KHÁI NIỆM

Phú dưỡng hóa xuất phát từ Hy lạp có nghĩa là “thừa dinh dưỡng”, dùng để mô tả hiện tượng

các ao hồ, hồ chứa nước có bùng nổ và phát triển rong tảo, cuối cùng có thể dẫn đến suy giảm

nghiêm trọng chất lượng môi trừơng nước. Hiện tượng phú dưỡng là hiện tượng đáng quan tâm

nhất là đối với ao hồ, trong môi trường nước, làm cho rong tảo phát triển mạnh tạo nên ô

nhiễm nguồn nước.

NGUYÊN NHÂN

Các chất oxít Nitơ (NO, N2O, NO5… viết tắt là NOx) xuất hiện trong khí quyển qua quá trình đốt

nhiên liệu ở nhiệt độ cao. Trong khí quyển các oxit nitơ sẽ chuyển hóa thành nitrat rồi theo

nước mưa xuống đất. Nitrat nằm trên mặt đất theo nước mưa xuống đất và theo nước mưa

chảy tràn hay vào cống thóat nước để vào môi trường nước. Các chất tẩy rửa dùng trong sinh

hoạt là nguồn cung cấp phospho chính cho nước thải. Hai chất nitơ và phospho thường là

nguyên nhân chính trong việc gây ra hiện tượng phú dưỡng làm bùng nổ sự phát triển thực vật.

Phospho là 1 trong những nguồn dinh dưỡng cung cấp cho các thực vật dưới nước, gây ô nhiễm

và góp phần thúc đẩy hiện tượng phú dưỡng ở các ao hồ làm rong tảo phát triển.Nước giàu

chất dinh dưỡng là cho thực vật quang hợp và phát triển mạnh, sinh ra 1 lượng sinh khối lớn.

Khi chúng chết đi thì tích tụ lại ở đáy hồ, phân hủy từng phần tiếp tục giải phóng các chất dinh

dưỡng như CO2, phospho, nitơ, calci. Nếu hồ không sâu lắm, loài thực vật có rễ ở đáy bắt đầu

phát triển làm tăng quá trình tích tụ các chất rắn, sau cùng đầm lầy được hình thành và phát

triển thành rừng.

Sự phú dưỡng là gì?

Phú dưỡng là hiện tượng thường gặp trong các hồ đô thị, các sông và kênh dẫn nước thải. Biểu hiện phú dưỡng của các hồ đô thị là nồng độ chất dinh dưỡng N, P cao, tỷ lệ P/N cao do sự tích luỹ tương đối P so với N, sự yếm khí và môi trường khử của lớp nước đáy thuỷ vực, sự phát triển mạnh mẽ của tảo và nở hoa tảo, sự kém đa dạng của các sinh vật nước, đặc biệt là cá, nước có màu xanh đen hoặc đen, có mùi khai thối do thoát khí H2S v.v...

Nguyên nhân gây phú dưỡng là sự thâm nhập một lượng lớn N, P từ nước thải sinh hoạt của các khu dân cư, sự đóng kín và thiếu đầu ra của môi trường hồ. Sự phú dưỡng nước hồ đô thị và các sông kênh dẫn nước thải gần các thành phố lớn đã trở thành hiện tượng phổ biến ở hầu hết các nước trên thế giới. Hiện tượng phú dưỡng hồ đô thị và kênh thoát nước thải tác động tiêu cực tới hoạt động văn hoá của dân cư đô thị, làm biến đổi hệ sinh thái nước hồ, tăng thêm mức độ ô nhiễm không khí của đô thị.

Nước bị ô nhiễm kim loại nặng như thế nào?

Kim loại nặng có Hg, Cd, Pb, As, Sb, Cr, Cu, Zn, Mn, v.v... thường không tham gia hoặc ít tham gia vào quá trình sinh hoá của các thể sinh vật và thường tích luỹ trong cơ thể chúng. Vì vậy, chúng là các nguyên tố độc hại với sinh vật. Hiện tượng nước bị ô nhiễm kim loại nặng thường gặp trong các lưu vực nước gần các khu công nghiệp, các thành phố lớn và khu vực khai thác khoáng sản. Ô nhiễm kim loại nặng biểu hiện ở nồng độ cao của các kim loại nặng trong nước. Trong một số trường hợp, xuất hiện hiện tượng chết hàng loạt cá và thuỷ sinh vật.

Nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm kim loại nặng là quá trình đổ vào môi trường nước nước thải công nghiệp và nước thải độc hại không xử lý hoặc xử lý không đạt yêu cầu. Ô nhiễm nước bởi kim loại nặng có tác động tiêu cực tới môi trường sống của sinh vật và con người. Kim loại nặng tích luỹ theo chuỗi thức ăn thâm nhập và cơ thể người. Nước mặt bị ô nhiễm sẽ lan truyền các chất ô nhiễm vào nước ngầm, vào đất và các thành phần môi trường liên quan khác. Để hạn chế ô nhiễm nước, cần phải tăng cường biện pháp xử lý nước thải công nghiệp, quản lý tốt vật nuôi trong môi trường có nguy cơ bị ô nhiễm như nuôi cá, trồng rau bằng nguồn nước thải.

Về đầu trang

Nước bị ô nhiễm vi sinh vật như thế nào?

Sinh vật có mặt trong môi trường nước ở nhiều dạng khác nhau. Bên cạnh các sinh vật có ích có nhiều nhóm sinh vật gây bệnh hoặc truyền bệnh cho người và sinh vật. Trong số này, đáng chú ý là các loại vi khuẩn, siêu vi khuẩn và ký sinh trùng gây bệnh như các loại ký sinh trùng bệnh tả, lỵ, thương hàn, sốt rét, siêu vi khuẩn viêm gan B, siêu vi khuẩn viêm não Nhật bản, giun đỏ, trứng giun v.v...

Nguồn gây ô nhiễm sinh học cho môi trường nước chủ yếu là phân rác, nước thải sinh hoạt, xác chết sinh vật, nước thải các bệnh viện v.v... Để đánh giá chất lượng nước dưới góc độ ô nhiễm tác nhân sinh học, người ta thường dùng chỉ số coliform. Đây là chỉ số phản ánh số lượng trong nước vi khuẩn coliform, thường không gây bệnh cho người và sinh vật, nhưng biểu hiện sự ô nhiễm nước bởi các tác nhân sinh học. Để xác định chỉ số coliform người ta nuôi cấy mẫu trong các dung dịch đặc biệt và đếm số lượng chúng sau một thời gian nhất định. Ô nhiễm nước được xác định theo các giá trị tiêu chuẩn môi trường.

Hiện tượng trên thường gặp ở các nước đang phát triển và chậm phát triển trên thế giới. Theo báo cáo của Ngân hàng thế giới năm 1992, nước bị ô nhiễm gây ra bệnh tiêu chảy làm chết 3 triệu người và 900 triệu người mắc bệnh mỗi năm. Đã có năm số người bị mắc bệnh trên thế giới rất lớn như bệnh giun đũa 900 triệu người, bệnh sán máng 600 triệu người. Để hạn chế tác động tiêu cực của ô nhiễm vi sinh vật nguồn nước mặt, cần nghiên cứu các biện pháp xử lý nước thải, cải thiện tình trạng vệ sinh môi trường sống của dân cư, tổ chức tốt hoạt động y tế và dịch vụ cộng.

Nước bị ô nhiễm bởi thuốc bảo vệ thực vật và phân bón hoá học như thế nào?

Ô nhiễm nguồn nước bởi thuốc bảo vệ thực vật và phân bón hoá học là hiện tượng phổ biến trong các vùng nông nghiệp thâm canh trên thế giới. Trong quá trình sử dụng thuốc bảo vệ thực vật và phân bón hoá học, một lượng đáng kể thuốc và phân không được cây trồng tiếp nhận. Chúng sẽ lan truyền và và tích lũy trong đất, nước và các sản phẩm nông nghiệp dưới dạng dư lượng phân bón và thuốc bảo vệ thực vật.

Tác động tiêu cực khác của sự ô nhiễm thuốc bảo vệ thực vật và phân bón là làm suy thoái chất lượng môi trường khu vực canh tác nông nghiệp như phú dưỡng đất, nước, ô

nhiễm đất, nước, giảm tính đa dạng sinh học của khu vực nông thôn, suy giảm các loài thiên địch, tăng khả năng chống chịu của sâu bệnh đối với thuốc bảo vệ thực vật.

Về đầu trang

Nước ngầm là gì?

"Nước ngầm là một dạng nước dưới đất, tích trữ trong các lớp đất đá trầm tích bở rời như cặn, sạn, cát bột kết, trong các khe nứt, hang caxtơ dưới bề mặt trái đất, có thể khai thác cho các hoạt động sống của con người".

Theo độ sâu phân bố, có thể chia nước ngầm thành nước ngầm tầng mặt và nước ngầm tầng sâu. Đặc điểm chung của nước ngầm là khả năng di chuyển nhanh trong các lớp đất xốp, tạo thành dòng chảy ngầm theo địa hình. Nước ngầm tầng mặt thường không có lớp ngăn cách với địa hình bề mặt. Do vậy, thành phần và mực nước biến đổi nhiều, phụ thuộc vào trạng thái của nước mặt. Loại nước ngầm tầng mặt rất dễ bị ô nhiễm. Nước ngầm tầng sâu thường nằm trong lớp đất đá xốp được ngăn cách bên trên và phía dưới bởi các lớp không thấm nước. Theo không gian phân bố, một lớp nước ngầm tầng sâu thường có ba vùng chức năng:

Vùng thu nhận nước. Vùng chuyển tải nước. Vùng khai thác nước có áp.

Khoảng cách giữa vùng thu nhận và vùng khai thác nước thường khá xa, từ vài chục đến vài trăm km. Các lỗ khoan nước ở vùng khai thác thường có áp lực. Đây là loại nước ngầm có chất lượng tốt và lưu lượng ổn định. Trong các khu vực phát triển đá cacbonat thường tồn tại loại nước ngầm caxtơ di chuyển theo các khe nứt caxtơ. Trong các dải cồn cát vùng ven biển thường có các thấu kính nước ngọt nằm trên mực nước biển.

MỞ ĐẦU

Ao hồ là tài sản vô cùng quý giá của các thành phố trên thế giới. Hồ tại các đô thị nói chung không chỉ là thắng cảnh, di tích lịch sử mang lại nhiều giá trị tinh thần cho con người, là nơi vui chơi giải trí cho người dân sống trong khu vực nội thị. Hơn nữa, các hồ tại đô thị còn có vai trò rất quan trọng: là lá phổi của thành phố, là máy điều hoà khí hậu, là nguồn cung cấp thực phẩm cho thành phố, là cỗ máy điều tiết nước mưa, và đồng thời cũng là nơi chứa và làm sạch nước thải.

Tuy nhiên, hiện nay các hồ ở đô thị đều bị ô nhiễm nghiêm trọng, chủ yếu là do hiện tượng phú dưỡng. Phú dưỡng (eutrophication) là một dạng suy giảm chất lượng nước thường xảy ra ở các hồ chứa, với hiện tượng nồng độ các chất dinh dưỡng N, P trong hồ tăng cao, tỷ lệ P/N cao do sự tích luỹ tương đối P so với N, làm bùng phát các loại thực vật nước (như rong, tảo, lục bình, bèo v.v...), làm tăng các chất lơ lửng, chất hữu cơ, làm suy giảm lượng ôxy trong nước, làm ô nhiễm môi trường, mất cân bằng sinh thái, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ và cuộc sống con người.

Nguyên nhân gây phú dưỡng ở các hồ được xem đến nhiều nhất là sự thâm nhập một lượng lớn N, P từ nước thải sinh hoạt của các khu dân cư, sự đóng kín và thiếu đầu ra của môi trường hồ. Sự phú dưỡng nước hồ đô thị và các sông kênh dẫn nước thải gần các thành phố lớn đã trở thành hiện tượng phổ biến ở hầu hết các nước trên thế giới. Hiện tượng phú dưỡng hồ đô thị và kênh thoát nước thải tác động tiêu cực tới hoạt động văn hoá của dân cư đô thị, làm biến đổi hệ sinh thái nước hồ, tăng thêm mức độ ô nhiễm không khí của đô thị.

Mặt khác, cùng với đô thị hóa, các hồ bị thu hẹp diện tích để lấy mặt bằng xây dựng, do đó những chức năng trên bị suy giảm, ảnh hưởng lớn đến kinh tế, cảnh quan môi trưởng sinh thái của các thành phố. Việc tìm ra nguyên nhân, đánh giá chất lượng nước hồ đô thị đặc biệt là tình trạng phú dưỡng trên cơ sở đó đề xuất các giải pháp xử lý, kiểm soát chất lượng nước hồ là thực sự cần thiết để duy trì chức năng của hồ đô thị.

Dựa trên cơ sở thực tế, chúng tôi tiến hành nghiên cứu để tìm ra nguyên nhân và đánh giá sự phú dưỡng trong các hồ đô thị nội thành Hà Nội, đồng thời đề xuất một số giải pháp xử lý ô nhiễm nước hồ. Do vậy, đề tài tiểu luận là “Hiện trạng phú dưỡng ở các hồ đô thị Hà Nội – nguyên nhân, hiện trạng và giải pháp xử lý”.

 

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1.     Tổng quan về phú dưỡng

1.1.1. Khái niệm

Từ phú dưỡng với nghĩa tổng quát là "giàu dinh dưỡng" được Nauman đưa ra năm 1919 khi trình bày khái niệm về sạch và giàu dinh dưỡng. Ông phân biệt: hồ sạch là hồ chứa ít tảo, thực vật lơ lửng; còn hồ phú dưỡng là hồ giàu thực vật trôi nổi. Sự phú dưỡng của các hồ Châu Âu và Bắc Mỹ tăng lên nhanh trong vài chục năm gần đây là do sự gia tăng đô thị hóa và tăng mức sử dụng chất dinh dưỡng trên đầu người.

Từ phú dưỡng được dùng để chỉ việc bổ sung một cách nhân tạo các chất dinh dưỡng chủ yếu (N và P) vào nước. Sự phú dưỡng nói chung là không tốt, mặc dù nghĩa của nó không phải lúc nào cũng đúng. Màu xanh của hồ làm cho việc bơi thuyền và tắm không an toàn vì bẩn. Hơn nữa, màu xanh lục khi Clorophyll có 100 mg/m3 làm xấu cảnh quan. Mặt khác tác động nguy hiểm ở góc độ sinh thái là làm giảm nồng độ oxy do phân hủy của các tảo. Các hồ phú dưỡng thường có nồng độ oxy cao trên bề mặt và trong mùa hè, nhưng có nồng độ oxy thấp ở tầng sâu – đây là nguyên nhân gây chết cá (Hình 1 và 2).

 

Quan niệm hiện nay về phú dưỡng liên quan với sự gia tăng mạnh số lượng P và N có trong ao hồ mà ở điều kiện bình thường có giá trị thấp. P thường là nguyên nhân chính của phú dưỡng (so với N) vì đây là yếu tố tăng trưởng hạn chế của tảo trong hồ. Tảo thường sử dụng N cao gấp từ 4 - 10 lần so với P, trong đó tỷ lệ N/P trong nước thải chỉ là 3 lần. [1]

 

Có rất nhiều các nguyên tố quan trọng tham gia vào chu trình nguyên tố tạo nên sự phú dưỡng (Hình 3 - 4). Sự tăng trưởng của thực vật trôi nổi là quá trình chủ đạo trong sự hình thành phú dưỡng, có ý nghĩa quan trọng để nhận thức quá trình điều hòa sinh trưởng.

Hình 4: Chu trình cacbon

1. Hợp quang 2. Bài tiết 3. Tử vong 4,5. Phân hủy 6. Hô hấp

7. Lắng đọng 8. Khoáng hóa trầm tích 9. Trao đổi CO2 với khí quyển

Hình 5: Chu trình Nitơ

1. Tảo hấp thụ N 2. Quang hợp 3. Cố định đạm 4, 5, 6, 7. Chuỗi thức ăn

8. Tử vong 9. Khoáng hóa 10. Lắng đọng 11. Lắng đọng N lơ lửng

12. Lắng đọng 13. Phân hủy từ trầm tích 14. Nitơrat hóa  

15, 16, 18. Dòng vào ra của HST 17. Phân hủy nitơ  

1.1.2. Nguyên nhân của sự phú dưỡng

Nguyên nhân gây phú dưỡng là sự thâm nhập một lượng lớn N, P từ nước thải sinh hoạt của các khu dân cư, sự đóng kín và thiếu đầu ra của môi trường hồ. Sự phú dưỡng nước hồ đô thị và các sông kênh dẫn nước thải gần các thành phố lớn đã trở thành hiện tượng phổ biến ở hầu hết các nước trên thế giới. Hiện tượng phú dưỡng hồ đô thị và kênh thoát nước thải tác động tiêu cực tới hoạt động văn hoá của dân cư đô thị, làm biến đổi hệ sinh thái nước hồ, tăng thêm mức độ ô nhiễm không khí của đô thị.

Nguyên nhân của sự phú dưỡng được giải thích như sau: Nước không bị ô nhiễm thường có tỉ lệ N/P <10. Cống dẫn nước thải vào hồ sẽ làm giảm tỷ lệ trên vì N/P trong nước thải là 3 (nước thải đô thị 30mg/l.N; 10 mg/l.P). Do vậy nếu trồng tảo để hạn chế phú dưỡng sẽ càng làm cho tỷ lệ N/P giảm đi. Khi viết cân bằng vật chất cho N và P sẽ thấy phương thức tốt nhất để chống phú dưỡng là loại bỏ P từ nước thải chứ không phải trồng tảo để loại bỏ N.

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): phân biệt bởi nguồn dinh dưỡng điểm (Point sources) và nguồn phân tán (Diffuse sources). Bao gồm các nguồn từ đô thị, từ nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp và nước thoát sau mưa… [3]

+ Mỗi người một ngày thải 10,8g N và 2,18g N. Bột giặt chứa P cũng trở thành nguồn cung cấp P trong nước thải. Ví dụ: P từ bột giặt chiếm từ 18 – 65% tổng lượng P trong nước cống từ 6 trạm xử lý của Anh (1971).

+ Các nguồn dinh dưỡng 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 gP/l. Ngành chế biến thực phẩm nói chung thì trong nước thải cũng chứa nhiều N và P.

+ Các nguồn 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 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: vi lượng, vitamin, axit amin cùng tham gia vào việc gây ra sự phú dưỡng. 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 trong các hồ.

1.1.3. Các phương pháp xác định phú dưỡng

Phương pháp xác định sự phú dưỡng tức là sử dụng các thông số chỉ sự phú dưỡng để xác định tình trạng phú dưỡng của thủy hệ:

 Dựa vào sinh khối, phytoplakton của hồ. Sự phú dưỡng gây ảnh hưởng trực tiếp và biểu hiện rõ nét qua sự phát triển của phytoplakton. Do đó, thông số phytoplakton là một thông số quan trọng đánh giá mức độ phú dưỡng.

 Dựa vào nhóm sinh vật chỉ thị cho sự phú dưỡng đặc biệt là tảo. Nước là môi trường sống, nơi cung cấp thức ăn cho tảo, bởi vậy mức độ dinh dưỡng của thủy vực được biểu hiện không chỉ qua số lượng tảo mà còn qua thành phần loài. Các chất dinh dưỡng khác nhau thường có các sinh vật khác nhau: điển hình là 1 số tảo làm chỉ thị cho sự phú dưỡng của hồ như: Olymosa, Otenius, Cyanophyta, Chlorococeales.

 Xác định độ trong của nước hồ cũng là một chỉ thị của sự phú dưỡng. Dựa vào tương quan của dộ phú dưỡng và độ trong để làm thước đo phú dưỡng.

 Xác định các thông số chất lượng nước khác: (Ví dụ: BOD5) Khi hồ ở tình trạng phú dưỡng làm lượng chất hữu cơ trong hồ lớn. Lượng chất hữu cơ này có thể xác định thông qua lượng oxi cần thiết để oxi hóa chúng. Càng cần nhiều Oxi thì lượng chất hữu cơ càng lớn cũng đồng nghĩa với mức độ giàu dinh dưỡng cao. Thông số DO cũng là một chỉ thị hiệu quả cho sự phú dưỡng.

 Dựa vào cân bằng dinh dưỡng trong hồ: là phương pháp xác định các chất như N và P. Hồ sẽ ở tình trạng phú dưỡng khi nồng độ phú dưỡng vượt quá giới hạn cho phép.Ví dụ: tiêu chuẩn của nitơ trong nước là 0.2mg/l, photpho là 0.03 mg/l. Nhưng để đánh giá sự phú dưỡng của hồ cần phải dựa vào tương quan nồng độ giữa chúng./[2].

Việc xác định mức độ và đánh giá diễn biến phú dưỡng không hề đơn giản, đòi hỏi sự đánh giá tổng hợp, với những tiêu chuẩn cụ thể có thể áp dụng cho tất cả các hồ theo từng điều kiện tự nhiên khác nhau.

1.2. Tổng quan về các hồ đô thị Hà Nội

Thành phố Hà Nội nằm ở vùng địa hình thấp của đồng bằng sông Hồng. Phần lớn các hồ Hà Nội có nguồn gốc từ các vùng trũng hoặc từ các nhánh sông, trên nền đất trẻ. Sự hình thành các hồ đều gắn liền với sự phát triển đô thị. Các dòng chảy qua kênh, hồ tạo nên khung sinh thái, là nguồn nước phục vụ cho sinh hoạt, sản xuất và các hoạt động khác của đô thị. Các hồ đô thị tạo thành một hệ thống nối kết với các sông tiêu thoát nước của thủ đô Hà Nội.

Do các đô thị có địa hình tương đối bằng phẳng nên mật độ ao hồ và kênh mương thoát nước trong thành phố tương đối cao, chiếm khoảng 10 -15% diện tích đô thị. Các hồ nội thành có diện tích từ một vài ha đến hàng trăm ha hồ lớn nhất là hệ thống hồ Tây - hồ Trúc Bạch, diện tích 468 ha. Kênh hồ Hà Nội thường nối với nhau tạo thành hệ thống chức năng thống nhất như hệ thống hồ Giảng Võ - Ngọc Khánh - Thành Công - Đống Đa - sông Tô Lịch, hồ Giám - Văn Chương - Trung Tự - sông Lừ… Đây là một khung sinh thái đô thị, đảm nhận các vai trò: tiếp nhận, điều hoà nước mưa, xử lý nước thải thông qua quá trình tự làm sạch và là nơi vui chơi giải trí của nhân dân [4].

Hồ Đống Đa Hồ Thủ Lệ Hồ Ngọc Khánh

Hồ Tây Hồ 7 Mẫu Hồ Trúc Bạch

Chức năng chính của các kênh hồ đô thị là phục vụ thoát nước. Hà Nội có khoảng hơn 100 hồ, ao trong đó ở khu vực nội thành có 17 hồ thuộc quyền quản lý của Công ty thoát nước. Hồ có diện tích lớn nhất là hồ Bảy Mẫu với diện tích 21,3 ha, và nhỏ nhất là 1,3 ha. Các hồ này tiếp nhận trực tiếp nước thải, nước mưa của lưu vực thoát nước xung quanh sau đó tiêu thoát qua các mương thoát nước của thành phố. Trừ Hồ Tây và hồ Hoàn Kiếm, được sử dụng cho mục đích cảnh quan du lịch, điều hoà nước mưa và tiếp nhận nước thải hạn chế, các hồ còn lại đều đóng vai trò thoát nước và phục vụ vui chơi giải trí, nuôi cá của thành phố. Các hồ ngoại thành như hồ Yên Sở hoặc hồ Định Công, Linh Đàm đóng vai trò như các hồ đầu mối, tiếp nhận và điều hoà nước mưa.

Một số hồ có vai trò quan trọng có giá trị về văn hóa lịch sử, cảnh quan thiên nhiên và môi trường, về đa dạng sinh học cũng như về giá trị nguồn nước. Nhưng những hồ này hiện đang ô nhiễm nặng nề do chất thải từ các cơ sở sản xuất, bệnh viện, các hộ gia đình… Tổng diện tích các ao hồ vào khoảng 21,8km2. Một số hồ tiêu biểu ở Hà Nội có thể kể đến là: Hoàn Kiếm, Giảng Võ, Thủ Lệ, Thành Công, Ba Mẫu, Bảy Mẫu, Đống Đa, Thiền Quang, Linh Đàm, Trúc Bạch, Ngọc Khánh…

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CHƯƠNG II. HIỆN TRẠNG PHÚ DƯỠNG Ở CÁC HỒ ĐÔ THỊ HÀ NỘI

Theo kết quả quan trắc định kỳ của Sở Tài nguyên – Môi trường Hà Nội cho thấy: Đa số các hồ ở Hà Nội đang ô nhiễm nghiêm trọng bởi nước thải và trầm tích. Lưu lượng nước thải chảy vào vượt quá khả năng tự làm sạch của các hồ. Các dòng chảy vào hồ thậm chí làm bốc mùi hôi nồng nặc, như hồ Kim Liên, Mễ Trì, Hào Nam .

Theo khảo sát, các hồ đều bị hiện tượng “phú dưỡng” - hiện tượng tảo nở hoa, vì thế không còn giữ được sự trong và sạch. Nhiều tảo xanh và các loài thực vật nổi phát triển rất nhanh trong nước hồ. Sau khi chết đi, các loại tảo tích tụ tại đáy hồ ngày càng dày thêm. Quá trình phân hủy của chúng kéo theo sự tiêu thụ lớn về oxy trong nước, làm biến mất các loài thủy sinh khác, đồng thời giải tỏa các chất khí ít nhiều có hại và hôi thối.

Các hồ gần khu vực đông dân (đón nhận nguồn “dinh dưỡng” từ nguồn nước thải dồi dào) như hồ Đống Đa, Giảng Võ, Thành Công, Thanh Nhàn,... số lượng coliform rất lớn, vượt tiêu chuẩn Việt Nam cho phép từ 100 đến 200 lần. Theo một nghiên cứu năm 2006, vào mùa khô, chỉ số này có thể vượt tới tận 710 lần (hồ Đống Đa) hay 1.750 lần (hồ Giảng Võ) và có thể gấp 2.330 lần (hồ Khương Thượng). Chính vì vậy tại nhiều hồ, dù việc nuôi cá vẫn diễn ra, nhưng nhiều loại cá vừa thả vào đã nổi trắng hồ[5].

Đa số các hồ trong nội thành Hà Nội đều bị ô nhiễm nghiêm trọng bởi nước thải và trầm tích, với độ dày của bùn từ 0,5 - 1,5m. Lưu lượng nước thải chảy vào vượt quá khả năng tự làm sạch của hồ. Ô nhiễm và phủ dưỡng dẫn đến sự suy thoái chất lượng nước, thiếu oxy và làm tăng trầm tích trong hồ.

Theo kết quả quan trắc phân tích 18 hồ trong nội thành Hà Nội thì chất lượng nước mặt nói chung đều bị ô nhiễm, từ ô nhiễm kim loại nặng đến ô nhiễm vi sinh. Theo báo cáo của Chi cục Bảo vệ Môi trường Hà Nội, hiện mỗi ngày đêm có khoảng 500.000 m3 nước thải của khu vực nội thành đổ vào 4 con sông thoát nước chính và một số hồ của Hà Nội.

Trong khi đó, việc xây dựng tràn lan cũng như hiện tượng suy giảm lượng nước ngầm ở Hà Nội cũng khiến nguồn cung cấp nước cho hồ bị đe dọa. Vào mùa khô, lượng nước trong các hồ đều cạn, và hầu như chỉ được bổ sung bằng nguồn nước sinh hoạt của các khu vực xung quanh. Một vài hiện tượng phú dưỡng có thể được kể đến ở các hồ:

2.1.           Hiện tượng phú dưỡng ở Hồ Gươm

Hồ Gươm hiện đang đứng trước nguy cơ mất dần màu xanh lục huyền ảo và ngày càng bị “lam hóa” vì sự phát triển mạnh mẽ của loài tảo lam.

Cùng với sự phát triển kinh tế và dân số của thành phố Hà Nội, Hồ Gươm cũng đã phải gánh một lượng nước thải sinh hoạt lớn làm hàm lượng chất có chứa nitơ và phốt pho trong nước hồ tăng cao dẫn tới hiện tượng hồ bị phú dưỡng, tạo sự thuận lợi cho tảo lam (Cyanophyta) hay còn gọi là vi khuẩn lam (Cyanobacteria) bùng phát khiến nước hồ chuyển sang màu xanh lam. Sự phát triển mạnh mẽ của một số loài tảo lam thuộc chi Microcystis, tạo thành những váng nổi lớn che kín mặt một góc hồ (hiện tượng nở hoa). Thời điểm dễ nhận thấy nhất là vào mùa hè khi nhiệt độ cao. Kết thúc sự nở hoa, tảo lam

chết hàng loạt, hình thành các khí NH3 và H2S làm hại đến các thuỷ sinh vật và gây mùi hôi xung quanh khu vực hồ.

2.2.     Hiện tượng phú dưỡng ở hồ Bảy Mẫu

Hồ Bảy Mẫu đóng vai trò như một công trình điều tiết nước mưa cho lưu vực thoát nước Bà Triệu - Trần Bình Trọng - Lê Duẩn (diện tích 21.3ha) và có thông với hồ Thiền Quang. Hàng ngày hồ đón nhận một lượng nước thải khá lớn từ các cống phố Trần Bình Trọng (6.500 m3/ngđ), cống phố Nguyễn Đình Chiểu (2.000 m3/ngđ), cống đường Lê Duẩn (2.000 m3/ngđ) và cống Vân Hồ (1.000 m3/ngđ) đổ vào. Nước hồ được thoát ra ở cống Nam Khang (gần khu vực Nhà thuyền), rồi qua cống đường Đại Cồ Việt và đổ vào sông Sét ở Trường Đại học Bách khoa.

Lưu vực thoát nước vào hồ Bảy Mẫu tương đối lớn. Theo số liệu điều tra của Trung tâm Môi trường Đô thị và Khu Công nghiệp, Trường Đại học Xây dựng, tổng lượng nước thải phân bố trên các tuyến phố trong khu vực nghiên cứu khoảng 8.000 m3/ngđ.

Trong khu vực có nhiều cơ quan, xí nghiệp và các công trình công cộng hàng ngày xả vào hồ một lượng nước thải khá lớn (khoảng gần 2.000 m3/ngđ). Trong đó có: Nhà máy Chế tạo điện cơ: 170 m3/ngđ; Bệnh viện Việt Nam - Cu Ba: 400 m3/ngđ; Cung văn hóa Hữu nghị: 300 m3/ngđ; Ga Hà Nội: 70 m3/ngđ; Khách sạn 30/4: 50 m3/ngđ...

Ngoài ra hồ Bảy Mẫu còn nhận một phần nước thải sinh hoạt của các phố Tràng Thi, Lý Thường Kiệt, Trần Quốc Toản, Hai Bà Trưng, Trần Hưng Đạo, Trần Nhân Tông... vào khoảng 1.890 m3/ngđ. Như vậy tổng cả nước thải sinh hoạt và sản xuất xả vào hồ xấp xỉ 12.000 m3/ngđ.

Qua kết quả khảo sát, phân tích các chỉ tiêu vật lý và hóa học các mẫu nước hồ của Trung tâm Kỹ thuật môi trường Đô thị và Khu Công nghiệp có thể thấy các chỉ tiêu ô nhiễm như BOD5 = 24,7 - 50,4 mg/l (Tiêu chuẩn là 25 mg/l); COD = 34 - 72 mg/l (Tiêu chuẩn là 35 mg/l) đều lớn hơn quy định cho phép. Vùng đầu hồ, hàm lượng nitơ amoni lên tới 15,4 mg/l (Tiêu chuẩn là 1,0 mg/l) và photphat lớn (5,5 mg/l) làm cho nước hồ bị "phú dưỡng", tạo nên màu nước xanh thẫm. Đồng thời có lượng oxy hòa tan thấp (1,96 mg/l so với Tiêu chuẩn là 2,0 mg/l), lượng bùn cặn tích tụ nhiều, hàm lượng H2S lớn. Ngoài ra, vùng đầu hồ còn có hàm lượng dầu lớn (0,8 - 1,0 mg/l so với Tiêu chuẩn là 0,3 mg/l) gây cản trở quá trình quang hợp và làm giảm lượng oxy hòa tan trong nước. Phía cuối hồ, hàm lượng chì là 0,144 mg/l (Tiêu chuẩn là 0,1 mg/l) và cadmi là 0,012 mg/l đều tăng lên so với vùng đầu hồ. Các bọt khí giải phóng từ lớp bùn cặn đầu hồ có thể là nguyên nhân cuốn theo vẩn cặn trong đó có kim loại nặng vào nước.

Oxy hòa tan là yếu tố quan trọng đối với đời sống của cá và các thủy sinh vật khác: Hàm lượng oxy hòa tan dao động mạnh giữa các tầng mặt, tầng giữa và tầng đáy. Tuy nhiên hầu hết các số liệu đo đạc cho thấy DO nằm ở dưới mức 5 mg/l. Giá trị DO ở tầng đáy, đặc biệt ở các điểm đầu hồ rất thấp, không phù hợp với việc nuôi các loại cá sống đáy (xem Bảng 1).

Bảng 1. Kết quả phân tích DO tại hồ Bảy Mẫu

Tầng nước Điểm 1 Điểm 2 Điểm 3 Điểm 4 Điểm 5Tầng mặt

Tầng giữa

Tầng đáy

3,51

2,89

1,21

1,96

1,54

1,00

4,57

3,73

2,98

5,13

5,04

3,98

4,98

4,82

4,61

Vị trí lấy mẫu:

- Điểm 1: Vùng đầu hồ, tại miệng cống phố Trần Bình Trọng,

- Điểm 2: Eo Quán Gió, miệng xả cống Đường Lê Duẩn,

- Điểm 3: Vùng đầu hồ, tại miệng cống phố Nguyễn Đình Chiểu,

- Điểm 4: Giữa hồ (ven đảo Hòa Bình)

- Điểm 5: Cuối hồ, tại cống ra Nam Khang.

2.3. Hiện tượng phú dưỡng ở Hồ Tây

Nước Hồ Tây đang bị ô nhiễm. Đây là kết luận được rút ra từ đợt khảo sát chất lượng nước hồ vào tháng 6 - 2001 do Trung tâm môi trường Biển cùng Viện Hóa học, Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia thực hiện theo chủ trương của Ban Quản lý Dự án Hạ tầng kĩ thuật xung quanh Hồ Tây.

Các thông số của đợt khảo sát gồm: Các thông số thủy hóa thông dụng (nhiệt độ, độ dẫn điện, độ muối, pH, oxy hòa tan, độ đục); Các thông số hóa học: Vi sinh (coli tổng, fecal coli), các chất hữu cơ (COD, BOD5), các chất dinh dưỡng (NO2, NO3, SiO2, PO4) và kim loại nặng (Cu, Zn, Cd, As, Hg và Pb) cùng hàm lượng dầu và hàm lượng thuốc trừ sâu nhóm chlorin hữu cơ và phốt-pho hữu cơ.

Đợt khảo sát được tiến hành trong mùa mưa ngay sau 2 đợt mưa lớn, nước hồ bị pha loãng nên nước hồ sạch hơn nhiều so với mùa kiệt. Tuy nhiên với kết quả thu được, cho thấy nước hồ đã bị ô nhiễm, cụ thể chất lượng nước hồ được so sánh với chỉ tiêu cho trong Bảng 2.

Bảng 2. Chỉ tiêu theo OCED – 1982

Chỉ tiêu Đơn vị Oligotrophic Mesotrophic Eutrophic

Tổng phốt pho mg/l <1,01 0,01 – 0,02 >0,02

Tổng Chlorophyl a mg/m3 <4 4 - 10 >10

Độ trong suốt m >4 2 – 4 <2

Độ bão hòa ôxy tầng đáy

% >80 10 - 80 <10

Toàn bộ hồ đã có biểu hiện của sự phú dưỡng, do các thông số phốt-pho cao (0,13-0,51 mg/l), độ trong suốt thấp (<0,8m) mặc dù độ đục khá nhỏ, và oxy tầng đáy thấp (nhỏ hơn 1,5 - 3,6 lần so với tầng mặt, có nhiều điểm đạt giá trị nhỏ hơn 4 mg/l). Về độ phú dưỡng của hồ, theo OCED, 1982 có thể đánh giá theo bảng trên.

Trong đợt khảo sát này các chỉ tiêu tổng phốt-pho, độ trong suốt và độ bão hòa oxy tầng đáy cho thấy hồ đã bị phú dưỡng. Tổng Chlorophyl a chưa được khảo sát.

Vùng ven bờ và khu vực gần các cống thải nước đã bị ô nhiễm so với tiêu chuẩn nước loại B bởi các thông số sau: Vi sinh (>10.000 MNP/100 ml), pH (7,64-9,05), COD (>35 mg/l), NH3 (>1 mg/l), phốt-pho (0,13-0,51 mg/l), và hàm lượng dầu (0,52 - 1,23 mg/l). Khu vực đông nam bán đảo Phủ Tây Hồ có giá trị pH rất cao vượt quá giới hạn cho phép của tiêu chuẩn này.

Nước hồ đạt tiêu chuẩn loại B bởi các thông số : BOD, NO2, NO3, DO.

Nước hồ đạt tiêu chuẩn loại A bởi các thông số kim loại (trừ thủy ngân cần lưu ý ở một vài khu vực) và thuốc trừ sâu các loại.

Theo các kết quả khảo sát do Trung tâm môi trường Biển thực hiện, cho thấy:

- Chất lượng nước Hồ Tây biến đổi mạnh theo không gian, nhìn chung càng xa bờ càng đỡ bẩn hơn và vùng phía nam bán đảo Tây Hồ rất đáng lưu ý về nhiệt độ, độ pH, độ dẫn điện và độ muối, oxy hoà tan... Chất lượng nước hồ Tây cũng biến đổi mạnh theo thời gian, so với các đợt khảo sát trước đây, nhất là với đợt khảo sát của Trung tâm môi trường Biển 12/2000 ; Nước hồ thường sạch hơn nhiều vào mùa mưa và bẩn hơn vào mùa khô.

- Kết quả khảo sát sinh vật phù du và sinh vật đáy (12/2000) cũng cho thấy có biểu hiện giàu chất hữu cơ, tiến tới mức độ phú dưỡng của hồ. Có sự suy giảm rõ rệt về thành phần loài động thực vật phù du cũng như số lượng động vật đáy, cho thấy hồ đang tiến dần tới mất sự sống.

Như vậy, nước hồ ở trạng thái phú dưỡng do phải tiếp nhận nước thải đô thị với hàm lượng nitơ và photpho cao, hiện tượng "nở hoa" làm lượng oxy hòa tan trong hồ không ổn định. Chế độ oxy dao động, ảnh hưởng đến đời sống của các thủy sinh vật. Trong hồ có thể xuất hiện tảo độc do chất thải của các cơ sở sản xuất xả nước thải vào hồ; Lượng bùn cặn tích tụ trong hồ quá lớn, làm độ sâu của hồ giảm dần, đặc biệt là ở đầu hồ tạo nên

quá trình phân hủy yếm khí, giải phóng ra H2S, CH4 và nhiều chất độc hại khác. Các bọt khí giải phóng khỏi bùn cặn làm nước bị đục trở lại và cuốn theo một số kim loại nặng hòa tan vào nước.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CHƯƠNG III. MỘT SỐ GIẢI PHÁP XỬ LÝ PHÚ DƯỠNG Ở CÁC HỒ ĐÔ THỊ HÀ NỘI

Thu gom và xử lý nước thải là việc hết sức cần thiết và quan trọng trong việc khắc phục tình trạng ô nhiễm ở các ao hồ như hiện nay. Tuy nhiên vấn đề này, muốn đầu tư có hiệu quả thì phải lựa chọn được giải pháp công nghệ xử lý nước thải thích hợp. Nhưng trả lời được câu hỏi như thế nào là công nghệ thích hợp cũng không đơn giản, bởi thích hợp là một khái niệm mở và có tính mềm dẻo, không cứng nhắc.

Nhằm đáp ứng yêu cầu thoát nước và đảm bảo tính bền vững trong hệ thống sinh thái đô thị, việc cải tạo hệ thống kênh hồ đô thị là vấn đề ưu tiên hàng đầu trong các dự án thoát nước và bảo vệ môi trường. Để cải tạo và nâng cao hiệu quả thoát nước, cần thiết lập một cơ chế quản lý thống nhất hệ thống kênh hồ đô thị. Chức năng của các hồ đô thị được xác định rõ, trên cơ sở đó xoá bỏ sự chồng chéo trong quản lý, sử dụng kênh, mương, ao, hồ hiện nay.

Các giải pháp kỹ thuật để xử lý ô nhiễm, cải tạo hồ có thể như sau:

Xây dựng hệ thống cống bao có giếng tách nước thải và nước mưa đợt đầu ra khỏi các hồ nội thành; giếng tách nước thải phải có ngăn lắng cát và lưới chắn rác.

Xây dựng các đường bao, nạo vét kè hồ cũng như lắp đặt các hệ thống sục khí làm giàu oxy cho các hồ nhỏ. Đối với các hồ có vui chơi giải trí nên tạo điều kiện để khuấy trộn nước hồ bằng hệ thống trò chơi trên mặt nước. Tuy nhiên cũng cần phải hạn chế tối đa việc dùng thuyền, xuồng chạy xăng dầu trên hồ.

Xử lý nước thải một phần để cấp nước bổ sung, duy trì mực nước về mùa khô, tạo cảnh quan cho hồ. Ngoài việc bổ sung nước về mùa khô cho hồ bằng nước thải sau khi xử lý đạt yêu cầu còn có thể bổ sung bằng nguồn nước sạch từ các sông hồ khác.

Cải tạo, kè bờ hồ, kênh, sông nên kết hợp với trồng thực vật nước ven bờ. Việc thả bèo, rong vào sông hồ cũng góp phần tăng cường quá trình xử lý các chất ô nhiễm. Tuy nhiên việc nuôi trồng thuỷ sản để làm sạch nước cũng cần phải được kiểm soát chặt chẽ. Đặc biệt chú ý đến việc thu hồi sinh khối thực vật để chống tái ô nhiễm nước cũng như cản trở dòng chảy sông hồ thoát nước.

Các kênh hồ phải đảm bảo được mặt thoáng, dung tích cần thiết. Các hành lang, đường hai bên và xung quanh kênh, mương, hồ được xây dựng để thuận lợi quản lý và đảm bảo giao thông, cảnh quan. Việc lấn chiếm, đổ rác bừa bãi vào sông hồ phải được chấm dứt. Các kênh, hồ thường xuyên được duy tu, nạo vét. Mực nước và chất lượng nước kênh hồ được kiểm soát thông qua các chương trình quan trắc.

Một số phương pháp đang được áp dụng rộng rãi để xử lý hiện tượng phú dưỡng trong các ao, hồ:

3.1. Phương pháp hồ sinh học kết hợp

3.1.1 Khử chất dinh dưỡng bằng phương pháp thiếu khí

 Xử lý nhằm loại bỏ chất dinh dưỡng trong nước thải thường sử dụng phương pháp sinh học truyền thống dựa vào quá trình biến đổi:

NH4+ (Nitrosomonas)....> NO2

-  (Nitrobacter)....>  NO3- (khử Nitrat)....> N2

Quá trình đồng hóa: Vi sinh vật dị dưỡng ammonia tham gia quá trình thủy giải đạm phức tạp thành đạm ammonium và đồng hóa để phát triển sinh khối.

Quá trình dị hóa: Khử ammonium bằng vi khuẩn hóa tự dưỡng (Nitrosomonas, Nitrobacter) chuyển ammonium thành nitrat để thu năng lượng. Oxy hóa chất hữu cơ giải phóng nitơ theo phản ứng:

NO2 + 0,67CH3OH + H+ ...> 0,04C5H7O2N + 0,48N2 + 0,47CO2 + 1,7H2O

NO3 + 1,08CH3OH + H+  ....> 0,065C5H7O2N + 0,47N2 + 0,76CO2 + 2,44H2O

Để loại bỏ chất dinh dưỡng trong công trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính, cần tạo ra trong đó vùng thiếu khí (anoxic). Như vậy, thời gian lưu nước trong công trình sẽ tăng lên ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý cũng như tính kinh tế của công trình. Năng lượng sinh ra được sử dụng để thực hiện các quá trình sinh tổng hợp, tạo tế bào mới và một phần thoát nhiệt. Điều kiện tối ưu cho sự phát triển các vi khuẩn nitrat hóa là pH: 7,5, lượng oxy hòa tan: 0,5 mg/l, nhiệt độ từ: 5 - 400C.

3.1.2. Khử chất dinh dưỡng bằng phương pháp ANAMMOX

 Các nghiên cứu, thử nghiệm và phân tích được trong phòng thí nghiệm đã chứng minh sự biến đổi ammonium được xem như một giải thích khả quan. Hơn nữa, nhận thấy rằng sinh khối đỏ vốn được cho là đặc tính của các vi khuẩn sinh ra từ phản ứng Anammox trong cột phản ứng. Trong đó quá trình khử ammonium trong điều kiện kỵ khí (quá trình Anammox) xảy ra trong điều kiện tự dưỡng mà NO2 đóng vai trò không thể thiếu do vi khuẩn Plactomycetales thực hiện. Ammonium được xử lý bằng nhiều phương pháp khác nhau, nhưng với công nghệ mới này thì quá trình xử lý đơn giản hơn ít tiêu tốn năng lượng và thời gian xử lý, đó là quá trình khử ammonium bởi nhóm vi khuẩn Anammox trong điều kiện kỵ khí.

3.1.3. Công nghệ kết hợp thiếu khí - anammox

Theo cơ chế anammox thì muốn khử ammonium thì môi trường đó phải có một lượng NO2 tương ứng. Từ yêu cầu trên, ta có thể kết hợp quá trình anammox và thiếu khí nhằm rút ngắn thời gian xử lý nhưng hiệu suất vẫn đảm bảo, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của công nghệ hiện đại.

3.2. Công nghệ Wetland nhân tạo

Wetland nhân tạo được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực xử lý nước thải ở các nước trên thế giới như một giải pháp thân thiện với môi trường bằng công nghệ sinh thái, đạt hiệu suất cao, chi phí thấp và ổn định. Tại Việt Nam, phương pháp xử lý nước thải bằng wetland nhân tạo còn khá mới mẻ, chưa được áp dụng phổ biến.

Hệ thống xử lý nước thải bằng công nghệ wetland bao gồm một bãi lọc trồng cây (constructed wetland). Có hai loại bãi lọc thường được áp dụng là bãi lọc trồng cây ngập nước và bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm với dòng chảy ngang hoặc chảy đứng.

Trong các loại bãi lọc trồng cây nêu trên, bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy đứng có nhiều ưu điểm như hiệu quả xử lý cao (đặc biệt là các chất dinh dưỡng trong nước), dễ phân bố vật liệu lọc, loại bỏ được các vi sinh vật gây bệnh trong nước thải, tốn ít diện tích cho hệ thống xử lý… Nhược điểm của phương pháp này chỉ là phải tạo ra sự chênh lệch về gradient dòng chảy.

Ngoài ra, để đánh giá và dự báo sự phú dưỡng, có thể sử dụng chỉ tiêu sinh khối của phytoplankton (thực vật phù du), vì sự biến động của sinh khối này liên quan chặt chẽ đến sự phú dưỡng. Có thể áp dụng mô hình toán học để xác định sinh khối của phytoplankton và dự báo sự biến động của chúng; đó là một trong những phương pháp mang lại hiệu quả kinh tế cao, phạm vi áp dụng rộng rãi.

3.3. Xanh hóa hồ Hà Nội bằng thực vật thủy sinh

Thực vật thủy sinh là những loài cây sống, phát triển trong môi trường ngập nước. Có 2 nhóm chính: nhóm thực vật nổi mặt nước và nhóm thực vật bám rễ xuống đáy hồ, còn thân lá có thể chìm hoặc nổi trên mặt nước. Tùy theo điều kiện mặt nước để sử dụng các nhóm khác nhau. Nhóm thực vật nổi được đánh giá cao và tập trung nghiên cứu nhiều vào các loại : bèo tây, bèo tấm, hoa súng…Trong điều kiện nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ, sẽ rất tốt cho thực vật thủy sinh phát triển, trong bộ rễ của thực vật thủy sinh chứa một hệ vi khuẩn phong phú giúp phân giải các chất hữu cơ làm thức ăn cho cây. Thực tế cho thấy ao hồ có hệ thực vật thủy sinh phát triển mạnh, sử dụng hết chất hữu cơ hạn chế tảo phát triển, nước trong hơn. Hệ rễ cũng giúp cố định các kim loại nặng độc hai đối với môi trường. Thực vật thủy sinh giúp tăng lượng oxi hòa tan trong nước, cá tôm, trai , sò phát triển, cân bằng sinh thái bền vững.

Các mô hình xử lý nước thải bằng cây thủy sinh:

            Việc sử dụng thực vật thủy sinh vào công nghệ xử lý nước thải được các nhà khoa học nghiên cứu từ khá lâu và áp dụng nhiều nơi khác nhau. Thường hay dùng bèo lục bình, bèo hoa dâu, sen súng và một số loài cây thủy sinh khác để trồng trên các ao hồ. Một vài hình ảnh về dùng  thực vật để xử lý ao hồ.

Mô hình xử lý hồ Văn -  Hà Nội

Hồ Văn trước đây nằm trong tổng thể khu di tích Văn Miếu. Đến thế kỷ 19, Pháp mới cho xây một con đường cắt ngang hồ Văn và Văn Miếu là phố Quốc Tử Giám ngày nay. Hiện nay, khu hồ đã được lát kè, trồng liễu và hoa tạo nên cảnh quan khá đẹp mắt. Tuy nhiên, đây lại là một trong những hồ bị ô nhiễm nặng nhất của Hà Nội. Nó chẳng khác gì chiếc ao tù với nước xanh quánh, bốc mùi nồng nặc. Khắp mặt nước lềnh phềnh các loại rác thải.

Hồ Văn lúc chưa xử lý bằng hóa chất LTH1

Hồ Văn sau 1 tuần làm sạch

Từ ngày 25/6/2008,  nhóm các nhà khoa học thuộc Vườn ươm doanh nghiệp Công nghệ cao Hòa Lạc đã tiến hành làm sạch hồ bằng công nghệ phun chế phẩm LHT 100. LTH 100 là dạng chất lỏng, màu trắng, mùi hơi hắc, được nghiên cứu và thử nghiệm thành công trên cơ sở tận dụng các phế thải nông nghiệp. Chế phẩm được Viện Công nghệ Môi trường, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đánh giá là không gây ra bất cứ ảnh hưởng nào tới sự sinh trưởng của các sinh vật sinh sống trong hồ. Đây là chế phẩm thân thiện môi trường, có khả năng diệt tảo, khử mùi hôi thối, xử lý kim loại nặng vì thế giúp nước hồ trong và sạch hơn.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

 Kết luận

- Hiện tượng phú dưỡng xảy ra trong các hồ đô thị ở Hà Nội là khá nghiêm trọng, ảnh hưởng mạnh mẽ đến cảnh quan đô thị, môi trường sinh thái, các hoạt động vui chơi giải trí, và ô nhiễm không khí, nguồn nước...

- Hầu hết nước thải ra các ao, hồ đều chưa được xử lý do thiếu sự quản lý của các cơ quan chức năng, thiếu cơ chế xử phạt, và do hệ thống nước thải đô thị không đáp ứng được nhu cầu thực tế.

- Chưa có sự phối kết hợp của các ban ngành liên quan trong vấn đề ngăn ngừa và tìm kiếm giải pháp khắc phục một cách hiệu quả hiện trạng phú dưỡng trong các ao, hồ ở Hà Nội.

- Một số công nghệ xử lý phú dưỡng ở các ao, hồ chưa được áp dụng rộng rãi tạiViệt Nam nói chung và tại khu vực Hà Nội nói riêng.

 Khuyến nghị

- Các cơ quan chức năng cần phải quản lý chặt chẽ các nguồn nước thải vào các hồ để tránh hiện tượng phú dưỡng làm suy giảm nghiêm trọng chất lượng nước hồ, mất cân bằng sinh thái thủy hệ.

- Cần phải nâng cấp cải tạo hệ thống thoát nước thải trong thành phố, góp phần cải thiện chất lượng nước trong các hồ.

- Tăng cường nghiên cứu và áp dụng phù hợp các giải pháp công nghệ kỹ thuật tiên tiến, thân thiện với môi trường để góp phần xử lý ô nhiễm ở các hồ.

- Nâng cao ý thức của cộng đồng trong việc ngăn ngừa hiện tượng phú dưỡng, giảm phát thải các nguồn ô nhiễm, tránh nguy cơ gây suy thoái nguồn nước hồ đô thị.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.                  Lưu Đức Hải, 2008. Giáo trình Nguyên lý khoa học môi trường.

2.                  Nguyễn Xuân Nguyên, Trần Đức Hà, 2004. Chất lượng nước sông hồ và bảo vệ môi trường nước. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật Hà Nội, trang 56 – 77.

3.                  Lê Thị Thanh Hương, 1994. Những nhận xét về vi tảo trong một số hồ Hà Nội bị ô nhiễm. Luận án thạc sỹ sinh học – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội.

4.                  http://www.nea.gov.vn/tapchi/Toanvan/11-2k1-23.htm

5.                  http://www.imh.ac.vn/b_tintuc_sukien/bc_hoinghi_hoithao/L555-thumuccuoi/mlfolder.2007-04-13.0942968377

6.                  http://www.proz.com/kudoz/english_to_vietnamese/environment_ecology/2696096-eutrophication.html

7.                  http://en.wikipedia.org/wiki/Eutrophication

Thủy triều đỏ (red tide)- Hiện tượng nở hoa nước (water bloom)

 

Thủy triều đỏ (red tide) và hiện tượng nở hoa nước (water bloom) thường làm cho các Ao nuôi thủy sản thất  thu hay làm giảm chất lượng thủy sản , đặc biệt là các độc tố có tính chất tích lũy trong cơ thể vật nuôi.

Mối đe dọa của khu hệ động - thực vật ở nước

Thủy triều đỏ (red tide), hiện tượng nở hoa nước (water bloom) là thuật ngữ chỉ sự nở hoa của các loài vi tảo. Đây là hiện tượng tự nhiên xảy ra do mật độ tế bào vi tảo gia tăng lên đến hàng triệu tế bào/lít (thông thường có khoảng 10 - 100 tế bào vi tảo/ml, nhưng trong trường hợp “nở hoa” mật độ có thể lên trên 10.000 tế bào/ml) làm biến đổi màu của nước biển từ xanh lục đậm, đỏ cho đến vàng xám (người dân ven biển thường gọi là nước cám, nước mùn cưa).

Hiện tượng thủy triều đỏ có liên quan chặt chẽ tới sự phú dưỡng của thủy vực. Nguyên nhân của hiện tượng trên có liên quan đến các yếu tố môi trường như: nhiệt độ, độ mặn và hàm lượng muối dinh dưỡng cũng như các trường khí - thủy văn. Ngoài ra, các chất thải từ hoạt động của con người như nuôi trồng thủy sản thiếu quy hoạch, sự phát triển

của các nhà máy chế biến thủy sản, hóa chất… cũng là một trong các nguyên nhân dẫn đến sự hình thành Thủy triều đỏ. H

ầu hết các loài vi tảo biển nở hoa thường đưa đến hậu quả làm cho môi trường xấu đi, hàm lượng oxy hòa tan suy giảm nhanh chóng, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống thủy sinh vật.

Tảo chết và chìm xuống đáy thủy vực và bị phân hủy bởi các vi sinh vật khác đặc biệt là vi khuẩn.

Kết quả gây nên hiện tượng thiếu ôxy trong các tầng nước làm chết các loài thủy sản. Quá trình này làm thay đổi thành phần hóa học trong nước, gây tăng các khí độc. Đến nay, các nhà khoa học đã xác nhận có khoảng trên 300 loài vi tảo đã hình thành sự nở hoa làm thay đổi màu nước. Trong đó có khoảng 1/4 loài (70 - 80 loài) gây hiện tượng nở hoa có khả năng sản sinh độc tố đang là mối đe dọa đến khu hệ động vật và thực vật tự nhiên ở nước, nghề nuôi trồng thủy sản và sức khỏe của conngười (nguyên nhân do độc tố tảo có thể được tích lũy trong vài loài động vật thân mềm sò, ốc hay cá… và không bị phá hủy trong quá trình đun nấu, không ảnh hưởng đến mùi vị của thực phẩm. Do vậy cả ngư dân cũng như người tiêu dùng khó có thể xác định được các thực phẩm biển bị nhiễm độc do tảo gây ra. Hiện nay, có 5 loại triệu chứng ngộ độc do tiêu thụ thực phẩm biển nhiễm độc tố tảo xảy ra với con người. Trong đó, đặc biệt dạng ngộ độc gây tê liệt cơ (PSP) có thể gây tử vong vàdạng ngộ độc Ciguatera rất phổ biến trong vùng nhiệt đới. Theo các nhà khoa học, trong vài thập kỷ qua, hiện tượng Thủy triều đỏ và nở hoa nước đang gia tăng ở cả 2 khía cạnh tần số/cường độ xuất hiện và phân bố địa lý.

Tại Việt Nam, hiện tượng Thủy triều đỏ cũng đã xảy ra ở nhiều nơi. Tuy nhiên, khu vực biển Bình Thuận là nơi có tần suất nở hoa của vi tảo cao nhất, hiện tượng này dường như xảy ra hàng năm vào khoảng tháng 3 đến tháng 8, khi nhiệt độ ấm lại và cường độ bức xạ cao nhất trong năm. Cũng trong thời kỳ tháng 7 - 8, hiện tượng nước trồi tỏ ra mạnh nhất, nhiều nhà khoa học cho rằng hiện tượng nước trồi cũng có quan hệ mật thiết đến sự nở hoa của vi tảo. Đồng thời, nghề sản xuất giống thủysản và nuôi lồng các loài tôm hùm, cá mú cũng thải ra môi trường một lượng dinh dưỡng đáng kể cũng là một điều kiện kích thích sự nở hoa. Hi ện tượng nở hoa nước thường xảy ra trong các hồ nước ngọt và các ao nuôi thủy sản.

Theo các nhà khoa học, hiện tượng Thủy triều đỏ và nở hoa nước là một trong những vấn đề cấp bách cần được quan tâm nghiên cứu cụ thể, lâu dài như: Về quy luật phát sinh và lan truyền của hiện tượng Thủy triều đỏ và nở hoa nước; về sinh thái phát triển và sản sinh độc tố của một số loài vi tảo kể cả các loài đang hình thành có khả năng nở hoa. Trên cơ sở đó, có sự cảnh báo để bảo vệ sức khỏe cộng đồng, đồng thời đánh giá đầy đủ về những thiệt hại mà nó gây ra.

Các loài Tảo thường gây nở hoa nước gây độc hại: Harmful and toxic algae Microcystis, Anabaena, Oscillitoria, Hapalosiphon and Anabaenopsis, Cylindrospermopsis and

Aphanizomenon. Alexandrium, Pseudo-nitzschia, Gyrodiunium, Dinophysis

Bà con nuôi thủy sản nên chú ý quản lý chặt chẽ thức ăn cũng như nguồn thải tránh hiện tượng Phú dưỡng của ao nuôi cung như các thủy vực khác nơi nguồn thải tập trung.

Chất dinh dưỡng-Photpho trong nước thải

Sự phát triển của tảo, trong trường hợp xấu nhất có thể gây hiện tượng phú dưỡng hóa nước bê mặt, là kết quả của sự gia tăng nồng độ phophat quá mức trong nước. Cho nên cần có một giới hạn xả thải về chỉ tiêu PO4-P để ngăn ngừa hiện tượng này. Các nhà máy xử lý nước thải vì thế cần phải loại trừ PO4 trong các quá trình nitrat hóa/đề nitrat hóa hay trong quá trình xử lý hóa học bằng cách tạo kết tủa với photpho. Việc phân tích PO4-P hoàn toàn cần thiết không chỉ để đáp ứng yêu cầu quan trắc giới hạn xả thải mà còn để đánh giá hiệu suất và chi phí xử lý của quá trình loại trừ photpho. Photpho trong nước-nguồn gốc và việc loại bỏCác ảnh hưởng của photpho lên nước mặtHợp chất photpho là chất dinh dưỡng cần thiết cho thực vật và gây nên sự phát triển của tảo trong nước mặt. Tùy vào nồng độ photpho trong nước mà hiện tượng phú dưỡng có thể xảy ra hay không. Chỉ 1g PO4-P trong nước có thể đủ cho nhu cầu 100 g tảo phát triển. Khi những loại tảo này chết, quá trình phân hủy chúng sẽ cần đến khoảng 150g oxy hòa tan. Nồng độ để bắt đầu gây ra hiện tượng phú dưỡng là khoảng 0.1-0.2 mg/L PO4-P trong nước động và 0.005-0.01mg/L PO4-P trong nước tĩnh. Phòng ngừa nguy hại tiềm ẩn cho nước bề mặt, hướng dẫn 91/271/EEC của EU đã đưa ra các mức giới hạn của nguồn thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. Phụ thuộc vào công suất của nhà máy xử lý nước thải, các giá trị này có thể là 2 mg/L P-tổng (10000 – 100000 p.e) hay 1 mg/L P-tổng (>100000 p.e)

Photphat có từ đâu?Hợp chất photphat tìm thấy trong nước thải hay được thải ra trực tiếp vào nguồn nước mặt phát sinh từ:Thất thoát từ phân bón có trong đấtChất thải từ người và động vậtCác hóa chất tẩy rửa và làm sạch

Tổng lượng photpho bao gồm ortho photphat + poly-photphat + hợp chất photpho hữu cơ trong đó ortho photphat luôn chiếm tỉ lệ cao nhất. Photphat có thể ở dạng hòa tan, keo hay rắn. Trước khi phân tích cần xác định dạng tồn tại của photpho. Nếu chỉ xác định orth-photphat (mục đích kiểm soát quá trình kết tủa photpho) thì mẫu cần được lọc trước khi phân tích. Tuy nhiên nếu phân tích photpho tổng (kiểm soát giới hạn thải) thì mẫu phải được đồng nhất và sau đó được thủy phân.

Thành phần P và phương pháp xác định

Ortho-photphat (lân hòa tan)Công thức: PO43-Chuẩn bị mẫu: LọcCuvet: LCK049/349/348/350Thiết bị phân tích: PHOSPHAX sc (phương pháp molybdate-vanadate)Ứng dụng: Ortho-PO4-P (nước thải, kết tủa P); Ortho-P (nước uống và nước nồi hơi)

PolyphotphatCông thức: PO4- PO4- PO4-Chuẩn bị mẫu: Đồng nhất, phân hủy

Hợp chất photpho hữu cơCông thức: R-PO4Chuẩn bị mẫu: Đồng nhất, phân hủy

Tổng photphoCông thức: Tổng PO4Chuẩn bị mẫu: Đồng nhất, phân hủyCuvet: LCK349/348/350Thiết bị phân tích: PHOSPHAX sigma (phương pháp phosphomolybdate xanh theo EN 1189)Ứng dụng: Tổng PO4-P (nước thải); Tổng PO4 (nước uống và nước nồi hơi)

Sự khử photphatNgày nay nồng độ trung bình photpho tổng trong nước thải sinh hoạt đầu vào của một nhà máy xử lý vào khoảng 9mg/L nên phải được loại bỏ bớt trước khi thải vào nguồn tiếp nhận. Có phương pháp xử lý: xử lý sinh học loại trừ photpho và xử lý hóa học kết tủa photpho. Nhược điểm của phương pháp kết tủa là nó làm tăng hàm lượng muối trong nước và cũng tốn kém chi phí hóa chất tạo lắng. Hơn nữa muối photphat kết tủa sẽ làm tăng lượng bùn thải. Trong thực tế, hai phương pháp này được kết hợp để loại bỏ photpho nhằm giảm chi phí sử dụng hóa chất.

Phân tích photphatĐể phân tích thường xuyên thì trong các quy trình xử lý nước thải một số điểm cần phải được quan trắc liên tục để kiểm soát hiệu suất hoạt động. PO4-P có thể được phân tích liên tục hoặc tại phòng thí nghiệm. Lập biểu đồ giá trị nồng độ theo thời gian từ giá trị đo liên tục và một số điểm được kiểm tra lại theo giá định đo tại phòng thí nghiệm. Đo liên tục nồng độ PO4-P kết hợp với hệ thống kết tủa thải bỏ sẽ cho hiệu quả cao hơn.

Phương pháp sinh học loại bỏ photphatPhotphat có trong bể chứa nhiều hơn so với nhu cầu binh thường trong bùn hoạt tính. Đó là do lượng bùn bị tuần hoàn giữa môi trường kị khí và hiếu khí. Hiệu quả loại trừ bằng phương pháp sinh học phụ thuộc vào lượng hữu cơ dễ bị phân hủy (BOD5). Tỉ lệ P/BOD5 là nhỏ hơn 0.03 và N/BOD5 là nhỏ hơn 0.25 trong dòng vào bể sục khí nơi lượng photpho bị phân hủy gia tăng.

Phương pháp hóa học loại bỏ photphat bằng kết tủaCác hợp chất ortho-photpho bị kết tủa khi lượng photphat kim loại hòa tan kém và sự có mặt của các hóa chất tạo lắng (muối sắt, nhôm, vôi sữa). Các muối này lắng xuống và lưu lại trong bùn thải. Các chất tạo kết tủa có thể được cho vào ở quá trình xử lý sơ bộ (trước kết tủa), trong bể khí khí (kết tủa đồng thời) hay tại bể phản ứng phụ cuối dòng của bể hiếu khí (sau kết tủa). Hiệu quả nhất là tại quá trình kết tủa đồng thời và tiết kiệm chi phí nhất.Các nguyên nhân và sự khử nồng độ PO4-P caoNếu giá trị P tổng trong nhà máy xử lý cao hơn mức bình thường, sự khác biệt giữa P tổng và ortho-P phải được đánh giá đầu tiên. Nếu độ khác biệt thấp, nồng độ ortho-PO4-P thì sẽ rất cao. Các nguyên nhân và biện pháp khắc phục:1. Quá ít hóa chất tạo lắng được cho vào hoặc được đưa vào không đúng vị trí thích hợpKiểm tra liều lượng chất tạo lắngNếu cần thiết, tăng lượng hóa chất hoặc cho thêm vào ở nhiều vị trí khác nhau2. Photpho bị vón cục trong bể lắng thứ cấpNồng độ PO4-P trong dòng ra ở bể lắng thứ cấp thì được cao hơn đáng kể ở quá trình nitrat hóaTăng lượng oxy hòa tan trong quá trình nitrat hóa hay tăng tỉ lệ bùn tuần hoànNếu giá trị giữa P tổng và PO4-P khác biệt lớn, thì tỉ lệ hợp chất photpho không hòa tan sẽ cao. Các nguyên nhân và biện pháp khắc phục:1. Tỉ lệ chất rắn cao gây thất thoát bùnÍt bùn hoạt tính dạng sợi kết hợp với việc quá tải lượng nước (do mưa, tuyết tan)Quan trắc độ axit trong bể hiếu khí hoặc hành động để chống lượng bùn lớn2. Lượng polyphotphat phân hủy kém, có thể từ chất tẩy rửa dùng trong công nghiệpTình trạng này có thể được cải thiện bằng cách loại trừ ngay tại điểm xảy ra hiện tượng khi chất tạo lắng không phản ứng với loại hợp chất này