớn sự phát triển của tảo là do cỏ Vetiver hạn chế ánh sáng mặt trời chiếu vào trong chậu (Zheng Chunrong et al.
- Điều này rất có ý nghĩa vì nghiệm thức trồng cỏ hạn chế được sự phát triển của tảo đồng nghĩa với việc hạn chế được sự tái ô nhiễm của nguồn nước (Hình 1)..
- Hình 1: Nước thải của nghiệm thức có trồng cỏ Vetiver so với nghiệm thức đối chứng.
- 4.6 Sự biến đổi của giá trị pH giữa các nghiệm thức theo thời gian.
- Qua Bảng 7 nhận thấy rằng giá trị pH giữa các nghiệm thức khác biệt có ý nghĩa ở mức 1%.
- Bảng 6: Sự thay đổi giá trị pH giữa các nghiệm thức theo thời gian Nhân tố B.
- Ngày 0 Ngày 8 Ngày 16 Ngày 24 Ngày 32 Trung bình A Cỏ vetiver 7,57 a 7,87 b 8,05 c 7,88 c 8,02 c 7,88 c.
- Không có trồng cỏ Vetiver Có trồng cỏ Vetiver.
- 4.7 Khả năng phát triển sinh khối của cỏ Vetiver 4.7.1 Sự tăng khối lượng của cỏ.
- Sau 32 ngày thí nghiệm khối lượng cỏ tăng 1,96 lần (96%) so với ban đầu (Hình 3), điều này chứng tỏ rằng cỏ thích nghi và phát triển tốt trong điều kiện thí nghiệm.
- Qua Bảng 7 nhận thấy rằng ở những thời điểm cuối thí nghiệm cỏ càng phát triển mạnh..
- Bảng 7: Khối lượng (Kg) cỏ trung bình theo thời gian.
- Thời gian Ngày 0 Ngày 8 Ngày 16 Ngày 24 Ngày 32.
- Hình 3: Cỏ Vetiver sau khi kết thúc thí nghiệm.
- 4.7.2 Phát triển chiều dài thân cỏ.
- Cũng như khối lượng cỏ chiều dài của thân cỏ phát triển liên tục trong suốt thời gian thí nghiệm.
- Đến ngày thứ 32 chiều dài thân cỏ tăng 1,9 lần (135%) so với ban đầu, điều này chứng tỏ rằng cỏ có khả năng phát triển tốt trong điều kiện nước ô nhiễm của thí nghiệm..
- Sự phát triển của rễ cỏ theo thời gian khác biệt ở mức ý nghĩa 1% về mặt thống kê..
- Kết thúc thí nghiệm chiều dài rễ cỏ tăng 1,85 lần (85%) so với ban đầu (Bảng 8)..
- Bảng 8: Chiều dài trung bình thân và rễ cỏ (mét) theo thời gian.
- Sau 32 ngày thí nghiệm số chồi tăng 3,66 lần (263,84%) so với ban đầu (Bảng 9).
- Cùng với các chỉ tiêu trên, điều này khẳng định rằng cỏ có khả năng phát triển tốt trên môi trường nước thải của thí nghiệm..
- Bảng 9: Số chồi cỏ trung bình theo thời gian.
- Sinh khối khô của cỏ được tính như sau: lấy 4 kg cỏ đã xử lý giống như đưa vào thí nghiệm sấy ở 105 0 C trong 24 giờ sau đó đem cân ghi khối lượng.
- Kết quả khối lượng khô của cỏ gia tăng 92% sau 32 ngày thí nghiệm thấp hơn so với sinh khối tươi (96.
- điều này có thể là do cỏ phát triển khá tốt trong môi trường thí nghiệm nên có thể trong thân chứa nhiều nước..
- Hàm lượng đạm và lân trong rễ cỏ trước và sau khi kết thúc thí nghiệm được thể hiện trong Bảng 10..
- Trước thí nghiệm.
- Sau thí nghiệm.
- Hàm lượng đạm và lân trong rễ cỏ trước và sau khi kết thúc thí nghiệm được thể hiện trong Bảng 12..
- thí nghiệm Đạm (%N so với khối lượng khô) 0,9130 Số lần tăng thêm Lân (%P so với khối lượng khô) 0,0051.
- thí nghiệm Đạm (%N so với khối lượng khô Lân (%P so với khối lượng khô .
- Kết quả thí nghiệm trên môi trường nước thải chăn nuôi heo:.
- Cỏ Vetiver có khả năng sống được và phát triển tốt khi trồng thủy canh trong môi trường nước thải chăn nuôi heo..
- Lục Bình không chịu được nồng độ ô nhiễm trong điều kiện thí nghiệm và đã chết hoàn toàn sau 8 ngày bố trí thí nghiệm..
- Nồng độ BOD trong nước thải ở nghiệm thức trồng cỏ giảm gấp 2 lần, so với nghiệm thức đối chứng..
- Ôxy hòa tan ở nghiệm thức đối chứng cao hơn ở nghiệm thức trồng cỏ trong thời gian ngày thứ 16 và ngày thứ 24 nhưng ở ngày thứ 32 thì ôxy hòa tan ở hai nghiệm thức này gần như nhau..
- Đạm amonia và lân trong nước thải không có sự khác biệt giữa các nghiệm thức..
- Nghiệm thức trồng cỏ đạm amonia và lân giảm là 13,8% và 8.8%..
- Trồng thủy canh cỏ Vetiver trên nước thải có khả năng hạn chế sự phát triển của tảo..
- Ở ngày thứ 32 hàm lượng tảo ở nghiệm thức đối chứng cao gấp 4,7 lần so với nghiệm thức trồng cỏ.
- Như vậy trồng cỏ Vetiver có khả năng chống tái ô nhiễm rất tốt..
- Cỏ Vetiver sống và phát triển tốt trong môi trường nước thải được đặc trưng bởi sự gia tăng các chỉ tiêu về sinh khối của cỏ..
- Khảo sát sự thay đổi nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi heo khi thay đổi khối lượng cỏ ban đầu đưa vào thí nghiệm..
- Khảo sát hệ vi sinh vật có trong nước thải khi trồng cỏ Vetiver..
- Nghiên cứu sự thay đổi nồng độ các chất ô nhiễm trong chăn nuôi heo bằng cách tưới thấm nước thải trên các môi trường xốp khác nhau (đất trộn tro trấu, đất trộn đá sỏi) có trồng cỏ Vetiver.