Nội dung

Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 NGHIÊN CỨU KIỂM SOÁT SỰ PHÚ DƯỠNG NGUỒN NUỚC HỒ CÔNG VIÊN 29/3 BẰNG MÔ HÌNH ĐẤT ƯỚT RESEARCH TO CONTROL THE EUTROPHICATION OF WATER IN 29/3 PARK’S LAKE BY USING WETLAND MODEL SVTH: Lê Văn Sơn1,Phan Thị Kim Ngà2, Phạm Phú Lâm2, Trịnh Vũ Long2 Lớp 107MT1, 207MT2, Trường Đại học Bách khoa GVHD: TS. Trần Văn Quang Khoa môi trường, Trường Đại học Bách khoa TÓM TẮT Báo cáo trình bày hiện trạng chất lượng nước hồ Công viên 29/3 và áp dụng công nghệ sinh thái kiểm soát sự phú dưỡng hồ Công viên 29/3 bằng mô hình đất ướt. ABSTRACT Report presents the current status of water quality in 29/3 Park’s lake and the application of ecotechnology to control the eutrophication in this lake by using wetland model. 1. Mở đầu 1.1. Đặt vấn đề Ngày nay, vai trò của nguồn nước mặt (trong đó có các hồ) ở các đô thị là hết sức quan trọng. Hồ là nơi điều tiết nước mưa, điều hòa khí hậu và là nơi tạo cảnh quan cho khu vực. Tuy nhiên các hồ đô thị thường bị phú dưỡng nguồn nước, hồ Công viên 29/3 nằm trên địa bàn thuộc phường Thạc Gián, quận Thanh Khê, thành phố Đà nẵng do sự xâm nhập một lượng lớn N, P (là hai nhân tố then chốt gây phú dưỡng nguồn nước) từ nước thải sinh hoạt của khu dân cư lân cận hồ. Chính vì vậy cần có biện pháp giải quyết để hạn chế và kiểm soát sự phú dưỡng đang rất phổ biến tại các hồ đô thị. Các biện pháp kiểm soát hiện nay: thả bèo, vớt tảo. Tuy nhiên các biện pháp trên chưa được thực hiện một cách thường xuyên và không có hiệu quả. Ngoài ra, nguồn gây ô nhiễm chính cho nước hồ là nước thải sinh hoạt vẫn tiếp tục chảy vào hồ. Như vậy, vấn đề phú dưỡng hồ công viên 29/3 sẽ vẫn còn tiếp diễn. Chính vì những lý do đó mà chúng tôi đã chọn đề tài “Nghiên cứu kiểm soát sự ô nhiễm nguồn nước hồ công viên 29/3 bằng mô hình đất ướt” nhằm áp dụng công nghệ sinh thái để giải quyết vấn đề kiểm soát sự phú dưỡng tại hồ Công viên 29/3. Đối tuợng nghiên cứu là cây chuối hoa có tên khoa học là cannan geniralis bail. Đây là loại cây bụi có hoa mọc thành chùm ở ngọn gồm nhiều hoa to xếp sát nhau. Từ những nghiên cứu sơ bộ chúng tôi đã nhận thấy rằng đây là loại cây phù hợp với mô hình đất ướt với các đặc điểm nổi bật so với các loại thực vật khác. Thứ nhất, đây là loại cây có tiềm năng trong việc hấp thụ và xử lý các chất gây phú dưỡng nguồn nước. Thứ hai, điều kiện khí hậu ở Việt Nam rất phù hợp với loại cây này, đây loại cây dễ bắt gặp, sinh trưởng và phát triển nhanh, dễ chăm sóc. Hơn nữa, loại cây này mang lại mỹ quan cho khu vực triển khai. 390 Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 1.2. Mục đích 1.2.1. Đánh giá hiện trạng của nước hồ công viên 29/3. 1.2.2. Áp dụng công nghệ sinh thái, cụ thể bằng mô hình đất ướt nhằm kiểm soát các chất ô nhiễm của đầu vào tại hồ công viên 29/3, chứng minh khả năng kiểm soát và giảm được sự phú dưỡng tại hồ công viên 29/3. Từ kết quả đạt được, chọn ra mô hình có khả năng xử lý tốt nhất. 1.3. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp vận hành, phương pháp lấy mẫu, phương pháp phân tích, phương pháp tính toán, phương pháp xử lý số liệu. 2. Nội dung 2.1. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước hồ công viên 29/3 2.1.1. Tiến hành quan trắc Thực hiện lấy mẫu quan trắc tại 19 vị trí hồ công viên 29/3 vào giữa tháng 4 và tiến hành phân tích các chỉ tiêu xác định chất lượng nước hồ. Bảng 2.1: Kết quả chất lượng nước hồ công viên 29/3 tại các vị trí khác nhau và so sánh với QCVN Mẫu TDS DO COD pH (mg/l) (mg/l) (mg/l) Axit Kiềm NH4+ NO3- PO43- BOD SS (mdl/) (mdl/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) 165.5 N4 178.1 N5 168 N6 172.3 N7 170.2 N8 168.7 N9 173 N10 167 N11 166.3 N12 146 N13 156 N14 166.6 N15 159.8 N16 172.1 N17 164.7 N18 174 Nhà hàng TD 196.3 0.01 91.8 7.3 1.85 0.5 1.7 1.25 5.6 55.9 4.86 41.4 6.1 0.35 0.7 0.4 0.3 1.4 22.95 12.11 49.5 6.9 1.4 1.75 3.1 0.35 1.3 27 4.86 37.6 6.7 0.5 0.45 0.5 1 1 20 4.86 59.8 6.0 0.5 1.95 0.4 1.65 1 20 7.64 43.6 6.3 0.9 0.45 0.5 2 1.8 18 9.4 59 7.0 1.7 10.15 5 1.25 3.2 24.4 7.5 53.82 6.5 0.65 1.7 3 1 3.8 24.4 11.19 47.8 7.6 0.4 0.45 0.5 0.35 1.1 22.55 9.4 39.3 7.0 0.5 2.6 0.5 0.5 2.2 21.7 11.8 54.7 7.0 0.4 0.55 2 0.2 2.2 26.6 10.62 35.8 6.7 1 1.15 0.4 1.5 1.8 18 9.48 25.6 6.0 0.7 1.15 0.5 0.25 1 26.45 11.2 42.9 5.5 0.75 2.9 4.4 0.2 2.4 26.8 12.47 31.3 6.8 0.8 0.9 3 0.25 2.7 26.8 7.03 33.6 6.2 0.45 1 0.4 2 1 18.7 0.01 166.4 6.5 1 0.6 1.56 1.5 5.8 55.3 QCVN ≥4 30 0.5 10 0.3 15 Trong đó: QCVN 08 2008/BTNMT Loại B1: Quy chuẩn quốc gia về chất nước mặt áp dụng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi và các mục đích tương tự khác. N1 391 215 1180 1260 584 940 892 1102 938 920 362 1150 386 427 725 312 410 1824 lượng Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 Qua bảng 2.1 có thể thấy hầu hết các chỉ tiêu phân tích nước hồ công viên 29/3 đều vượt quy chuẩn cho phép. Đặc biệt là nồng độ amôn, phôsphat trong nước vượt quá quy chuẩn cho phép nhiều lần. Điều này chứng tỏ hồ đang bị ô nhiễm. 2.2. Nghiên cứu kiểm soát phú dưỡng nguồn nước hồ công viên bằng mô hình đất ướt 2.2.1. Thiết lập mô hình đất ướt Hình 2.1. Mặt bằng tổng thể bố trí các mô hình đất ướt Hình 2.2. Mặt cắt của các mô hình đất ướt 2.2.2. Vận hành Thời gian triển khai nghiên cứu thực hiện tại công viên 29/3: từ đầu tháng 1/2010 đến giữa tháng 5/2010. Hằng ngày bơm nước từ cống thải vào bồn chứa nước (thể tích 1m3), sau đó điều chỉnh van của các ống dẫn tùy theo thời gian nước lưu của các mô hình, tiếp tục tiến hành bơm nước vào lại bồn cho chảy qua các mô hình theo chu kỳ từng ngày một. Hằng ngày đều tiến hành lấy mẫu nước đầu ra ở các mương thu nước vào lúc 7h sáng bằng xi-phông. Mẫu đựng trong chai 0,5l. Tiến hành phân tích các chỉ tiêu: SS, TDS, DO, pH, độ kiềm toàn phần, độ axit toàn phần, COD, BOD5, NH4+, NO3-, PO43-. Hình 2.3. Vận hành và lấy mẫu 392 Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 Theo dõi sự phát triển của cây trong các mô hình đất ướt. 2.2.3. Kết quả và thảo luận + Khả năng thích nghi của mô hình đất ướt: Các loài thực vật trong các mô hình đều phát triển rất mạnh. Cây chuối hoa sau thời gian 2 tuần triển chiều cao khoảng 0.6m. Thời gian tiếp theo phát triển rất tốt, hoa mọc um tùm trên cây. Hình 2. Quá trình phát triển của cây + Kết quả xác định các thông số vận hành mô hình. ĐỒ THỊ BIỂU DIỄN HIỆU SUẤT TÁCH CẶN LƠ LỬNG (SS) ĐỒ THỊ BIỂU DIỄN M ỨC ĐỘ TÁCH CẶN LƠ LỮNG SS (mg/l) H(%) 400 91.50 350 91.13 91.06 91.00 300 90.50 250 90.00 200 89.50 88.94 89.00 150 88.50 100 89.13 88.30 88.00 50 87.50 0 87.00 Ngày 19 /01 22 /01 23 /01 25 /01 26 /01 25 /02 01 /03 02 /03 03 /03 04 /03 05 /03 06 /03 15 /03 31 /03 01 /04 02 /04 03 /04 06 /04 07 /04 15 /04 86.50 Cống VF HF Tam giác C1 VF HF Tam giác C1 C2 MÔ HÌNH C2 Hình 2.5. Kết quả phân tích nồng độ chất rắn lơ lửng SS (mg/l) mẫu nước đầu vào và đầu ra ĐỒ THỊ BIỂU DIỄN NỒNG ĐỘ CHẤT HỮU CƠ (COD) ĐẦU VÀO VÀ SAU KHI QUA MÔ HÌNH ĐẤT ƯỚT ĐỒ THỊ BIỂU DIỄN HIỆU SUẤT CHUYỂN HÓA CHẤT HỮU CƠ (COD) CỦA MÔ HÌNH ĐẤT ƯỚT H(%) COD (m g/l) 120 84.00 100 83.00 80 82.00 60 81.00 40 80.00 20 82.84 82.07 81.06 80.72 78.87 79.00 0 ngày 19 /01 22 /01 23 /01 25 /01 26 /01 25 /02 01 /03 02 /03 03 /03 04 /03 05 /03 06 /03 15 /03 31 /03 01 /04 02 /04 03 /04 06 /04 07 /04 15 /04 78.00 77.00 76.00 VF Cống VF HF Tam giác C1 C2 HF Tam giác C1 C2 MÔ HÌNH QCVN Hình 2.6. Kết quả phân tích nồng độ chất hữu cơ mẫu nước đầu vào và đầu ra theo COD ĐỒ THỊ BIỂU DIỄN NỒNG ĐỘ CHẤT HỮU CƠ (BOD) ĐẦU VÀO VÀ SAU KHI QUA MÔ HÌNH ĐẤT ƯỚT ĐỒ THỊ BIỂU DIỄN HIỆU SUẤT CHUYỂN HÓA CHẤT HỮU CƠ THEO BOD CỦA MÔ HÌNH ĐẤT ƯỚT BOD( m g/l) H(%) 35 30 25 20 15 10 5 0 91.5 91.0 90.5 90.0 89.5 89.0 88.5 88.0 87.5 87.0 86.5 19 / 01 22 / 01 23 / 01 25 / 01 26 / 01 25 / 02 01 / 03 02 / 03 03 / 03 04 / 03 05 / 03 06 / 03 15 / 03 31 / 03 01 / 04 02 / 04 03 / 04 06 / 04 07 / 04 15 / 04 Ngày 91.13 88.94 VF HF Tam giác C1 C2 89.13 88.30 VF Cống 91.06 HF Tam giác C1 QCVN Hình 2.7. Kết quả phân tích nồng độ chất hữu cơ mẫu nước đầu vào và đầu ra theo BOD 393 C2 MÔ HÌNH Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 ĐỒ THỊ BIỂU DIỄN HIỆU SUẤT CHUYỂN HÓA AMÔN CỦA MÔ HÌNH ĐẤT ƯỚT ĐỒ THỊ BIỂU DIỄN SỰ THAY ĐỒI AMON THEO THỜI GIAN NH4(mg/l) 70 H(%) 80.0 60 70.0 50 60.0 40 72.19 67.43 65.45 HF Tam giác 62.44 51.53 50.0 30 40.0 20 30.0 20.0 10 10.0 0 Cống VF HF Tam giác 0.0 07 / 04 03 / 04 01 / 04 15 / 03 05 / 03 03 / 03 01 / 03 26 / 01 23 / 01 19 / 01 Ngày VF C1 C1 C2 MÔ HÌNH C2 Hình 2.8. Kết quả phân tích nồng độ amôn mẫu nước đầu vào và đầu ra ĐỒ THỊ BIỂU DIỄN NỒNG ĐỘ PHOTPHAT ĐẦU VÀO VÀ SAU KHI QUA MÔ HÌNH ĐẤT ƯỚT mg/l H(%) 25 ĐỒ THỊ BIỂU DIỄN HIỆU SUẤT PHOTPHAT ĐẦU VÀO VÀ SAU KHI QUA MÔ HÌNH ĐẤT ƯỚT 99.0 20 98.56 98.5 98.0 15 97.64 97.44 97.5 10 96.76 96.74 Tam giác C1 97.0 96.5 5 Ngày Cống Tam giác C1 96.0 /04 95.5 15 /04 /04 07 06 /04 /04 C2 03 /04 02 01 /03 /03 31 15 /03 /03 06 /03 05 04 /03 /03 /03 HF 03 02 /02 VF 01 25 /01 26 /01 /01 /01 25 23 22 19 /01 0 MÔ HÌNH VF HF C2 QCVN Hình 2.9. Kết quả phân tích nồng độ phôtphat mẫu nước đầu vào và đầu ra 3. Kết luận Nước hồ công viên 29/3 đang bị ô nhiễm. Các cây đều cho hoa và sinh chồi mới, cây non rất nhiều. Chứng tỏ cây đã thích nghi tốt với nguồn nước hồ công viên 29/3 trong mô hình đất ướt. Mô hình đất ướt dễ xây dựng và vận hành với kinh phí thấp so với các hệ thống xử lý nước thải đắt tiền. Mô hình đất ướt có hiệu suất chuyển hóa cao, chất lượng nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn đảm bảo cho nước không gây ra phú dưỡng nguồn nước. Mô hình đất ướt triển khai tại công viên 29/3 tạo cảnh quan đẹp cho khu vực, ngoài ra còn nâng cao ý thức cộng đồng trong việc bảo vệ môi trường của người dân. Cần nhân rộng mô hình và thêm thời gian nghiên cứu để xác định phương pháp tối ưu nhất. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Văn Quang, Phan Thị Kim Thủy (2008). Áp dụng công nghệ sinh thái xử lý nước [2] rò rỉ từ các bãi chôn lấp chất thải. Khoa Môi Trường, Đại học Bách Khoa Đà Nẵng. [3] Trần Văn Quang, Phan Thị Kim Cúc. Nghiên cứu thử nghiệm mô hình bãi lọc ngầm [4] trồng cây kiểm soát sự phú dưỡng tại các hồ nội thành Đà Nẵng. [5] Sở Tài nguyên và Môi trường, TP Đà Nẵng (2005). Báo cáo thống kê các hồ, đầm trong thành phố Đà Nẵng. 394