NGUYỄN TRUNG KIÊN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

NGUYỄN TRUNG KIÊN

CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BÈO CÁI (PISTIA
STRATIONTES L) VÀ RAU MUỐNG (IPOMOEA
AQUATICA FORSK) TRONG XỬ LÝ NƯỚC PHÚ
DƯỠNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGÀNH: CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

KHOÁ:2009

Hà Nội-2012


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

NGUYỄN TRUNG KIÊN

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BÈO CÁI (PISTIA
STRATIONTES L) VÀ RAU MUỐNG (IPOMOEA

AQUATICA FORSK) TRONG XỬ LÝ NƯỚC PHÚ
DƯỠNG

NGÀNH: CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NCVCC TRẦN VĂN TỰA

Hà Nội-2012


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài luận văn thạc sỹ: “Nghiên cứu sử dụng Bèo
Cái (Pistia stratiotes L) và Rau Muống (Ipomoea aquatica Forsk) trong xử
lý nước phú dưỡng”, là do tôi thực hiện với sự hướng dẫn của TS. NCVCC
Trần Văn Tựa, Phòng Thủy sinh học Môi trường, Viện Công nghệ môi
trường, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Đây không phải là bản sao chép bất kỳ của một cá nhân hay tổ chức
nào. Các kết quả số liệu, thông tin trong luận văn là do tôi tiến hành phân tích,
trích dẫn tính toán và đánh giá.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những nội dung mà tôi đã trình
bày trong luận văn này.
Học viên

Nguyễn Trung Kiên

 
 



LỜI CẢM ƠN
Trước hết tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giáo viên hướng dẫn TS. Trần
Văn Tựa, đã hướng dẫn tôi tận tình, chu đáo, động viên và khích lệ tôi trong quá
trình thực hiện luận văn.
Qua đây, tôi cũng gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo và các cán bộ của
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, trường đại học Bách Khoa Hà Nội đã
truyền đạt kiến thức và các kỹ năng nghiên cứu khoa học cũng như tạo điều kiện
thuận lợi cho tôi trong thời gian học tập. Đồng thời tôi xin cảm ơn các đồng nghiệp
công tác tại phòng Thủy sinh học môi trường, Viện Công nghệ môi trường, Viện
Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã nhiệt tình ủng hộ giúp đỡ tôi trong công việc
và trong thời gian thực hiện đề tài.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và người thân đã luôn
hỗ trợ, động viên và tạo điều kiện cho tôi trong thời gian học tập cũng như hoàn
thiện luận văn.

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2012

Học viên

Nguyễn Trung Kiên

   



MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................1 
I. TỔNG QUAN........................................................................................................3 
I.1. Sự phú dưỡng hóa..............................................................................................3 
I.1.1 Khái niệm phú dưỡng.......................................................................................3 
I.1.2 Nguyên nhân của hiện tượng phú dưỡng .......................................................4 
I.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới hiện tượng phú dưỡng ..........................................7 
I.1.4 Hậu quả của sự phú dưỡng .............................................................................9 
I.2.  Hiện trạng phú dưỡng tại các thủy vực nước ngọt và phương hướng
giải quyết .................................................................................................................12 
I.2.1 Phú dưỡng tại các thủy vực nước ngọt tại Việt Nam và trên thế giới..........12 
I.2.2 Một số phương pháp xử lý nước phú dưỡng và sự bùng phát của vi
tảo.............................................................................................................................14 
I.2.2.1 Các biện pháp xử lý cặn lắng và bất hoạt P tại hồ.......................................14 
I.2.2.2 Các biện pháp kỹ thuật và vật lý...................................................................16 
I.2.2.3 Sử dụng các chất diệt tảo..............................................................................17 
I.2.2.4 Các biện pháp sinh học.................................................................................18 
I.3.  Công nghệ sinh thái sử dụng thực vật thủy sinh trong xử lý ô nhiễm
nước phú dưỡng .....................................................................................................19 
I.3.1 Vai trò của thực vật thủy sinh trong xử lý nước phú dưỡng........................19 
I.3.2 Các loại hình công nghệ sử dụng TVTS trong xử lý ô nhiễm nước............21 
I.3.3 Một số nghiên cứu sử dụng TVTS trong xử lý ô nhiễm nước tại Việt
Nam..........................................................................................................................23 
II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................26 
II.1. Đối tượng nghiên cứu.....................................................................................26 
II.1.1 Nước hồ phú dưỡng ......................................................................................26 

 
 



II.1.2 Cây Bèo Cái (Pistia stratiotes L.) và Rau Muống (Ipomoea aquatica
Forsk).......................................................................................................................26 
II.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ................................................................27 
II.3. Hóa chất và dụng cụ thí nghiệm ...................................................................27 
II.3.1 Hóa chất ........................................................................................................27 
II.3.2 Dụng cụ .........................................................................................................28 
II.4. Phương pháp nghiên cứu...............................................................................28 
II.4.1 Phương pháp đánh giá chất lượng nước.....................................................28 
II.4.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm ....................................................................30 
II.4.3 Phương pháp phân tích và xử lý số liệu ......................................................31 
III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .........................................................................33 
III.1.  Thực nghiệm đánh giá khả năng sinh trưởng và loại bỏ các nhân tố
gây phú dưỡng của Bèo Cái và Rau Muống ........................................................33 
III.1.1 Ảnh hưởng của pH đến sự sinh trưởng của Bèo Cái và Rau
Muống......................................................................................................................33 
III.1.2 Sinh trưởng và khả năng loại bỏ N-NH4+ của Bèo Cái và Rau
Muống trong môi trường có hàm lượng N-NH4+ khác nhau ...............................35 
III.1.2.1 Ảnh hưởng của các nồng độ N-NH4+lên sinh trưởng của Bèo Cái và
Rau Muống 35 
III.1.2.2 Khả năng loại bỏ N-NH4+của Bèo Cái và Rau Muống ..............................36 
III.1.3 Sinh trưởng và khả năng loại bỏ N-NO3- của Bèo Cái và Rau
Muống trong môi trường có hàm lượng N-NO3- khác nhau ................................38 
III.1.3.1 Ảnh hưởng của các nồng độ N-NO3- lên sinh trưởng của Bèo Cái và
Rau Muống 39 
III.1.3.2 Khả năng loại bỏ N-NO3- của Bèo Cái và Rau Muống ..............................40 
III.1.4 Sinh trưởng và khả năng loại bỏ P-PO43- của Bèo Cái và Rau
Muống trong môi trường có hàm lượng P-PO43- khác nhau................................42 
III.1.4.1  Ảnh hưởng của các nồng độ P-PO43- lên sinh trưởng của Bèo Cái

và Rau Muống ..........................................................................................................43 

   


III.1.4.2 Khả năng loại bỏ P-PO43- của Bèo Cái và Rau Muống .............................44 
III.2.Thực nghiệm với Bèo Cái và Rau Muống ở quy mô Pilot .........................47 
III.2.1 Vai trò của Bèo Cái và Rau Muống trong loại bỏ yếu tố phú dưỡng .......48 
III.2.2 Khả năng loại bỏ các yếu tố phú dưỡng ở các tải lượng khác nhau ........50 
III.2.3 Hiệu quả loại loại bỏ vi sinh vật, vi tảo và VKL của Rau Muống và
Bèo Cái.....................................................................................................................51 
IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .........................................................................55 
TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................57 

 
 


DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 1. Quá trình phú dưỡng trong thủy vực .............................................................4 
Hình 2. Các loại hình công nghệ sinh thái sử dụng TVTS trong xử lý ô nhiễm
nước...........................................................................................................................22 
Hình 3. Mô hình xử lý ở quy mô Pilot ....................................................................31 
Hình 4. Ảnh hưởng của pH đến sự sinh trưởng của Bèo Cái và Rau Muống. .........34 
Hình 5. Sinh trưởng của bèo tây trong môi trường có hàm lượng N-NH4+ khác
nhau ...........................................................................................................................36 
Hình 6. Khả năng loại bỏ N-NH4+ của Bèo Cái ở các công thức thí nghiệm
theo thời gian.............................................................................................................38 
Hình 7. Khả năng loại bỏ N-NH4+ của Rau Muống ở các công thức thí

nghiệm theo thời gian................................................................................................38 
Hình 8. Sinh khối bèo Cái ban đầu và kết thúc thí ngiệm ở các nồng độ NNO3- khác nhau .........................................................................................................40 
Hình 9. Khả năng loại bỏ N-NO3- của Bèo Cái theo thời gian.................................42 
Hình 10. Khả năng loại bỏ N-NO3- của Rau Muống theo thời gian.........................42 
Hình 11. Sinh trưởng của bèo Cái ở các nồng độ P-PO43-.khác nhau .....................44 
Hình 12. Biến động hàm lượng P-PO43- của các công thức thí nghiệm theo thời
gian............................................................................................................................46 
Hình 13. Khả năng loại bỏ P-PO43- của rau muống ở các công thức thí nghiệm
khác nhau ..................................................................................................................46 
Hình 14. Vai trò của Bèo Cái và Rau Muống trong loại bỏ yếu tố phú dưỡng........49 
Hình 15. Hiệu suất loại bỏ các yếu tố phú dưỡng ở tải lượng 100 l/m2.ngày và
200 l/m2.ngày............................................................................................................51 
Bảng 16. Hệ thống rễ Rau muống phát riển tạo thành lớp vật liệu lọc ....................53 

   


DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1. Các nguồn thải điểm và phát tán ...................................................................6 
Bảng 2. Phân loại mức độ dinh dưỡng của hồ, sông và suối......................................8 
Bảng 3. Danh mục các hóa chất sử dụng trong nghiên cứu .....................................27 
Bảng 4. Danh mục các thiết bị sử dụng trong nghiên cứu........................................28 
Bảng 5. Ảnh hưởng của pH đến sự sinh trưởng của Bèo Cái và Rau Muống..........34 
Bảng 6. Sinh trưởng của Bèo Cái và Rau Muống trong môi trường có nồng độ
N-NH4+ khác nhau.....................................................................................................35 
Bảng 7. Khả năng loại bỏ N-NH4+ của Bèo Cái và Rau Muống theo thời gian......37 
Bảng 8. Sinh trưởng của Bèo Cái và Rau Muống trong môi trường có nồng độ
N-NO3- khác nhau .....................................................................................................39 
Bảng 9. Khả năng loại bỏ N-NO3- của Bèo Cái và Rau Muống theo thời gian........41 

Bảng 10. Sinh trưởng của Bèo Cái và Rau Muống trong môi trường có nồng
độ P-PO43-. khác nhau ...............................................................................................43 
Bảng 11. Khả năng loại bỏ P-PO43- của Bèo Cái và Rau Muống theo thời gian......45 
Bảng 12. Các chỉ tiêu đặc trưng của nước hồ khu vực Cổ Nhuế, Hà Nội................48 
Bảng 13. Hiệu quả loại bỏ các thông số gây phú dưỡng của Bèo Cái và Rau
Muống .......................................................................................................................49 
Bảng 14. Tổng hợp hiệu suất xử lý của hệ thống cây thủy sinh quy mô Pilot .........50 
Bảng 15. Thành phần VKL đưa vào hệ thống..........................................................52 
Bảng 17. Hiệu quả loại bỏ Vi tảo và VKL ...............................................................54 
Bảng 18. Hiệu quả loại bỏ F-Coliform và T-Coliform.............................................54 

 
 


DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VÀ CHỮ VIẾT TẮT

   

BOD:

Nhu cầu ôxy sinh hóa

CFU:

Đơn vị hình thành khuẩn lạc

Chl.a:

Chlorophyll a


COD:

Nhu cầu ôxy hóa học

CNST:

Công nghệ sinh thái

CTTN:

Công thức thí nghiệm

DO:

Độ ôxy hòa tan

ĐC:

Đối chứng

MPN:

Most peoable number

N:

Nitơ

P:


Phốt pho

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

TDS:

Tổng chất rắn hòa tan

TN:

Thí nghiệm

T-N:

Tổng Nitơ

T-P:

Tổng Phốt pho

TSS:

Tổng chất rắn lơ lửng

TVTS:

Thực vật thủy sinh


VKL:

Vi khuẩn lam


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN CAO HỌC

MỞ ĐẦU
Tài nguyên nước nói chung và tài nguyên nước mặt nói riêng là một trong
những yếu tố quyết định sự phát triển kinh tế xã hội của một vùng lãnh thổ hay một
quốc gia. Sự gia tăng dân số, quá trình công nghiệp hoá và đô thị hoá diễn ra mạnh
mẽ làm tăng nhu cầu sử dụng nước trong khi nguồn tài nguyên nước không thay
đổi. Chính vì vậy dẫn đến việc tài nguyên nước bị suy giảm nghiêm trọng cả về chất
và lượng.
Phú dưỡng là một quá trình phức tạp xảy ra chủ yếu ở các thủy vực nước
ngọt. Biểu hiện của phú dưỡng là sự dư thừa các chất dinh dưỡng (NO3-, NO2-,
NH4+ và PO43-), tỷ lệ P/N cao do sự tích lũy tương đối P so với N trong môi trường
nước. Hiện tượng này thường kéo theo “sự nở hoa trong nước” - (bloom) mà bản
chất là sự phát triển ồ ạt của thực vật phù du, chủ yếu là vi khuẩn lam (VKL). Nhiều
VKL có khả năng sản sinh ra độc tố. Những độc tố này làm hủy hoại nguồn nước
mặt, thường gây ra các tác động độc hại cấp tính hoặc trường diễn cho hệ sinh thái
thủy vực, động vật và người.
Ngày nay, phú dưỡng đã trở thành hiện tượng phổ biến xảy ra tại hầu hết các
thuỷ vực trên thế giới. Quá trình đô thị hoá, phát triển các khu dân cư tập trung
trong đó thiếu các biện pháp xử lý chất thải, việc canh tác thiếu khoa học, tăng
lượng sử dụng phân bón trong các hoạt động sản xuất nông nghiệp và nước thải
công nghiệp chưa qua xử lý là các nguyên nhân trực tiếp làm gia tăng quá trình phú

dưỡng, khiến cho hiện tượng này không chỉ xuất hiện trong các thuỷ vực nước ngọt
nội địa mà còn xảy ra ở cửa sông và một số vùng biển.
Xử lý nước phú dưỡng hay loại bỏ N và P ra khỏi môi trường nước là công
việc phức tạp và tốn kém. Trong vấn đề này, công nghệ sinh thái sử dụng thực vật
thuỷ sinh (TVTS) được cho là có nhiều ưu điểm so với hệ thống xử lý nước thải
thông thường. Đây là phương pháp xử lý thân thiện môi trường, tương đối rẻ tiền,
dễ dàng trong vận hành và duy trì, đồng thời cũng có tính hiệu quả, đáng tin cậy
(Greenway, 2003 và Perdomo, 1994). Nhiều nghiên cứu cho thấy TVTS không
những làm giảm thiểu nồng độ một số kim loại nặng nguy hiểm mà còn có khả năng
Chuyên ngành: Công nghệ môi trường
 

1 


Nghiên cứu sử dụng Bèo Cái (Pistia stratiotes L) và Rau Muống (Ipomoea aquatica Forsk)
trong xử lý nước phú dưỡng

hấp thu chất hữu cơ rất hiệu quả. Những loài này có thể hút, giữ, hấp thụ các chất
hữu cơ qua từng phần hoặc toàn bộ cơ thể như thân, lá, rễ của chúng. Khả năng xử
lý ô nhiễm của một số loài TVTS và tảo đã được kiểm chứng trong các điều kiện thí
nghiệm và cho thấy rằng chúng có tiềm năng trong xử lý ô nhiễm nước nói chung và
nước phú dưỡng nói riêng.
Việt Nam là quốc gia có triển vọng cho việc ứng dụng công nghệ sinh thái
(CNST) sử dụng TVTS trong xử lý ô nhiễm nước do có điều kiện khí hậu nhiệt đới
cùng với hệ thực vật khá phong phú và đa dạng. Tuy nhiên, các nghiên cứu, ứng
dụng hiện nay còn ít được quan tâm và thiếu tính hệ thống. Vì vậy, để đánh giá vai
trò của một số loài TVTS trong xử lý nước phú dưỡng cũng như khả năng sử dụng
các loài thực vật này trong thực tiễn như là giải pháp thân thiện với môi trường, đề
tài:“ Nghiên cứu sử dụng Bèo Cái (Pistia stratiotes L) và Rau Muống (Ipomoea

aquatica Forsk) trong xử lý nước phú dưỡng” được thực hiện với nội dung:
-Nghiên cứu ảnh hưởng pH đến sự sinh trưởng của Bèo Cái và Rau Muống;
-Nghiên cứu khả năng sinh trưởng và hấp thu N, P của Bèo Cái và Rau Muống
tại các nồng độ khác nhau trong điều kiện phòng thí nghiệm;
-Hiệu quả xử lý một số yếu tố phú dưỡng từ nước ao tự nhiên của Bèo Cái và
Rau Muống ở qui mô pilot.

  Nguyễn Trung Kiên 
 

2 


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN CAO HỌC

I. TỔNG QUAN
I.1. Sự phú dưỡng hóa
I.1.1 Khái niệm phú dưỡng
Thuật ngữ phú dưỡng (Eutrophication) được Weber lần đầu tiên sử dụng để
miêu tả điều kiện dinh dưỡng trong các vùng đầm lầy ở Đức (Hutchinson, 1969).
Sau đó vào đầu thế kỉ 20, Naurmann (1919) đã sử dụng các thuật ngữ này trong lĩnh
vực khoa học thủy sinh để phân biệt hồ phú dưỡng - giàu tảo và thực vật phù du với
các hồ nghèo dinh dưỡng (Oligotrophic) có tảo và thực vật phù du ít hơn.
Tuy nhiên, do việc phân loại chỉ dựa trên những quan sát tự nhiên đẫn đến
một khoảng thời gian dài các hồ chỉ được theo dõi trong một giai đoạn đơn lẻ. Vì
vây, những nghiên cứu này chưa thấy được diễn thế của hồ mà trong đó hiện tượng
phú dưỡng chỉ là một phần của diễn thế, cũng như chưa thấy được ảnh hưởng của
dinh dưỡng trong hồ tới sự phú dưỡng hóa. Do đó dẫn đến sự nhầm lẫn khi sử dụng

các thuật ngữ. Chẳng hạn như hồ Oligotrophic được định nghĩa là hồ có mức sản
xuất thấp và hồ Eutrophic có mức sản xuất cao. Mặc dù độ phì nhiêu và mức sản
xuất thường đi đôi với nhau nhưng không phải lúc nào điều đó cũng đúng. Ví dụ
nước hồ Marl chứa nhiều đá vôi, chất dinh dưỡng và có nhiều muối carbonat kết
tủa. Trong những điều kiện như vậy Photphat kết hợp với nhiều chất vi lượng, tạo
thành những hợp chất không tan và lắng đọng xuống đáy hồ. Do đó tảo phát triển
kém và được Wetzel (1968) xếp những hồ Marl vào nhóm nghèo dinh dưỡng
(Oligotrophic).
Cho đến những năm 1970 thuật ngữ phú dưỡng mới được hoàn thiện dựa trên
sự sàng lọc, phân tích các phương pháp luận và bộ dữ liệu nghiên cứu về hồ trước
đó. Khái niệm này là nền tảng cho phép định tính và định lượng mối quan hệ giữa
năng suất của hồ và hiện tượng phú dưỡng (Sawyer, 1966; Schindler,1971;
Hutchinson, 1973).
Ngày nay, hiện tượng phú dưỡng (Eutrophication) được định nghĩa là sự
tăng quá mức hàm lượng các chất dinh dưỡng vô cơ cùng với dinh dưỡng có nguồn
Chuyên ngành: Công nghệ môi trường
 

3 


Nghiên cứu sử dụng Bèo Cái (Pistia stratiotes L) và Rau Muống (Ipomoea aquatica Forsk)
trong xử lý nước phú dưỡng

gốc thực vật mà thông thường là muối nitrat và phốtphát, gây nên sự gia tăng các
sản phẩm sơ cấp và gây mất cân bằng sinh thái trong các thuỷ vực.
I.1.2 Nguyên nhân của hiện tượng phú dưỡng
Hiện tượng phú dưỡng thường xảy ra với các hồ, hoặc các vùng nước ít lưu
thông trao đổi. Khi mới hình thành, các hồ đều ở tình trạng nghèo chất dinh dưỡng
(oligotrophic) nước hồ thường khá trong. Sau một thời gian, do sự xâm nhập của

các chất dinh dưỡng từ nước chảy tràn, sự phát triển và phân hủy của sinh vật thủy
sinh, hồ bắt đầu tích tụ một lượng lớn các chất hữu cơ. Lúc đó bắt đầu xảy ra hiện
tượng phú dưỡng với sự phát triển bùng nổ của tảo, nước hồ trở nên có màu xanh,
một lượng lớn bùn lắng được tạo thành do xác của tảo chết. Dần dần, hồ sẽ trở
thành vùng đầm lầy và cuối cùng là vùng đất khô, cuộc sống của động vật thủy sinh
trong hồ bị ngừng trệ.
Cơ chế dẫn đến tình trạng phú dưỡng trong các thủy vực là một quá trình rất
phức tạp và có liên kết với nhau. Quá trình phú dưỡng được chia thành hai loại theo
liên kết với các chất dinh dưỡng phân tán và sự tăng trưởng của thực vật phù du
hoặc chu trình của oxy ở tầng đáy của thủy vực (như ánh sáng, chuyển động của
nước).
Nguồn dinh
dưỡng tăng
Các yếu tố phụ trợ

Ảnh hưởng
trực tiếp

Tầng mặt

Sinh khối TVPD tăng
Các yếu tố phụ trợ

Tầng đáy

Ảnh hưởng
gián tiếp
Ôxy giảm, khu hệ
sv bị thay đổi


Hình 1. Quá trình phú dưỡng trong thủy vực

  Nguyễn Trung Kiên 
 

4 


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN CAO HỌC

Việc gia tăng hàm lượng các chất dinh dưỡng tại các thủy vực chủ yếu bắt
nguồn từ các hoạt động của con người. Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong các
thủy vực, sông, suối có mối tương quan khá chặt chẽ với việc sử dụng đất nông
nghiệp và đô thị trong lưu vực. Chẳng hạn như, hàm lượng nitơ trong phân bón sử
dụng trong nông nghiệp là nguồn cung cấp chính nitơ cho các hệ sinh thái thủy vực
(Goolsby và Battaglin, 2001). Tương tự như vậy, quá trình đô thị hóa nhanh chóng
là nguyên nhân dẫn đến gia tăng hàm lượng phôt pho trong lưu vực (Paul và Meyer,
2001). Khi nghiên cứu về môi trường và hệ sinh thái hồ, trong tổng lượng các
nguồn nước thải đến hồ, nguồn dinh dưỡng tiềm năng chủ yếu là nguồn photpho và
nitơ luôn được lưu tâm nhiều nhất bởi hai nguồn này là cơ sở vật chất ban đầu, là
xuất phát điểm quyết định chất lượng môi trường nước và trầm tích đáy. Các kết
quả nghiên cứu từ trước đến nay về đầm hồ học đã tổng kết các nguồn dinh dưỡng
tiềm năng đến hồ bao gồm:
- Nguồn dinh dưỡng ngoại lai (External sources): được phân biệt bởi nguồn dinh
dưỡng điểm (Point sources) là nguồn gây ô nhiễm có thể xác định được vị trí, lưu
lượng cụ thể (nước thải đô thị, nước thải của các khu công nghiệp, nước thải sinh
hoạt được thu gom về một nơi…) và nguồn phân tán (Non-Point Sources): là nguồn
không xác định được vị trí, lưu lượng cụ thể (nước mưa bị ô nhiễm, nước chảy tràn

qua ruộng có phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu…) (Đặng Ngọc

Thanh và cộng sự, 2007).
+ Nước thải sinh hoạt (Domestic Wastewater): nước thải phát sinh từ các hộ
gia đình, bệnh viện, khách sạn, cơ quan, trường học…. nước có chứa các chất thải
trong quá trình sinh hoạt của con người. Theo ước tính, hệ số thải trung bình mỗi
người một ngày tại lưu vực sông Hồng vào khoảng 10,4g ÷ 14,8g N và 4,7g ÷ 4,9g
P (Le và cộng sự, 2005). Bột giặt và các chất tẩy rửa cũng trở thành nguồn cung cấp
P trong nước thải. Theo báo cáo của Quốc hội Mỹ (1970), có đến hơn một nửa
lượng P đổ vào các hồ ở nước này đến từ nước thải đô thị và công nghiệp mà trong
đó chiếm khoảng 50÷70% là các chất tẩy rửa.

Chuyên ngành: Công nghệ môi trường
 

5 


Nghiên cứu sử dụng Bèo Cái (Pistia stratiotes L) và Rau Muống (Ipomoea aquatica Forsk)
trong xử lý nước phú dưỡng

+ Các nguồn nước thải công nghiệp có mức độ quan trọng tùy theo từng
ngành công nghiệp, thể tích nước thải và mức độ xử lý. Ví dụ: ngành rượu bia ở
Anh một ngày thải ra sông 11.000 m3 nước có nồng độ 156 mgN/l và 20 mgP/l.
Ngành chế biến thực phẩm nói chung thì trong nước thải cũng chứa nhiều N và P.
+ Các nguồn thải từ nông nghiệp: Hoạt động nông nghiệp là một nguồn gây
phú dưỡng quan trọng. Các chất dinh dưỡng theo nguồn thải vào hồ qua quá trình
rửa trôi, xói mòn đất do mưa.
Nguồn cung cấp các chất dinh dưỡng nitơ và phốt pho vào các hệ sinh thái
thủy vực gồm nhiều nguồn khác nhau như nước ngầm, không khí, các dòng chảy

(sông, suối). Nguồn cung cấp dinh dưỡng cho các thủy vực (các nguồn ô nhiễm
điểm và phát tán) được Carpenter và cộng sự tóm tắt ở bảng 1.
Bảng 1. Các nguồn thải điểm và phát tán (Carpenter và cs, 1998)
Nguồn thải điểm
- Nước thải sinh hoạt và công nghiệp
- Rửa trôi từ các vị trí thải
- Nước thải từ các trang trại gia súc
- Nước thải từ các khu khai thác khoáng sản, dầu mỏ và các cống thải công nghiệp
- Cống thải của thành phố với mật độ dân cư > 100.000 người
- Nước thải từ các khu xây dựng với diện tích > 2 ha
Nguồn thải phát tán
- Nguồn thải từ các hoạt động nông nghiệp (bao gồm cả dòng chảy tưới tiêu nông
nghiệp)
- Dòng chảy từ các cánh đồng
- Nước thải từ các khu đô thị với mật độ dân cư < 100.000 người
- Nước thải từ các khu xây dựng với diện tích < 2 ha
- Dòng chảy từ các khu khai thác khoáng sản không còn hoạt động
- Các hoạt động xây dựng, thay đổi vùng đất ngập nước, làm đường....
Hàm lượng tổng phốt pho trung bình trong nước thải dao động trong khoảng
10-20 mg. L-1. Hàm lượng phốt pho trong nước sạch rất thấp. Phốt pho được sử
dụng rộng rãi trong phân bón và các hóa chất khác và thường được tích lũy ở nồng
  Nguyễn Trung Kiên 
 

6 


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN CAO HỌC


độ cao tại các thủy vực gần với vùng canh tác nông nghiệp và vùng đông dân cư.
Nước thải sinh hoạt có hàm lượng phốt phát rất cao trong đó 50% có nguồn gốc từ
các chất thải của con người và 20-30% có nguồn gốc từ chất tẩy rửa. Nitrat thâm
nhập vào thủy vực từ nhiều nguồn khác nhau. Một số lượng đáng kể chất thải của
con người và động vật là nitrat. Phân bón bị rửa trôi từ các vùng đất canh tác có
chứa một lượng lớn nitrat.
Bên cạnh các yếu tố dinh dưỡng N và P kể trên, các nhân tố môi trường khác
cũng có vai trò liên quan đến hiện tượng phì dinh dưỡng như các yếu tố vật lý (thời
gian lưu của nước, ánh sáng, nhiệt độ....).
- Nguồn dinh dưỡng nội tại trong hồ (Internal sources): đây 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 trong hồ. Ngoài N và P, còn một số chất dinh dưỡng khác như vi
lượng, vitamin, axit amin cùng tham gia vào việc gây ra sự phú dưỡng (Brittin và

cộng sự, 1972).
I.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới hiện tượng phú dưỡng
Các yếu tố ảnh hưởng đến mức độ dinh dưỡng của thủy vực bao gồm các yếu
tố tự nhiên và nhân tạo. Các yếu tố tự nhiên gồm có đặc điểm địa hóa, kiểu đất, kích
thước, thời gian lưu trữ nước của thủy vực và các điều kiện khí hậu. Nhiều nghiên
cứu về sông, suối đã chỉ ra rằng điều kiện thuỷ văn và địa hình là những yếu tố đầu
tiên ảnh hưởng đến chế độ dinh dưỡng của sông, suối. Trong một dòng chảy ổn
định với bề mặt phẳng lòng sông ít khúc khuỷu, thực vật sẽ có điều kiện tốt để phát
triển. Trong một dòng chảy không ổn định dòng nước sẽ dễ dàng bị đục, chế độ
nước liên tục thay đổi sẽ làm sinh vật tự dưỡng phải liên tục thích nghi dẫn tới giảm
sút về cường độ hoạt động.
Sự thay đổi về lưu lượng nước cũng là một yếu tố cần phải quan tâm khi
đánh giá chế độ dinh dưỡng của sông suối. Chẳng hạn khi nước lớn, lòng sông mở
rộng, nước sông chứa nhiều phù sa, hàm lượng dinh dưỡng cũng như sinh vật tự
dưỡng bị phân tán làm sông chuyển dần về trạng thái thiếu dưỡng. Tuy vậy việc mở

rộng lòng sông sang hai bên bờ, làm ngập các khu vực có thảm thực vật (đồng cỏ,
Chuyên ngành: Công nghệ môi trường
 

7 


Nghiên cứu sử dụng Bèo Cái (Pistia stratiotes L) và Rau Muống (Ipomoea aquatica Forsk)
trong xử lý nước phú dưỡng

đồng lúa) lại làm tăng khả năng tự dưỡng của sông dẫn đến chuyển dịch về phía phú
dưỡng. Điều kiện địa chất cũng có thể làm thay đổi căn bản nồng độ của chất dinh
dưỡng trong nước sông. Khi sông chảy qua vùng đất giàu đá khoáng P, hàm lượng
P trong nước có thể tăng lên và làm thay đổi điều kiện dinh dưỡng của sông. Bên
cạnh các yếu tố vật lý, thuỷ văn và địa chất quyết định chế độ dinh dưỡng của sông
suối, vùng dinh dưỡng cũng là một yếu tố cần phải tính đến khi muốn kết luận sông
suối có phú dưỡng hay không. Cụ thể vùng dinh dưỡng là tổng hợp các đặc tính tự
nhiên và con người trên lưu vực của con sông. Một con sông chảy qua khu vực
đồng ruộng màu mỡ và khu đông dân cư sẽ thu nhận nước có hàm lượng dinh
dưỡng và sinh vật tự dưỡng cao.
Bảng 2. Phân loại mức độ dinh dưỡng của hồ, sông và suối (Smith và cộng sự,
1999)
T-P
Ch.a
SD
T-N
Mức dinh dưỡng
-3
-3
-3

(m)
(mg m ) (mg m ) (mg m )
Hồ

Nghèo dinh dưỡng
Dinh dưỡng mức
TB
Giàu dinh dưỡng
Phì dưỡng

Suối

Nghèo dinh dưỡng
Dinh dưỡng mức
TB
Giàu dinh dưỡng
Nước mặn Nghèo dinh dưỡng
Dinh dưỡng mức
TB
Giàu dinh dưỡng
Phì dưỡng

< 350
350-650

< 10
10-30

< 3,5
3,5-9


>4
2-9

650-1200
> 1200

30-100
> 100

9-25
> 25

1-2
<1
Ch.a đáy
(mg m-2)

< 700
700-1500

< 25
25-75

Ch.a lơ
lửng
(mg m-3)
< 10
10-30


> 1500
< 260
260-350

> 75
< 10
10-30

> 30
<1
1-3

> 70
>6
3-6

350-400
> 400

30-40
> 40

3-5
>5

1,5-3
< 1,5

< 20
20-70


Chú thích: Tổng N (T-N), Tổng P (T-P), Ch a (Chlorophyll a), SD (Độ trong)
  Nguyễn Trung Kiên 
 

8 


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN CAO HỌC

Các yếu tố nhân tạo ảnh hưởng đến mức độ dinh dưỡng của thủy vực như đã
trình bày ở phần trên gồm có nước thải từ các hoạt động nông nghiệp, công nghiệp
và sinh hoạt. Các hợp chất của nitơ và phốtpho còn được xâm nhập vào thủy vực
thông qua các quá trình tự nhiên như sói mòn đất, rửa trôi, các chất bài tiết của động
vật... Tuy nhiên, phần lớn các chất dinh dưỡng chứa nitơ và phốtpho có nguồn gốc
từ các hoạt động của con người. Chế độ dinh dưỡng của một hệ sinh thái có thể
được phân loại theo chỉ số tình trạng dinh dưỡng với các mức sau: oligotrophic:
nghèo dinh dưỡng, mesotrophic: dinh dưỡng trung bình, eutrophic: giàu dinh
dưỡng). Để xác định mức độ dinh dưỡng của một số hồ, suối, sông và các vùng
biển, Smith và cộng sự (1999) đã dựa trên hàm lượng tổng N, tổng P, chlorophyl a
và độ trong và được trình bày ở bảng 2.
I.1.4 Hậu quả của sự phú dưỡng
Giữa môi trường và cơ thể sống có mối tương tác chặt chẽ với nhau. Trong
thuỷ vực, môi trường nước tác động đến thuỷ sinh vật, ngược lại, cơ thể sống có
những đặc tính phản ứng một cách tự nhiên để phù hợp với điều kiện sống hoặc
những biến đổi về điều kiện môi trường. Các kết quả nghiên cứu cho thấy chất
lượng môi trường nước, kiểu ô nhiễm hay mức độ ô nhiễm của môi trường nước sẽ
tác động tới thuỷ sinh vật theo các chiều hướng như sau:

• Giảm sự đa dạng thành phần loài,
• Thay đổi cấu trúc khu hệ thuỷ sinh vật,
• Gây ra hiện tượng bùng nổ mật độ sinh khối sinh vật nổi (nở hoa thực
vật nổi), sinh vật đáy,
• Làm biến dạng cấu tạo cơ thể (cấu trúc nội quan, mầu sắc, gen...), sự
tích luỹ các chất gây độc quá mức bình thường.
Việc gia tăng hàm lượng các chất dinh dưỡng trong môi trường nước dẫn đến
sự phát triển quá mức của nhóm sinh vật sản xuất cũng như các nhóm vi khuẩn dị
dưỡng, nấm trong thủy vực. Ngoài ra, việc dư thừa các chất dinh dưỡng cũng làm
tăng các hoạt động trao đổi chất trong môi trường nước dẫn đến sự suy giảm hàm
Chuyên ngành: Công nghệ môi trường
 

9 


Nghiên cứu sử dụng Bèo Cái (Pistia stratiotes L) và Rau Muống (Ipomoea aquatica Forsk)
trong xử lý nước phú dưỡng

lượng ôxy hòa tan. Vào thời điểm ban ngày, hoạt động quang hợp của nhóm sinh
vật sản xuất cung cấp một lượng lớn ôxy vào môi trường nước. Vào ban đêm, hoạt
động quang hợp ngừng lại thay vào đó là quá trình hô hấp xảy ra tiêu thụ một lượng
lớn ô xy hòa tan. Mặt khác nồng độ oxy hòa tan thấp vào ban đêm cũng do nhu cầu
oxy 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 cá. Ngoài ra, hàm lượng các
chất dinh dưỡng quá cao trong nước cũng thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của các
một số loài thực vật phù du. Sinh khối của thực vật phù du cao làm giảm sự thâm
nhập của ánh sáng vào môi trường nước và hạn chế sự sinh trưởng của một số loài
thực vật thủy sinh, thay đổi môi trường sống và nguồn thức ăn của các loại cá, hai
mảnh vỏ và một số loài khác. Sự phát triển mạnh mẽ của thực vật nổi mà trong đó

Vi khuẩn lam (VKL) là nhóm sinh vật thường được quan sát thấy trong thời kỳ hiện
tượng phì dinh dưỡng diễn ra tại các thủy vực nước ngọt. Nhìn chung, VKL phát
triển mạnh khi hàm lượng phospho tổng dao động trong khoảng 30 -100 µg L-1.
Trong quá trình sinh trưởng và phát triển của VKL, một số loài có khả năng sản
sinh ra một số các hợp chất trao đôi thứ cấp được xếp vào loại các hợp chất rất độc
có nguồn gốc sinh học. Sự có mặt các chất có độc tố này trong các thủy vực phục
vụ cung cấp nước nuôi trồng thủy sản và nước sinh hoạt là một mối nguy hiểm tiềm
tàng đối với sức khỏe con người, thủy sản và động vật nuôi trong môi trường nước.
Các khảo sát tiến hành tại các thủy vực nước ngọt ở nhiều quốc gia trên thế
giới cho thấy tỷ lệ các mẫu VKL có độc tính gây nở hoa nước khá cao và dao động
trong khoảng 50-90%. Độc tố VKL được xếp vào loại các hợp chất độc nhất có
nguồn gốc sinh học. Các chất độc này ảnh hưởng đến sức khoẻ con người, thuỷ sản,
vật nuôi, huỷ hoại nguồn nước mặt và các hoạt động du lịch, thể thao dưới nước
(Codd, 1996; 1997). Theo Andersen (1996), hiện tượng nở hoa của tảo độc (hay
VKL) 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
mạnh mẽ của tảo độc (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
  Nguyễn Trung Kiên 
 

10 


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN CAO HỌC

mặt thủy vực, làm thay đổi màu nước, giảm hiệu suất của các 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 & Cox, 2000).
Về mặt sức khỏe, hầu hết cả con người, động vật nuôi, chim...đều rất nhạy
cảm với độc tố do tảo độc, hại sinh ra. Thông thường đó là các chất rất độc đối 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 thọ của hệ thống ống dẫn nước. Trong tầng
nước sâu, các sản phẩm của sự phân hủy kị khí làm cho nước có vị và mùi khó chịu,
mặt khác do tiềm năng oxy hóa khử giảm, nước có nồng độ sắt hóa trị thấp và các
muối magan cao (Ellis và cs, 1989; Jones, 1994).
Tổ chức y tế thế giới (WHO) đã qui định đối với nồng độ độc tố của tảo độc
trong nước uống cho con người là không vượt quá 1µg.1-1. Trên thế giới, có rất
nhiều bằng chứng cho thấy những thiệt hại do tảo độc, hại nở hoa gây nên rất lớn.
Theo thống kê, hàng năm trên Thế giới có khoảng 2000 người bị ngộ độc (trong đó
số người chết chiếm khoảng 15%) do tiêu thụ các động vật thân mềm hai mảnh vỏ
hoặc do ăn phải các loài cá bị nhiễm độc tố tảo (Hallegraeff và cộng sự,1995). Thí
dụ: Trong khoảng thời gian từ tháng 9/1988 đến tháng 3/1989 tại các vịnh Villareal,
Carigara và vùng Samar (Philippin) đã có 45 người ngộ độc do độc tố tảo, trong đó
có 6 người chết. Ở vịnh Manila, từ năm 1988 đến năm 2001 đã có 672 trường hợp
bị ngộ độc do độc tố tảo, trong đó có 101 người chết. Trong năm 1989, ở vịnh False
(Nam Phi), loài Gymnodinium sp. nở hoa làm chết khoảng 40 tấn bào ngư. Ở Monte
Hermosa (Achentina) từ ngày 11 đến 17/11/1995, tảo độc nở hoa làm chết khoảng
45 triệu con Ngao- Mesoderma macroides (IOC, 1999). Người ta còn phát hiện thấy
một số loài tảo gây hại phân bố trong các ao nuôi hải sản ở tỉnh Khánh Hòa, Sóc

Chuyên ngành: Công nghệ môi trường
 


11 


Nghiên cứu sử dụng Bèo Cái (Pistia stratiotes L) và Rau Muống (Ipomoea aquatica Forsk)
trong xử lý nước phú dưỡng

Trăng, Minh Hải như: Pyrophacus sp., Gonyaulax sp., Alaxandrium sp (Nguyen

Thi Minh Huyen và cs, 1996).
I.2. Hiện trạng phú dưỡng tại các thủy vực nước ngọt và phương hướng
giải quyết
I.2.1 Phú dưỡng tại các thủy vực nước ngọt tại Việt Nam và trên thế giới
Theo nghiên cứu của ILEC/Viện nghiên cứu hồ Biwa cho thấy tại khu vực
châu Á – Thái Bình Dương, 54% hồ hoặc hồ chứa bị phú dưỡng. Tỷ lệ này tại châu
Âu, châu Phi, Bắc và Nam Mỹ là 53, 28, 48 và 41 %, tương ứng (Chorus &
Bartram, 1999). Điển hình là hồ Washington nằm ở Tây Bắc nước Mỹ (diện tích
87,6 km2 và độ sâu tối đa là 76,5 m), các kết quả nghiên cứu cho thấy lượng
phosphat vào mùa đông tăng đáng kể, mật độ thực vật trôi nổi vào mùa hè tăng vài
lần trong những năm 1950, loài tảo lam Oscillatoria rubescens nở hoa dày đặc (Lê
Huy Bá, 2000; Đặng Ngọc Thanh và cộng sự, 2007).
Hồ Neagh ở Bắc Ailen, có diện tích 383 km2, độ sâu trung bình 8,6 m. Nước
hồ bị phú dưỡng quá mạnh, lượng phosphat và nitrat ở vịnh Kinnego trong hồ cao
gấp 3 lần so với mức cao nhất của hồ Washington, lượng diệp lục α cao gấp 8 lần.
Ở giữa khối nước hồ, các nồng độ này có thể thấp hơn đôi chút nhưng dù sao đây
cũng là hồ có độ dinh dưỡng cao bậc nhất trên thế giới (Lê Huy Bá, 2000).
Hồ Erie là một ví dụ điển hình về phú dưỡng của các hồ Canada và thường
được gọi là hồ chết, mỗi ngày hồ nhận 20.000 pound (9080 kg) phosphat, mỗi
pound (0,454 kg) phosphat lại có thể kích thích sự phát triển của 700 pound (317,8
kg) tảo (Larkin và cộng sự, 1974).
Tại Trung Quốc, nền kinh tế phát triển nhanh, ô nhiễm môi trường nước

ngày càng trở nên vấn đề môi trường nghiêm trọng. Thật vậy, hầu hết các thủy vực
nước ngọt (hồ và hồ chứa) ở miền đông và trung của Trung Quốc được xếp loại rất
giầu dinh dưỡng (hypetrophic) với T-P > 100 µg/l, T-N > 1500 µg /l, Chla > 40 µg
/l; eutrophic với: T-P: 25–100 µg/l, T-N: 600-1500 µg /l, Chla: 7- 40 µg /l. Ngoài
ra, hiện tượng nở hoa thường xuyên xảy ra và kéo dài đến 6 tháng. Hồ Taihu là hồ
  Nguyễn Trung Kiên 
 

12 


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN CAO HỌC

nước ngọt lớn thứ ba ở Trung Quốc, diện tích khoảng 2.338 km2 với độ sâu trung
bình 1,9 m. Đây là nơi đông dân cư với các khu công nghiệp lớn nhất Trung Quốc.
Hồ Taihu là nơi cung cấp nước sinh hoạt cho khoảng hơn 30 triệu dân cư của các
vùng xung quanh như Wuxi, Suzhou và Shanghai. Ngoài ra, các hoạt động du lịch,
nuôi trồng thủy sản và giải trí cũng thường xuyên xảy ra tại hồ này. Tuy nhiên, với
dân số ngày càng gia tăng và kinh tế phát triển trong lưu vực, hồ Taihu đã và đang
chịu hậu quá của hiện tượng phì dinh dưỡng nghiêm trọng. Do thâm canh nông
nghiệp và ô nhiễm công nghiệp ở lưu vực hồ, hồ Taihu được xếp ở trong trạng thái
eutrophic từ những năm 80. Ngoài ra, hiện tượng nở hoa của nước do VKL đã xuất
hiện hàng chục năm trở lại đây (Dumont và Qin, 2008; Ye và cs, 2009). Theo điều
tra của cục bảo vệ môi trường Trung Quốc, nước thải có nguồn gốc từ các chất thải
công nghiệp đổ vào lưu vực tại tỉnh Jiangsu năm 1998 với CODCr: 93,822.1
tấn/năm, T-N: 2.686,0 tấn/ năm và T-P: 191,4 tấn/năm.
Tại Việt Nam, ô nhiễm môi trường nước nói chung, ô nhiễm nước trong các
hồ tự nhiên và hồ chứa nói riêng đang ngày càng gia tăng, xuất phát từ nhiều

nguyên nhân, chủ yếu là do các nguồn nước thải từ hoạt động công nghiệp, nông
nghiệp, nuôi trồng thủy hải sản và sinh hoạt phần lớn đều không qua xử lý. Nguồn
nước mặt giàu dinh dưỡng, đặc biệt là phốtpho và nitơ thường dẫn đến hiện tượng
phú dưỡng và những thay đổi bất lợi làm mất cân bằng sinh thái ở các thủy vực.
Việc điều tra nghiên cứu và đánh giá chất lượng môi trường nước và sự xuất
hiện hiện tượng nở hoa VKL tại các thủy vực nội địa Việt nam đã được tiến hành
trong những năm gần đây. Các nghiên cứu này cho thấy sự nở hoa VKL xảy ra tại
hầu hết các thủy vực nước ngọt với cường độ phụ thuộc vào mức dinh dưỡng của
các thủy vực đó. Kết quả phân tích cho thấy lượng COD và BOD khá cao tại các
thủy vực này. Lượng tổng nitơ (T-N) trong các hồ và hồ chứa lớn dao động từ 0,994
mg.L-1 (hồ Ba Bể) đến 16,47 mg.L-1 ( hồ Tây). Hàm lượng tổng phốtpho (T-P) dao
động từ 0,038 mg.L-1 (hồ chứa Dầu Tiếng) đến 2,19 mg.L-1 (hồ chứa Cấm Sơn).
Điều này cho thấy hầu hết các thủy vực trên đều ở tình trạng phú dưỡng. Thậm chí
hồ Ba Bể - hồ tự nhiên được coi là "sạch " nhất ở miền Bắc Việt Nam cũng đang ở
Chuyên ngành: Công nghệ môi trường
 

13 


Nghiên cứu sử dụng Bèo Cái (Pistia stratiotes L) và Rau Muống (Ipomoea aquatica Forsk)
trong xử lý nước phú dưỡng

trong tình trạng phú dưỡng với lượng T-P và T-N là 0,072 mg.L-1 và 0,194 mg.L-1,
tương ứng (Đ. Đ. Kim và cs, 2005). Theo Đặng Ngọc Thanh và cs, 2002, các hồ
chứa như Hoà Bình, Thác Mơ ở trong những năm đầu ngập nước, đã ở mức giầu
dinh dưỡng còn Hồ Tây và Trúc Bạch thì ở mức rất giầu dinh dưỡng.
Nghiên cứu gần đây về hồ chứa Núi Cốc (Trần Văn Tựa và cộng sự, 2011)
cho thấy: mặc dù dinh dưỡng trong môi trường nước hồ Núi Cốc được đánh giá ở
mức mesotrophic (hồ có mức dinh dưỡng trung bình; dựa trên sự phân loại của

Trần Hiếu Nhuệ và cs, 1994, và Dodds và cs, 1998). Tuy nhiên, hàm lượng muối
phốt phát tại hồ Núi Cốc khá cao, dao động trong khoảng 0,01 mgP/l ÷ 0,09 mgP/l
và phốt pho tổng dao động 0,09 mgP/l÷0,53 mgP/l, cao hơn rất nhiều so với nước
sạch tự nhiên không ô nhiễm. Thực trạng này đã và đang là nguy cơ gây sự phát
triển bùng phát của vi tảo nói chung và VKL nói riêng. Theo kết quả quan trắc, tại
các thời điểm ghi nhận nở hoa của VKL tại hồ Núi Cốc, mật độ tế bào VKL
Microcystis tăng rất cao trong khoảng từ 2,2 x106 tế bào/l ÷ 8,5 x105 tế bào/l.
Nghiên cứu độc tính và độc tố của một số mẫu Microcystis aeruginosa phân lập từ
hồ Núi Cốc cho thấy loài VKL này có độc tính cao đối với Artemia salina (giá trị
LC50 là 5,37), có khả năng ức chế hoạt tính của enzyme PP > 99% và chứa MCs
với hàm lượng 0,937 µg/g TLK.
I.2.2 Một số phương pháp xử lý nước phú dưỡng và sự bùng phát của vi tảo
I.2.2.1 Các biện pháp xử lý cặn lắng và bất hoạt P tại hồ
- Loại bỏ cặn đáy: là phương pháp khá hữu hiệu để giảm lượng dinh dưỡng
trong hồ. Việc loại lớp cặn phía trên giàu P sẽ phơi bày lớp cặn phía dưới có khả
năng gắn kết P, đồng thời cũng loại bỏ khá nhiều mầm VKL trong lớp cặn. Giải
pháp này có thể hạn chế việc tái hòa tan bùn cặn vào cột nước nhưng lại phải vận
chuyển một lượng nước rất lớn (chiếm tới 90% khối lượng cặn đáy) và khá tốn
kém.
- Lát đáy hồ: Lát đáy hồ là phương pháp rẻ tiền hơn loại bỏ cặn đáy. Phương
pháp này thường được ứng dụng khi xử lý cặn bùn chứa nhiều kim loại nặng hoặc
  Nguyễn Trung Kiên 
 

14 


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN CAO HỌC


các độc tố bền vững khác nhưng cũng có thể được sử dụng để giảm thiểu dinh
dưỡng hoặc sự tái xuất VKL vào cột nước. Nguyên tắc của phương pháp này là phủ
bề mặt đáy để ngăn cản hoặc giảm thiểu sự tái xuất chất ô nhiễm vào nước hồ. Vật
liệu để lát hồ có thể là vách ngăn cơ học (cát, sỏi..) hoặc vách ngăn tích cực
(zeolites, đất sét, calcite – CaCO3…). Tuy nhiên, phương pháp này ít được sử dụng
do khó có thể lát được lớp vật liệu đồng đều dưới đáy nước.
- Loại bỏ lớp nước hypolimnion: Phương pháp này dựa trên việc loại bỏ có
chọn lọc lớp nước hypolimnion ( chứa ít ôxy, giàu PO43+, Fe và Mn) thay vì loại lớp
nước ít dinh dưỡng phía trên. Việc làm giảm hàm lượng P và tăng O2 có thể hạn chế
sinh trưởng của VKL đặc biệt là tại các thủy vực nơi nguồn P nội tại chiếm ưu thế.
Lớp nước hypolimnion có thể được loại bỏ bằng ống xy phông, bơm (đối với hồ)
hoặc loại bỏ có chọn lọc (đối với hồ chứa). Ưu thế của phương pháp này là giá
thành tương đối thấp. Phương pháp này thường được sử dụng cho những hồ hay hồ
chứa nhỏ và sâu.
- Kết tủa và bất hoạt P: Kỹ thuật này nhằm làm giảm hàm lượng P trong hồ
bằng cách loại P từ cột nước và làm chậm quá trình tái xuất P từ cặn bùn bằng cách
sử dụng các chất đông tụ (coagulants). Khi cho vào nước các chất này kết tủa thành
các cụm (flocks), kết dính P lại và chuyển thành dạng mà vi tảo không sử dụng
được. Nhiều chất đông tụ có thể gắn kết cả những phần tử nhỏ kể cả các tế bào tảo
trong nước. Những cụm kết dính này sau đó chìm xuống đáy hồ, do vậy loại P khỏi
cột nước, chúng cũng làm tăng khả năng gắn P của cặn đáy. Phương pháp này có
hiệu quả cao tại những hồ có thời gian lưu lớn, sau khi giảm thiểu lượng P từ ngoài
vào và khi lượng P trong hồ lấy chủ yếu từ nguồn cặn đáy.
Có nhiều hợp chất hiện được sử dụng làm chất đông tụ như Al, Fe, các muối
Ca, các vật liệu từ đất sét…
- Ôxy hóa cặn lắng – Riplox: Phương pháp này bao gồm xử lý bề mặt cặn
đáy bằng Ca(NO3)2, FeCl3 và CaCO3. Khi được đưa vào cặn bùn FeCl3 làm tăng
khả năng gắn kết P của bùn ở dạng Fe(OH)3 hoặc Fe trực tiếp để tạo thành FePO4


Chuyên ngành: Công nghệ môi trường
 

15