i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả

nghiên cứu trong luận án là trung thực, chưa từng được công bố trong bất kỳ công

trình, luận án nào và chưa sử dụng để bảo vệ học vị nào.

Mọi sự giúp đỡ đã được cảm ơn và các thông tin tham khảo, trích dẫn đã

được nêu rõ nguồn gốc.

Tác giả luận án

Vũ Thị Phương Thảo

ii

LỜI CÁM ƠN

Trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án, tôi đã nhận được sự

hướng dẫn, giúp đỡ, ủng hộ nhiệt tình của nhiều cơ quan, tổ chức, cá nhân, bạn bè

và đồng nghiệp. Nhân dịp này tôi xin gửi lời cám ơn chân thành về sự quan tâm quý

báu đó.

Trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Lê Xuân Tuấn -

Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường, TS Đinh Thái Hưng- Trung tâm Dự báo

Khí tượng Thuỷ văn trung ương, đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo, cung cấp

cho tôi nhiều tư liệu quý, góp ý hoàn thiện Luận án.

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo và các thầy cô giáo Viện Khí tượng

Thuỷ văn và Biến đổi khí hậu, Phòng Khoa học, Đào tạo và Hợp tác quốc tế, Trung

tâm Nghiên cứu Môi trường, Bộ môn Quản lý Tài nguyên và Môi trường đã tạo

điều kiện thuận lợi và giúp đỡ, góp ý cho tôi trong quá trình nghiên cứu và thực

hiện Luận án.

Tôi xin trân trọng cảm ơn Phòng Phân tích Tổng hợp, Viện Địa lý, Phòng

Thực vật, Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật – Viện Hàn lâm Khoa học Việt

Nam, Phòng Thí nghiệm Phân tích Môi trường, Bộ môn Thực vật học, Khoa Sinh

học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, đã giúp đỡ, phối hợp giám định loài thực

vật, phân tích chất lượng nước, chất lượng trầm tích, cấu trúc tế bào thực vật, thực

nghiệm nuôi trồng các thuỷ sinh thực vật làm cơ sở khoa học trong việc hoàn thành

Luận án.

Tôi xin cảm ơn Tổng cục Môi trường, Trung tâm quan trắc môi trường đã

cung cấp cho tôi các tài liệu, số liệu quý báu trong việc hoàn thiện Luận án.

Cuối cùng tôi xin gửi lời cám ơn tới các bạn bè, đồng nghiệp, gia đình… đã

tạo điều kiện, giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành

Luận án. Tôi xin trân trọng cám ơn về tất cả sự giúp đỡ quý báu đó!

Tác giả Luận án

Vũ Thị Phương Thảo

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN................................................................................................... i

LỜI CÁM ƠN........................................................................................................... ii

MỤC LỤC............................................................................................................ iii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT........................................................................................................................ vii

DANH MỤC BẢNG............................................................................................. ix

DANH MỤC HÌNH ................................................................................................. xii

MỞ ĐẦU...............................................................................................................1

1. Tính cấp thiết của đề tài ....................................................................................1

2. Mục tiêu nghiên cứu..........................................................................................2

3. Nội dung nghiên cứu .........................................................................................3

4. Quan điểm nghiên cứu, cách tiếp cận của Luận án ...........................................3

5. Giả thuyết khoa học của Luận án......................................................................4

6. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................4

7. Những đóng góp mới .........................................................................................4

8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ...........................................................................5

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU..................................................................7

1.1. Hiện trạng ô nhiễm sông trên thế giới và ở Việt Nam.....................................7

1.1.1. Trên thế giới..............................................................................................7

1.1.2. Ở Việt Nam................................................................................................9

1.2. Nghiên cứu sử dụng TVTS xử lý ô nhiễm nước............................................ 12

1.2.1. Cơ sở khoa học của biện pháp sử dụng TVTS xử lý ô nhiễm nước ........... 13

1.2.1.1. Các chất ô nhiễm là các chất vô cơ .................................................................................................. 13 1.2.1.2. Các chất ô nhiễm là các chất hữu cơ ................................................................................................ 16

1.2.2. Tiêu chuẩn loài thực vật sử dụng để xử lý ô nhiễm nước ......................... 16

1.2.3. Ưu điểm và hạn chế của biện pháp sử dụng TVTS để xử lý ô nhiễm nước17

1.2.4. Các nghiên cứu về xử lý ô nhiễm nước bằng TVTS và tình hình nghiên

cứu sử dụng các loài TVTS thuỷ trúc, rau muống, rau ngổ trâu cải tạo nước ô

nhiễm ............................................................................................................... 19

iv

1.2.5. Nghiên cứu xử lý TV sau khi sử dụng để xử lý nước ô nhiễm .................. 25

1.3. Đặc điểm tự nhiên kinh tế xã hội vùng lưu vực sông Nhuệ........................... 26

1.3.1. Đặc điểm tự nhiên vùng lưu vực sông Nhuệ ............................................ 26

1.3.1.1. Vị trí địa lý và diện tích...................................................................................................................... 26 1.3.1.2. Đặc điểm địa hình ............................................................................................................................... 28 1.3.1.3. Đặc điểm khí hậu, thủy văn ............................................................................................................... 29

1.3.2. Đặc điểm kinh tế xã hội vùng lưu vực sông Nhuệ và ảnh hưởng của phát

triển kinh tế- xã hội đến nguồn tài nguyên nước sông Nhuệ.............................. 31

1.3.2.1. Dân số và ảnh hưởng của quy mô dân số lớn đến nguồn tài nguyên nước sông Nhuệ ............ 31

1.3.2.2. Sự phát triển kinh tế khu vực sông Nhuệ và những ảnh hưởng đến chất lượng nước sông

Nhuệ ...................................................................................................................................................................... 32

CHƯƠNG 2: PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG,THỜI GIAN, NỘI DUNG, CÁCH TIẾP CẬN VÀ

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................................................... 36

2.1. Phạm vi, đối tượng và thời gian nghiên cứu ................................................. 36

2.1.1. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................ 36

2.1.2. Đối tượng nghiên cứu............................................................................. 36

2.1.3. Thời gian nghiên cứu ............................................................................. 36

2.2. Nội dung và quy trình nghiên cứu ............................................................... 36

2.2.1. Nội dung nghiên cứu.............................................................................................................................. 36 2.2.1. Các bước nghiên cứu của Luận án....................................................................................................... 37

2.3. Quan điểm, cách tiếp cận của luận án .......................................................... 38

2.3.1. Quan điểm nghiên cứu ........................................................................... 38

2.3.1.1. Quan điểm hệ thống và tổng hợp...................................................................................................... 38 2.3.1.2. Quan điểm phát triển bền vững........................................................................................................ 38

2.3.2. Các cách tiếp cận khoa học..................................................................... 39

2.3.2.1. Tiếp cận hệ sinh thái ........................................................................................................................... 39 2.3.2.2. Tiếp cận sử dụng khôn khéo đất ngập nước................................................................................... 40

2.4. Phương pháp nghiên cứu.............................................................................. 40

2.4.1. Nhóm phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa....................................... 40

2.4.1.1. Lập kế hoạch trước khi khảo sát ngoài hiện trường ....................................................................... 40 2.4.1.2. Khảo sát ngoài thực địa..................................................................................................................... 43 2.4.1.3. Phân tích đánh giá tính đa dạng hệ thực vật.................................................................................... 43 2.4.1.4. Lấy mẫu nước sông............................................................................................................................. 43 2.4.1.5. Lấy mẫu trầm tích sông ...................................................................................................................... 44 2.4.1.6. Lấy mẫu thực vật................................................................................................................................. 44

2.4.2. Nhóm phương pháp trong phòng thí nghiệm ........................................... 46

2.4.2.1. Phân tích thành phần chất lượng mẫu nước .................................................................................... 46

v

2.4.2.2. Phân tích thành phần chất lượng mẫu trầm tích ............................................................................. 46 2.4.2.3. Phân tích thành phần một số chất trong mẫu thực vật và hình thái giải phẫu của thân, lá,

rễ ............................................................................................................................................................................ 47

2.4.2.4. Cải thiện chất lượng nước bằng các thực vật thuỷ sinh................................................................. 50

2.4.3.Phương pháp điều tra, thu thập thông tin, kế thừa tài liệu ........................ 52

2.4.4. Phuong pháp xây dựng các mô hình sử dụng thực vật cho giảm thiểu ô

nhiễm môi truờng nu ớc..................................................................................... 54

2.4.5. Phương pháp chuyên gia......................................................................... 54

2.4.6. Phương pháp tính toán và xử lý số liệu.................................................... 54

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .............................. 57

3.1. Chất lượng nước sông Nhuệ trong thời gian nghiên cứu .............................. 57

3.1.1.Chất lượng nước sông Nhuệ qua các thông số vật lý................................. 57

3.1.2. Chất lượng nước sông Nhuệ qua các thông số gây phú dưỡng nguồn

nước ................................................................................................................. 59

3.1.3. Chất lượng nước sông Nhuệ qua các thông số ô nhiễm chất hữu cơ, vi

sinh: ................................................................................................................. 61

3.1.4.Chất lượng nước sông Nhuệ qua các thông số KLN: ................................ 62

3.2. Chất lượng trầm tích sông Nhuệ trong thời gian nghiên cứu ....................... 63

3.2.1. Tính chất hoá lý của các mẫu trầm tích sông Nhuệ.................................. 63

3.2.2. Hàm lượng các kim loại nặng trong các mẫu trầm tích sông Nhuệ .......... 63

3.3. Sự đa dạng thực vật thuỷ sinh bậc cao có mạch lưu vực sông Nhuệ và khả

năng sử dụng thực vật thuỷ sinh LVS Nhuệ để xử lý ô nhiễm nước ................... 69

3.4. Thực nghiệm đánh giá vai trò của các sinh vật thuỷ sinh trong quá trình

cải thiện chất lượng nước và trầm tích sông Nhuệ .............................................. 73

3.4.1. Chất lượng nước và trầm tích sông Nhuệ sử dụng cho thực nghiệm ........ 74

3.4.2. Sự tăng trưởng, phát triển, thay đổi về thành phần vật chất trong mô của

các loài TVTS ................................................................................................... 76

vi

3.4.2.1. Cấu tạo giải phẫu và sự thay đổi tế bào, khả năng tăng trưởng, thành phần vật chất của

cây thuỷ trúc sau thí nghiệm.............................................................................................................................. 76 3.4.2.2. Cấu tạo giải phẫu và sự thay đổi tế bào, khả năng tăng trưởng, thành phần vật chất của

cây rau muống sau thí nghiệm........................................................................................................................... 90 3.4.2.3. Cấu tạo giải phẫu và sự biến đổi tế bào, khả năng tăng trưởng, thành phần vật chất của

của cây ngổ trâu sau thí nghiệm......................................................................................................................103

3.4.3. Diễn biến các yếu tố chất lượng nước và trầm tích sông Nhuệ trong và

sau quá trình trồng các thuỷ sinh thực vật ...................................................... 115

3.4.4.1. Diễn biến của các yếu tố chất lượng nước.....................................................................................116 3.4.3.2. Diễn biến của các yếu tố chất lượng trầm tích..............................................................................126 3.4.3.2. Sự cân bằng vật chất các chất ô nhiễm ở các bể thí nghiệm.......................................................128

3.5. Các nguồn thải gây ô nhiễm đoạn sông Nhuệ từ Cầu Tó tới Cống Thần và

công tác quản lý nhà nước về môi trường lưu vực sông.................................... 132

3.5.1. Hiện trạng các nguồn thải vào đoạn sông Nhuệ từ Cầu Tó tới Cống Thần132

3.5.1.1. Nguồn thải sinh hoạt .........................................................................................................................132 3.5.1.2. Nguồn thải công nghiệp và làng nghề............................................................................................132 3.5.1.3. Nguồn thải nông nghiệp ...................................................................................................................133 3.5.1.4. Nguồn thải y tế ..................................................................................................................................133 3.5.1.5. Nguồn chất thải rắn...........................................................................................................................134

3.5.2. Công tác quản lý nhà nước về môi trường lưu vực sông........................ 134

3.5.2.1. Hệ thống văn bản pháp luật bảo vệ môi trường............................................................................134

3.5.2.2. Cơ cấu tổ chức và quản lý nhân sự .................................................................................................136 3.5.2.3. Năng lực và trình độ chuyên môn của đội ngũ cán bộ quản lý môi trường .............................137 3.5.2.4. Các hoạt động quản lý môi trường ở đoạn sông từ Cầu Tó tới Cống Thần .............................138 3.5.2.5. Hệ thống quan trắc và giám sát môi trường ..................................................................................138

3.6. Đề xuất các giải pháp nhằm cải thiện chất lượng nước, bảo vệ phát triển hệ

sinh thái sông Nhuệ........................................................................................... 139

3.6.1. Cơ sở khoa học đề xuất các giải pháp .................................................... 139

3.6.2. Các giải pháp về luật pháp và chính sách............................................... 140

3.6.3. Các giải pháp về tuyên truyền và huấn luyện ......................................... 141

3.6.4. Các giải pháp về kỹ thuật....................................................................... 141

3.6.4.1. Các giải pháp vật lý nhằm cải thiện chất lượng nước sông Nhuệ..............................................141

3.6.4.2. Giải pháp sinh học nhằm cải thiện chất lượng nước sông Nhuệ................................................142

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ............................................................................... 153

TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................. 156

vii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt

APHA American Public Health

Asociation

Hiệp Hội sức khoẻ Hoa kỳ

AWWA American Water Works

Asociation

Hiệp hội nước Hoa kỳ

BTNMT Ministry of Natural Resources

and Environment

Bộ Tài nguyên và Môi trường

BOD5 The 5 day biochemical oxygen

demand

Nhu cầu ôxy sinh hóa trong 5

ngày

COD Chemical oxygen demand Nhu cầu ôxy hóa học

CON Pollutant Chất ô nhiễm

EC Electricity Conductivity Độ dẫn điện

FAO Food and Algriculture

Organization

Tổ chức Nông Lương thế giới

GTGH Limited value Giá trị giới hạn

KLN Heavy metal Kim loại nặng

KCN Industrial Zone Khu công nghiệp

KCX Manufacturing area Khu chế xuất

LVS River Basin Lưu vực sông

m Biomass Sinh khối

QCVN Vietnamese standard Quy chuẩn Việt Nam

P Biomass productivity Năng suất sinh học

ppm parts per million Một phần triệu

TF Translocation factor Hệ số vận chuyển

TLK Fry weight Trọng lượng khô

TLT Fresh weight Trọng lượng tươi

TDS Total dissolved solids Tổng chất rắn hòa tan

viii

Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt

t1 Time to start the experiment Thời điểm bắt đầu thí nghiệm

t2 Time to end the experiment Thời điểm kết thúc thí nghiệm

TN Total nitrogen Tổng nitơ

TP Total phosphorus Tổng phốtpho

TNG Experiment Thí nghiệm

TSS Total Suspended Solids Tổng chất rắn lơ lửng

TV Plant Thực vật

TVTS Aquatic plants Thực vật thủy sinh

WHO World Health Organization Tổ chức Y tế thế giới

ix

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Các nguồn ô nhiễm sông và các chất ô nhiễm chính ở các hệ thống sông Cầu,

Nhuệ -Đáy, Đồng Nai……………………………………………………...………..………10

Bảng 1.2. Vai trò của thực vật thuỷ sinh trong hệ sinh thái nước …………………... .19

Bảng 1.3. Phân bố diện tích trong lưu vực sông Nhuệ ................................................27

Bảng 1.4. Hiện trạng sử dụng nước sông Nhuệ..........................................................33

Bảng 2.1. Các đợt thí nghiệm và thời gian thí nghiệm................................................36

Bảng 2.2. Các vị trí lấy mẫu nước, mẫu trầm tích và mục đích lẫy mẫu ......................41

Bảng 2.3. Các chỉ tiêu phân tích mẫu nước và phương pháp phân tích ........................46

Bảng 2.4. Các chỉ tiêu phân tích mẫu trầm tích và phương pháp phân tích ..................46

Bảng 2.5. Các chỉ tiêu phân tích mẫu sinh vật và phương pháp phân tích thành phần các

chất trong các mô rễ, thân, lá thực vật .......................................................................47

Bảng 3.1. Các loài TVTS có mạch khu vực sông Nhuệ và số đợt bắt gặp trong các

chuyến khảo sát thực

địa……………...…………………...……………………………………66

Bảng 3.2. Các thông số chất lượng nước của các mẫu nước sông nhuệ dùng cho thí

nghiệm nuôi trồng các thuỷ sinh thực vật (thời gian ngày 30/3 /2015 đến 18/4/ 2015) .70

Bảng 3.3. Các thông số chất lượng trầm tích của các mẫu nước sông Nhuệ dùng cho thí

nghiệm nuôi trồng các thuỷ sinh thực vật (thời gian ngày 30/3 /2015 đến 18/4/ 2015) .71

Bảng 3.4. Kích thước các tế bào ở thân cây Thuỷ trúc trước và sau thí

nghiệm……….75

Bảng 3.5. Sự tăng trưởng của cây Thuỷ trúc trước và sau thời gian thí nghiệm............76

Bảng 3.6. Sinh khối và năng suất của cây Thuỷ trúc trước, giữa và sau thí nghiệm..... 82

Bảng 3.7. Hàm lượng các KLN trong các mô thực vật và TF đối với các KLN của Thuỷ

trúc .........................................................................................................................79

Bảng 3.8. Hiệu quả hấp thụ các chất ô nhiễm sông Nhuệ của cây Thuỷ trúc................87

Bảng 3.9. Kích thước các tế bào ở thân cây Rau muống trước và sau thí nghiệm.........86

Bảng 3.10. Chiều dài của cây Rau muống trước và sau thời gian thí nghiệm ...............95

Bảng 3.11. Sinh khối và năng suất của cây Rau muống trước và sau thí nghiệm..........88

x

Bảng 3.12. Hàm lượng các KLN trong các mô TV và TF đối với các KLN của Rau

muống.....................................................................................................................90

Bảng 3.13. Hiệu quả hấp thụ các chất ô nhiễm sông Nhuệ của cây Rau muống ...........91

Bảng 3.14. Kích thước các tế bào ở thân cây Ngổ trước và sau thí nghiệm..................97

Bảng 3.15. Chiều dài của cây Ngổ trâu trước và sau thời gian thí nghiệm .................108

Bảng 3.16. Sinh khối và năng suất của cây Ngổ trâu trước và sau thí nghiệm..............98

Bảng 3.17. Hàm lượng các KLN trong các mô TV và TF đối với các KLN của cây Ngổ

trâu .......................................................................................................................111

Bảng 3.18. Hiệu quả hấp thụ các chất ô nhiễm sông Nhuệ của cây Ngổ trâu .............101

Bảng 3.19. Sự tăng giảm hàm lượng các chất ô nhiễm trong trầm tíchở các bể thí

nghiệm….……………………………………………………………………………..114

Bảng 3.20.Bảng cân bằng vật chất đối với các chất ô nhiễm là hợp chất của nitơ

…...115

Bảng 3.21.Bảng cân bằng vật chất đối với các chất ô nhiễm là hợp chất của

photpho.116

Bảng 3.21. Bảng cân bằng vật chất đối với chất ô nhiễm là KLN Fe……..………….117

Bảng 3.22. Bảng cân bằng vật chất đối với các chất ô nhiễm là KLN

Zn………….....118

Bảng 3.23. Danh sách các loài thực vạ t đất ngạ p nước trong khu vực nghiên cứu có khả

na ng xử lý ô nhiễm môi trường nước ......................................................................121

Bảng 3.24. Thời gian đạt sinh khối tối ưu của các thực vật thuỷ sinh ........................150

xi

Bảng 3.25. Giải pháp sinh học tạo bè nổi trên sông- mô hình đất ngập nước với dòng

chảy bề mặt sử dụng các loài thực vật cho mục đích xử lý ô nhiễm môi trường nước

sông Nhuệ .............................................................................................................151

xii

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Bản đồ khu vực sông Nhuệ.……………………………………………28

Hình 2.1. Đoạn sông nghiên cứu..................................................................... ……..35

Hình 2.2. Các bước nghiên cứu của Luận án……………………………………..39

Hình 2.3. Các vị trí lấy mẫu nước, mẫu trầm tích trên sông Nhuệ ........................... …42

Hình 2.4. Mẫu thực vật được dùng cho thí nghiệm...................................................45

Hình 2.5. Các bể đựng mẫu nước và trầm tích dùng cho thí

nghiệm…………………………………………..……………………………………………..49

Hình 2.6. Mô hình bể kính dùng cho thí nghiệm ........................................................51

Hình 2.7. Cấu trúc thí nghiệm sử dụng mẫu nước và trầm tích sông nhuệ thu từ 1

vị trí nghiên cứu.................................................................................................52

Hình 3.1. Hàm lượng DO ở các vị trí nghiên cứu trên sông Nhuệ trong giai đoạn

2013- 2015 .......................................................................................................55

Hình 3.2. Hàm lượng N- NH4+ở các vị trí nghiên cứu trên sông Nhuệ trong giai

đoạn 2013-

2015………………………………………………………………………..56

Hình 3.3. Hàm lượng P- PO43-ở các vị trí nghiên cứu trên sông Nhuệ trong giai

đoạn 2013-

2015………………………………………………………………………..57

Hình 3.4. Hàm lượng Cd trong trầm tích sông Nhuệ trong giai đoạn 2013 –

2015………………………………………………………………………………61

Hình 3.5. Hàm lượng Pb trong trầm tích sông Nhuệ trong giai đoạn 2013 –

2015.……………………………………………………………………………...62

Hình 3.6. Hàm lượng Zn trong trầm tích sông Nhuệ trong giai đoạn 2013 –

2015...………………………………………………………………………….....63

Hình 3.7. Cấu tạo giải phẫu lá cây Thuỷ trúc.……………………………………73

Hình 3.8. Cấu tạo giải phẫu thân cây Thuỷ trúc …………………………………74

Hình 3.9. Cấu tạo giải phẫu của trụ rễ cây Thuỷ trúc............................................75

xiii

Hình 3.10. Hàm lượng TN và TP trung bình trong mô của Thuỷ trúc trước và sau

thí nghiệm .........................................................................................................78

Hình 3.11. Hiệu quả hấp thụ các chất gây phú dưỡng nguồn nước sông Nhuệ bởi

cây Thuỷ trúc trong 2 giai đoạn thí nghiệm .........................................................82

Hình 3.12. Hiệu quả hấp thụ các KLN Fe, Zn trong nước sông Nhuệ bởi cây Thuỷ

trúc trong 2 giai đoạn thí nghiệm ........................................................................90

Hình 3.13. Cấu tạo giải phẫu thân cây Rau muống...............................................92

Hình 3.14. Cấu tạo giải phẫu tế bào của thân cây Rau muống...............................84

Hình 3.15. Cấu tạo giải phẫu tế bào của rễ cây Rau muống ..................................85

Hình 3.16. Cấu tạo giải phẫu trụ rễ cây Rau muống .............................................86

Hình 3.17. Hàm lượng TN và TP trung bình trong mô của Rau muống trước và sau

thí nghiệm .........................................................................................................90

Hình 3.18. Hiệu quả hấp thụ các chất gây phú dưỡng nguồn nước sông Nhuệ bởi

cây Rau muống trong 2 giai đoạn thí nghiệm.......................................................92

Hình 3.19. Hiệu quả hấp thụ các KLN có hàm lượng cao trong nước Fe, Zn bởi

cây rau muống trong 2 giai đoạn thí nghiệm .......................................................93

Hình 3.20. Cấu tạo giải phẫu phiến lá cây Ngổ dại...............................................94

Hình 3.21. Cấu tạo giải phẫu thân cây Ngổ dại ..................................................106

Hình 3.22. Cấu tạo sơ cấp rễ cây Ngổ dại............................................................96

Hình 3.23. Hàm lượng TN, TP trung bình trong mô của cây Ngổ dại trước, giữa và

cuối thí nghiệm..................................................................................................99

Hình 3.24. Hiệu quả hấp thụ các chất gây phú dưỡng nguồn nước sông Nhuệ bởi

cây Ngổ dại trong 2 giai đoạn thí nghiệm ..........................................................102

Hình 3.25. Hiệu quả hấp thụ các KLN có hàm lượng cao trong nước Fe, Zn bởi

cây Ngổ dại trong 2 giai đoạn thí nghiệm ..........................................................103

Hình 3.26. pH trong môi trường nước sông Nhuệ theo thời gian thí nghiệm........105

Hình 3.27. EC trong môi trường nước sông Nhuệ theo thời gian thí nghiệm........105

Hình 3.28. TSS môi trường nước sông Nhuệ theo thời gian thí nghiệm...............106

Hình 3.29. Do môi trường nước sông Nhuệ theo thời gian thí nghiệm.................107

xiv

Hình 3.30. Nhu cầu oxy hoá học COD trong nước sông Nhuệ theo thời gian thí

nghiệm ............................................................................................................108

Hình 3.31. Nhu cầu oxy sinh học BOD5 trong nước sông nhuệ theo thời gian thí

nghiệm ............................................................................................................109

Hình 3.32. Mật độ Tổng Coliform trong nước sông Nhuệ theo thời gian thí

nghiệm…………………………………………………………………………..110

Hình 3.33. N- NH4+ trong nước sông Nhuệ theo thời gian thí nghiệm .................110

Hình 3.34. P- PO43- trong nước sông Nhuệ theo thời gian thí nghiệm ..................111

Hình 3.35. Hàm lượng Fe ở các giai đoạn thí nghiệm.........................................112

Hình 3.36. Hàm lượng Zn ở các giai đoạn thí nghiệm ........................................113

Hình 3.37. Mô hình đất ngập nước với dòng chảy bề mặt sử dụng thực vật thuỷ

sinh cải thiện chất lượng nước sông Nhuệở đoạn sông từ Cầu Tó đến Đồng Quan126

Hình 3.38. Mô hình đất ngập nước với dòng chảy bề mặt sử dụng thực vật thuỷ

sinh cải thiện chất lượng nước sông Nhuệở đoạn sông từ Đồng Quan đến Cống

Thần................................................................................................................128

1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Với chiều dài 72km và khoảng gần 10 triệu người sinh sống trong vùng lưu

vực có diện tích 1.075km², là khu vực có mật độ dân số cao nhất cả nước, hơn một

nghìn người/km2, cũng là vùng có sự phát triển kinh tế xã hội nhanh chóng kèm

theo tình trạng đô thị hóa mạnh mẽ, sông Nhuệ có vai trò rất quan trọng đối với các

hoạt động kinh tế trong vùng lưu vực, cũng là con sông đang phải chịu nhiều tác

động tiêu cực của con người ở Việt Nam [1], [7], [20], [21]. Sông Nhuệ lấy nước từ

sông Hồng qua cống Liên Mạc cung cấp nước tưới cho cả vùng lưu vực và là nơi

đón nhận mỗi ngày đủ loại nước thải từ nước thải sinh hoạt đến nước thải làng

nghề, nước thải công nghiệp, bệnh viện, dịch vụ… từ Hà Nội và các vùng ven sông.

Mặc dù nước sông Nhuệ có chứa lượng lớn nước thải nguy hại nhưng lại là nguồn

nước tưới cấp cho hầu hết các vùng đất nông nghiệp trong vùng lưu vực và những

đầm thuỷ sản ven sông. Khi sử dụng nguồn nước này làm nước tưới, bên cạnh tác

dụng có lợi (tận dụng được nguồn dinh dưỡng trong nước thải), thì những nguy cơ

có hại cũng là vấn đề cần phải quan tâm vì trong nguồn nước sông có lẫn nước thải

này có thể có chứa các chất hữu cơ độc hại hay các vi sinh vật gây bệnh, đặc biệt

cũng có thể có sự tồn tại của các kim loại nặng có hại cho cơ thể con người [70],

[76]. Các kim loại nặng (KLN) có thể bắt đầu với nồng độ rất thấp tồn tại trong

nước hoặc cặn lắng, sau đó được tích tụ vào các mô sống qua chuỗi thức ăn và tiềm

ẩn rủi ro tích luỹ trong cơ thể con người, khi nồng độ KLN đủ lớn để gây độc. Bên

cạnh đó, hàm lượng quá cao các chất hữu cơ trong nước sông gây nên tình trạng

nước sông bốc mùi hôi, có màu đen, làm mất mỹ quan, cảnh quan đẹp đáng có mà

một dòng sông có thể đem lại cho con người. Tình trạng suy thoái chất lượng nước

bởi các chất ô nhiễm cũng làm mất dần đi các loài sinh vật có ích trong sông do

không thể thích nghi được với môi trường ô nhiễm…

Sử dụng nước sông Nhuệ đáp ứng tiêu chuẩn nước tưới tiêu của Chính phủ là

một nhu cầu cấp thiết và chính đáng của nhân dân, nhằm đảm bảo sức khoẻ cộng

đồng cũng như đảm bảo mỹ quan đô thị.Hiện tại, việc khôi phục chất lượng nước

2

sông không thể dựa hoàn toàn vào các biện pháp hóa lý đắt tiền do điều kiện kinh tế

đất nước chưa đáp ứng được. Bên cạnh đó, theo kinh nghiệm nghiên cứu ở nhiều

nước trên thế giới,việc xử lý nguồn nước sông có lượng lớn nước thải sinh hoạt

bằng các phương pháp hoá lý thường xử lý không triệt để và hiệu quả đem lại

không cao so với các phương pháp sinh học [57], [62], [63], [73]. Do đó, việc

nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm nước sông và các quá trình làm sạch nước tự nhiên,

đặc biệt là các quá trình làm sạch sinh học để rồi áp dụng các phương pháp tự nhiên

này để làm sạch nước là việc làm rất có ý nghĩa trong kinh tế cũng như rất thân

thiện với môi trường.

Hệ sinh thái sông và lưu vực sông đóng vai trò vô cùng quan trọng, là phần

không thể tách rời của môi trường sông, nó tham gia vào các quá trình vận chuyển,

tích lũy và đồng hóa chất ô nhiễm, là một trong những tác nhân chính tham gia vào

quá trình làm sạch nước. Việc nghiên cứu, đánh giá vai trò cụ thể của hệ sinh thái

mà vai trò đặc biệt quan trọng của một số loài có ưu thế vượt trội trong việc hấp thụ

các chất ô nhiễm có trong sông làm sạch nước sẽ giúp chúng ta hiểu được một cách

rõ ràng hơn về quá trình làm sạch nước của tự nhiên,từ đó xây dựng các giải pháp

sinh học nhằm giảm thiểu, khống chế mức độ gia tăng ô nhiễm để bảo vệ hiệu quả

nguồn nước, bảo vệ môi trường và cảnh quan thiên nhiên lưu vực sông Nhuệ, tiến

tới phát triển bền vững.

Từ thực tế nói trên, đề tài “Nghiên cứu thực nghiệm, đánh giá vai trò của

một số loài thực vật thuỷ sinh và đề xuất giải pháp sinh học nhằm cải thiện chất

lượng môi trường nước sông Nhuệ” sẽ là một nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn và

là cơ sở khoa học cho việc xây dựng giải pháp sinh học nhằm giảm thiểu, khống chế

mức độ gia tăng ô nhiễm để bảo vệ hiệu quả nguồn nước, bảo vệ môi trường và

cảnh quan thiên nhiên lưu vực sông Nhuệ.

2. Mục tiêu nghiên cứu

- Đánh giá được hiện trạng ô nhiễm môi trường nước và trầm tích sông Nhuệ

đoạn từ Cầu Tó tới Cống Thần.

3

- Xác định được vai trò của một số loài thực vật thủy sinh có hiệu quả cao

trong quá trình làm sạch nước sông Nhuệ.

- Đề xuất các giải pháp sinh học nhằm cải thiện chất lượng môi trường nước,

phát triển đa dạng sinh học hệ sinh thái sông.

3. Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu chất lượng nước và trầm tích sông Nhuệ ở đoạn sông từ Cầu

Tó tới Cống Thần và các loại hình xả thải nước vào sông.

- Nghiên cứu sự đa dạng thành phần loài thực vật thuỷ sinh (TVTS) có mạch

lưu vực sông Nhuệ và tuyển chọn một số loài TVTS có khả năng làm sạch nước

hiệu quả cao và phù hợp với môi trường nước sông Nhuệ ở đoạn sông nghiên cứu.

- Nghiên cứu bằng thực nghiệm khả năng làm sạch nước của các loài TVTS

đã được tuyển chọn.

- Đề xuất các giải pháp sinh học hữu ích bảo vệ môi trường nước, phát triển

đa dạng sinh học hệ sinh thái sông.

4. Quan điểm nghiên cứu, cách tiếp cận của Luận án

Đối tuợng nghiên cứu của luận án là môi trường nước, trầm tích sông Nhuệ

và các loài TVTS có khả năng làm sạch nước trong một hệ thống thống nhất và

hoàn chỉnh. Do vậy, khi nghiên cứu, đánh giá chất lượng nước, trầm tích sông Nhuệ

cùng khả năng cải thiện chất lượng nước, trầm tích sông Nhuệ bởi các loài TVTS

cần phải xem xét đầy đủ và toàn diện các hợp phần, các đơn vị bộ phận của hệ sinh

thái môi trường sông trong mối quan hệ tác động qua lại giữa chúng với nhau. Việc

đề xuất các giải pháp nhằm cải thiện chất lượng nước sông Nhuệ cũng tuân thủ theo

nguyên tắc phát triển bền vững.

Luận án cũng áp dụng cách tiếp cận hệ sinh thái - tập trung cho đối tượng

các loài TVTS có mạch và cách tiếp cận sử dụng khôn khéo đất ngập nước để duy

4

trì và phát triển hệ sinh thái của đất ngập nước trong khuôn khổ của phát triển bền

vững.

5. Giả thiết khoa học của Luận án

Vì những lý do khách quan, nghiên cứu thực nghiệm nuôi trồng các loài

TVTS chỉ được tiến hành trong khuôn khổ phòng thí nghiệm bằng những vật liệu là

nước, trầm tích sông Nhuệ và các loài TVTS. Trong quá trình nuôi trồng các loài

TVTS, các chất ô nhiễm được lấy đi, chất lượng nước được cải thiện hàng ngày,

khác với chất lượng nước thực tế ngoài thực địa. Hơn nữa, ngoài thực địa, các yếu

tố khí hậu, thời tiết, chế độ dòng chảy,... luôn thay đổi theo các chiều hướng bất lợi

hoặc có lợi. Nghiên cứu được tiến hành với giả thuyết không có sự biến đổi của các

yếu tố này, nhằm mục tiêu tập trung vào khả năng làm sạch nước của các loài

TVTS trong điều kiện thí nghiệm.

6. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được áp dụng kết hợp nhiều phương pháp khác nhau, trong đó chủ

yếu là 3 nhóm phương pháp là nhóm các phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa,

nhóm các phương pháp trong phòng thí nghiệm và nhóm các phương pháp tổng

hợp.

7. Những đóng góp mới

Lần đầu tiên đã nghiên cứu đánh giá tổng hợp vai trò của 3 loài TVTS là

thuỷ trúc (Cyperus alterfolious hay Cyperus flabelliformis Rottb.), rau muống

(Ipomoea aquatica Forsk.), rau ngổ trâu (Enydra fluctuans Lour.) để cải thiện chất

lượng nước sông Nhuệ bằng phương pháp thực nghiệm. Kết quả thực nghiệm đã

chứng minh 3 loài thuỷ trúc, rau muống, ngổ trâu có khả năng hấp thụ các chất ô

nhiễm có hàm lượng cao TN, TP, Fe, Zn trong nước sông Nhuệ thể hiện bởi sau

thời gian thực nghiệm, sinh khối thực vật tăng, hàm lượng các chất ô nhiễm trong

mô thực vật tăng, giải phẫu mô có những sự biến đổi lớn về kích thước tế bào cho

thấy sự thích nghi với môi trường ô nhiễm. Kết quả phân tích chất lượng nước cho

thấy ở các bể có trồng thực vật, chất lượng nước sông Nhuệ sau thí nghiệm hầu hết

đạt được tiêu chuẩn nước tưới tiêu thuỷ lợi của BTNMT (QCVN

5

08:MT/BTNMT/2015). Kết quả thực nghiệm là cơ sở khoa học cho việc xây dựng

giải pháp sinh học thân thiện với môi trường để cải thiện chất lượng nước sông

Nhuệ.

8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

a) Ý nghĩa khoa học

- Luận án đã nghiên cứu, kết hợp được các nguồn tài liệu, số liệu (tài liệu về

khí hậu, thời tiết, số liệu về chất lượng nước,...) để đánh giá được chất lượng nước,

chất lượng trầm tích sông Nhuệ trên đoạn sông từ Cầu Tó tới Cống Thần và vai trò

của các loài TVTS thuỷ trúc, rau muống, ngổ trâu trong việc làm sạch nước sông

Nhuệ.

- Luận án đã đưa ra được giải pháp sinh học sử dụng TVTS để lấy đi một phần

các chất ô nhiễm trong sông Nhuệ, là phương pháp làm sạch nước hữu ích có nhiều

điểm ưu việt với những tiêu chí như hiệu quả, giá thành thấp, công nghệ đơn giản,

thân thiện với môi trường.

b) Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả của luận án góp phần bổ sung cơ sở lý luận và thực tiễn cho việc sử

dụng các loài TVTS làm sạch nước sông bị ô nhiễm. Sự thành công của nghiên cứu

dẫn đến việc áp dụng nghiên cứu vào việc làm sạch nước sông Nhuệ cũng như rất

nhiều dòng sông khác đang bị ô nhiễm trên lãnh thổ sẽ mang lại những giá trị kinh

tế và tinh thần to lớn, giúp chúng ta tiến tới sự phát triển bền vững, khẳng định tính

đúng đắn của việc phát triển kinh tế đi đôi với việc bảo vệ môi trường sống, cải

thiện, giữ gìn nguồn tài nguyên thiên nhiên đáp ứng nhu cầu của thế hệ hiện tại và

các thế hệ tương lai.

9. Cấu trúc của Luận án

Luận án được bố cục thành 3 Chương, cùng với Phần mở đầu, Phần kết luận

và Tài liệu tham khảo.

Chương 1. Tổng quan nghiên cứu

Chương 2. Đối tượng, phương pháp nghiên cứu

Chương 3. Kết quả nghiên cứu

6

Luận án được trình bày 155 trang A4, 34 bảng biểu, 46 hình vẽ, 102 tài liệu

tham khảo tiếng Việt và tiếng Anh, Phụ lục. Bố cục luận án gồm: Phần mở đầu (5

trang), Chương Tổng quan tài liệu (27 trang), Chương Đối tượng và phương pháp

nghiên cứu (20 trang), Chương Kết quả nghiên cứu và thảo luận 88 trang), Phần kết

luận và khuyến nghị (2 trang), Phần tài liệu tham khảo (10 trang) và Phần phụ lục.

7

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

1.1. Hiện trạng ô nhiễm sông trên thế giới và ở Việt Nam

1.1.1. Trên thế giới

Ngày nay, nhiều dòng sông ở khắp nơi trên thế giới đang phải đối diện với

tình trạng cạn kiệt nguồn nước và vấn nạn ô nhiễm. Ngày 20/03/2007, Quĩ Bảo vệ

thiên nhiên WWF đã ra cảnh báo về tình trạng 10 con sông lớn trên thế giới, trong

đó có sông Nin, Rio Grande, Đa nuýp, Trường Giang, sông Hằng, sông Ấn, ...có

nguy cơ bị cạn kiệt do tình trạng qui hoạch kém và thiếu được bảo vệ dẫn đến tình

trạng đang bị ô nhiễm một cách trầm trọng [97].

Sông Trường Giang là con sông dài nhất châu Á và đứng thứ ba trên thế giới

sau sông Nin ở Châu Phi, sông Amazon ở Nam Mỹ. Trường Giang dài khoảng

6.385 km, bắt nguồn từ phía tây Trung Quốc và chảy về phía đông đổ ra Biển Hoa

Đông. Đập Tam Hiệp chặn Trường Giang tại Tam Đẩu Bình, Nghi Xương, tỉnh Hồ

Bắc. Do hậu quả của hàng chục năm công nghiệp hóa, xây dựng đập thủy điện,

ngày nay Trường Giang đã trở thành một trong những dòng sông ô nhiễm nhất trên

thế giới. Nhiều KLN trong dòng sông này có hàm lượng rất cao và vượt nhiều lần

tiêu chuẩn cho phép đối với tiêu chuẩn nước mặt của Tổ chức y tế thế giới, như

Asen (20,8μg/l), Sắt (350μg/l), Chì (756μg/l),… [61].

Sông Mekong là một trong những con sông xuyên biên giới lớn nhất hành

tinh, bắt nguồn từ Trung Quốc, chảy qua Lào, Myanma, Thái Lan, Campuchia, và

đổ vào Biển Đông tại Việt Nam. Các hoạt động đánh bắt thuỷ sản quá mức và chế

độ thủy văn thay đổi ở các lưu vực sông Mê kong đã làm thay đổi chất lượng nước

và trầm tích của dòng sông này, đặc biệt là hàm lượng các KLN trong dòng sông.

Nghiên cứu của Fu Kaidao và cộng sự (2012) đã cho thấy hàm lượng trung bình của

các nguyên tố KLN trong trầm tích ở phần thượng nguồn sông Mekong với Zn là

91,43 mg/kg, Pb là 41,85 mg/kg, As là 21,84 mg/kg, Cr là 42,19 mg/kg. Hàm lượng

trung bình của các nguyên tố KLN trong trầm tích ở phần hạ lưu sông Mekong là

Zn 68,17 mg/kg, Pb 28,22 mg/kg, As 14,97 mg/kg, Cr là 418,86 mg/kg. Hàm lượng

Cr trong trầm tích sông rất cao ở một vài vị trí ở hạ lưu sông như ở Luang Prabang

762,93 mg/kg và Pakse là 422,90 mg/kg. Nồng độ của Cu trong tất cả các điểm lấy

mẫu không cao ngoại trừ tại Jiajiu 1170 mg/kg và Jiebei với 700 mg/kg. Cr là chất ô

nhiễm chính ở hạ lưu sông Mekong, đặc biệt là ở Luang Prabang và Pakse. Ô nhiễm

nhẹ với As cũng xảy ra ở Pakse [70].

Sông Hằng bị ô nhiễm vì ảnh hưởng nặng nề bởi nền công nghiệp hóa chất,

rác thải công nghiệp, rác thải sinh hoạt chưa qua xử lý; phong tục hỏa táng thi thể

rồi thả trôi sông, rác thải được xả trực tiếp từ các bệnh viện do thiếu lò đốt. Chất

8

lượng nước đang trở nên xấu đi nghiêm trọng cùng với sự mất đi khoảng 30-40%

lượng nước do những đập nước đang làm cho sông Hằng trở nên khô cạn và có

nguy cơ biến mất. Các nghiên cứu chất lượng nước cũng phát hiện một hàm lượng

cao các kim loại nặng trong nước sông Hằng như Hg (nồng độ từ 65÷520ppm), Pb

(10÷800ppm), Cr (10÷200ppm) và Ni (10÷130ppm) [97].

Bên cạnh các dòng sông lớn rộng và là của chung của hơn một quốc gia ấy,

các dòng sông chảy qua các đô thị lớn nhỏ đặc biệt ở các nước đang phát triển cũng

đang bị ô nhiễm đến mức báo động. Các dòng sông này mang đến cho con người

những lợi ích lớn lao cả về các tiêu chí môi trường, cả về các nguồn lợi thuỷ sản.

Thế nhưng tình trạng ô nhiễm nguồn nước mặt nội đô bởi các dòng xả thải từ các

khu dân cư, các khu công nghiệp, các nhà máy... đang ngày một tăng lên về số

lượng cũng như hàm lượng các chất ô nhiễm khiến các dòng sông trong các đô thị

dần dần chuyển màu, chuyển mùi và mất đi sự đa dạng sinh học, mất đi các nguồn

lợi thuỷ sản vốn từng là nguồn cung cấp thức ăn dồi dào cho cư dân đô thị, mất đi

các lợi ích về sinh thái cảnh quan môi trường mà người ta có thể khai thác ở những

dòng sông sạch. Sông Citarum, Indonesia, có lưu vực rộng 13.000km2, là một trong

những dòng sông lớn nhất của Indonesia. Theo Ngân hàng phát triển châu Á [58]

sông Citarum cung cấp 80% lượng nước sinh hoạt cho 14 triệu dân thủ đô Jakarta,

tưới cho những cánh đồng và là nguồn nước cho hơn 2.000 nhà máy - nơi làm ra

20% sản lượng công nghiệp của đảo quốc này. Tuy nhiên, hiện tại nó là một trong

những dòng sông ô nhiễm nhất thế giới. Citarum như một bãi rác di động, nơi chứa

các hóa chất độc hại do các nhà máy xả ra, thuốc trừ sâu trôi theo dòng nước từ các

cánh đồng và cả chất thải do con người đổ xuống. Ô nhiễm nghiêm trọng khiến cá

chết hàng loạt, người dân sử dụng nước bị lây nhiễm nhiều loại bệnh tật.

Cũng theo Ngân hàng phát triển Châu Á, Sông Yamuna ở Ấn Độ có chiều dài

1.376km, là phụ lưu lớn nhất của sông Hằng. Hàng ngày, dòng sông phải đón nhận

45% nước thải của 15 triệu dân Thủ đô New Delhi mà không qua một quá trình xử

lý nào. Những dòng nước thải này khiến con sông nổi tiếng của Ấn Độ đang ngày

một ô nhiễm hơn nhiều. Lượng rác đổ xuống sông từ năm 1993 đến 2005 đã tăng

gấp đôi.

Như vậy, các dòng sông ở khắp nơi trên thế giới đã và đang bị ô nhiễm chủ

yếu bởi nước thải của các dòng thải đô thị, các khu dân cư, các ngành công nghiệp,

nước thải nông nghiệp... với hàm lượng các hoá chất được sử dụng ngày càng

nhiều. Tất cả các dòng thải này đã và đang tăng lên theo đà tăng của dân số cả về

khối lượng các chất ô nhiễm cũng như lưu lượng thải mang đến cho con người

những thách thức ngày càng lớn về môi trường.

9

1.1.2. Ở Việt Nam

Việt Nam có số lượng lớn sông ngòi với nhiều hệ thống sông trải rộng khắp ba

miền lãnh thổ với khoảng 2.360 con sông và kênh lớn nhỏ. Ở miền Bắc có các hệ

thống sông Hồng và sông Thái Bình; miền Trung có hệ thống sông Hàn, Sông

Thạch Hãn và hệ thống sông Vu Gia -Thu Bồn; còn hai hệ thống sông lớn nhất ở

miền Nam thì phải kể đến hệ thống sông Mê Kông và sông Đồng Nai. Tài nguyên

nước mặt của Việt Nam chiếm khoảng 2% tổng lượng dòng chảy của thế giới, trong

đó tổng lượng dòng chảy năm của sông Mê Kông bằng khoảng 500km3, chiếm tới

59% tổng lượng dòng chảy sông trong cả nước, hệ thống sông Hồng 126,5 km3

(14,9%), hệ thống sông Đồng Nai 36,3 km3 (4,3%), các hệ thống sông Mã, sông Cả,

Sông Thu Bồn cũng xấp xỉ nhau, khoảng 9 km3(1%), các sông còn lại là

94,5km3(11,1%). Như vậy nguồn nước mặt của chúng ta về cơ bản là khá phong

phú. Tuy nhiên, nguồn nước mặt này lại đang phải đối mặt với sự xuống cấp

nghiêm trọng về chất lượng, sự cạn kiệt về trữ lượng với rất nhiều nguyên nhân

trong đó có có 3 nguyên nhân chính được trình bày dưới đây.

Thứ nhất, chất lượng cũng như trữ lượng nước các dòng sông của Việt Nam

đang dần bị suy thoái, bị cạn kiệt do các sông lớn của chúng ta thường bắt nguồn từ

bên ngoài, chỉ trung lưu và hạ lưu chảy trên đất Việt Nam. Cụ thể 60% lượng nước

cấp cho hệ thống các sông lớn của Việt Nam được hình thành từ bên ngoài lãnh thổ,

trong đó sông Cửu Long phụ thuộc 95% nguồn nước quốc tế, lưu vực sông Hồng -

Thái Bình phụ thuộc tới 40% nước sông từ Trung Quốc chảy về. Lượng nước chính

hình thành từ bên ngoài lãnh thổ cũng mang đến cho chúng ta nhiều bất lợi lớn do

trữ lượng nước không chủ động được, phải phụ thuộc nhiều vào quốc tế. Do đó khi

lụt lội thì nước lại đổ về thêm mà khi khô hạn lượng nước không về khiến tình hình

khô hạn lại càng trầm trọng. Lượng lớn nước sông bắt nguồn từ bên ngoài lãnh thổ

cũng mang đến nguồn nước có chất lượng thấp do việc xả thải từ đầu nguồn mang

lại dẫn đến những bất lợi lớn cho môi trường mà chúng ta khó có thể chủ động khắc

phục. Điều này một phần giải thích tại sao, trong khoảng 2 thập kỷ trở lại đây, các

nghiên cứu, các chương trình quan trắc chất lượng nước đã liên tục công bố về sự

xuống cấp của chất lượng nước các dòng sông lớn nhỏ ở khắp 3 miền lãnh thổ [7],

[8], [9], [10], [28], [93], [94],... đặc biệt là chất lượng nước sông Cửu Long, sông

Hồng đang ngày càng xuống cấp.

Thứ hai, các dòng sông ở Việt Nam đang đứng trước nguy cơ bị cạn kiệt dòng

chảy do việc khai thác quá ngưỡng giới hạn của dòng chảy (quá 30% lượng dòng

chảy) diễn ra trên khắp các lưu vực sông trên toàn lãnh thổ, đặc biệt là ở các tỉnh

miền Trung và Tây Nguyên (khai thác trên 50% lượng dòng chảy), ở Ninh Thuận

10

(khai thác tới 80% lượng dòng chảy). Việc khai thác quá mức dòng chảy ở Việt

Nam chủ yếu do lợi ích của việc xây đập thủy điện và thủy lợi. Tình trạng ngăn

sông đắp đập đang diễn ra khắp nơi khiến tình trạng suy thoái chất lượng cũng như

trữ lượng nước trên các sông lớn của Việt Nam như sông Hồng, sông Đồng Nai,

sông Thái Bình… ngày càng trở nên nặng nề.

Thứ ba, tình trạng xả thải nước ô nhiễm chưa qua xử lý vào các dòng sông của

Việt Nam cũng là một nguyên nhân lớn khiến các thuỷ vực này ngày càng bị ô

nhiễm, bị xuống cấp về chất lượng nước. Một số lượng không nhỏ các nhà máy, xí

nghiệp không có hệ thống xử lý nước thải hoặc có nhưng chưa xử lý nước thải triệt

để đã gây ra sự ô nhiễm môi trường đặc biệt là môi trường nước mặt. Nước thải đô

thị thường được dẫn qua hệ thống thoát nước chung của đô thị rồi xả vào các hệ

thống sông trong và ven đô thị, xả vào hệ thống ao, hồ và ngấm xuống đất. Việc xả

thải này tạo nên những khó khăn lớn cho việc lưu giữ các nguồn nước sạch do các

dòng thải chưa qua xử lý của các nhà máy và các khu đô thị luôn có chứa lượng lớn

các chất ô nhiễm hữu cơ, các hoá chất, các KLN ...[7], [8] gây suy thoái nghiêm

trọng nguồn nước.

* Diễn biến tình trạng ô nhiễm các hệ thống sông chính ở Việt Nam qua “Báo

cáo môi trường quốc gia năm 2006”

Tình trạng ô nhiễm các sông lớn ở Việt Nam đã được báo động từ khoảng hơn

chục năm trở lại đây. Báo cáo môi trường quốc gia năm 2006 [7] đã công bố kết

quả quan trắc chất lượng nước ba hệ thống lưu vực sông lớn trên cả nước gồm: Cầu,

Nhuệ -Đáy và hệ thống sông Đồng Nai. Báo cáo này cho thấy nhiều chất ô nhiễm

trong nước ở nhiều đoạn sông có nồng độ vượt quá quy chuẩn cho phép của chính

phủ.

Cụ thể, theo kết quả của báo cáo này thì chất lượng nước của các lưu vực sông

Nhuệ – Đáy, sông Cầu, sông Đồng Nai- Sài Gòn đều suy giảm theo các năm, các

thông số ô nhiễm đều không đạt giá trị giới hạn B1 của QCVN 08:2008/BTNMT

(tiêu chuẩn nước mặt dùng cho mục đích nước tưới tiêu thuỷ lợi), thường quá 1,5

đến 3 lần, đặc biệt là các chất hữu cơ, hàm lượng amoni tổng số có thể gấp đến chục

lần. Bảng 1.1 trình bày tóm tắt các nguồn ô nhiễm sông và các chất ô nhiễm chính ở

các hệ thống sông này.

* Diễn biến tình trạng ô nhiễm các hệ thống sông chính ở Việt Nam qua “Báo

cáo Hiện trạng môi trường quốc gia giai đoạn 2011- 2015”

Tại các lưu vực sông, tình trạng ô nhiễm và suy thoái chất lượng nước tiếp

tục xảy ra ở nhiều đoạn, tập trung ở vùng trung lưu và hạ lưu (đặc biệt là các đoạn

chảy qua khu vực đô thị, khu công nghiệp, làng nghề), nhiều nơi ô nhiễm đã ở

11

mức nghiêm trọng, như ở lưu vực sông Nhuệ - Đáy, lưu vực sông Cầu, lưu vực hệ

thống sông Đồng Nai.

Bảng 1.1. Các nguồn ô nhiễm sông và các chất ô nhiễm chính ở các hệ thống sông

Cầu, Nhuệ -Đáy, Đồng Nai

Sông Nguyên nhân gây ô nhiễm Các chất ô

nhiễm chính

Sông

Cầu

- Nước thải các ngành công nghiệp luyện kim, cán

thép, chế tạo máy móc (chủ yếu ở Thái Nguyên)

- Nước thải các ngành sản xuất giấy,ngành chế biến

thực phẩm;

- Nước thải của hàng trăm làng nghề tiểu thủ công

nghiệp, chủ yếu tập trung tại Bắc Ninh (bao gồm hơn

60 làng nghề), Bắc Giang (25 làng nghề);

- Nước thải sinh hoạt của toàn bộ vùng lưu vực;

- Nước thải y tế; nước thải nông nghiệp,...

Các chất hữu cơ,

chất rắn lơ lửng

và cục bộ có

những đoạn có

dấu hiệu ô nhiễm

dầu mỡ .

Hệ

thống

sông

Nhuệ -

Đáy

- Nước thải sinh hoạt (khoảng 600.000m3/ngày), chủ

yếu là của Hà Nội (chiếm tới 70%);

- Nước thải các hoạt động công nghiệp (khoảng

340m3/ngày), trong đó Hà Nội cũng tạo nguồn nước

thải lớn nhất (chiếm tới 55%);

- Nước thải y tế (khoảng hơn 10.000m3/ngày);

- Nước thải nông nghiệp và thuỷ sản

Các chất hữu cơ,

dinh dưỡng, các

chất rắn lơ lửng,

mùi hôi, độ màu

và vi khuẩn.

Sông

Đồng

Nai

- Nước thải từ các khu công nghiệp, các khu khai thác

khoáng sản;

- Nước thải sinh hoạt từ vùng lưu vực;

- Nước thải y tế;

- Nước thải từ các hoạt động nông nghiệp và chăn

nuôi.

- Ảnh hưởng của các đập thuỷ điện làm ảnh hưởng

mạnh mẽ đến chế độ thuỷ văn ở vùng hạ lưu, đến độ

bền vững của đường bờ, gây xâm nhập mặn cũng như

ảnh hưởng đến khả năng tự làm sạch của dòng chảy

Chất hữu cơ,

chất rắn lơ lửng,

chì, thuỷ ngân,

DO rất thấp, có

nơi DO =

0,7mg/l, bị

nhiễm mặn

nghiêm trọng ở

vài nơi.

Nguồn: Tổng cục môi trường (2006)[7]

Mức độ ô nhiễm phụ thuộc vào yếu tố thuỷ văn của dòng chảy (mức độ ô

nhiễm thường tăng cao hơn vào mùa khô) và đặc biệt phụ thuộc vào việc kiểm soát

12

các nguồn thải đổ vào nguồn nước. Sự ô nhiễm ở các sông này chủ yếu do các chất

hữu cơ và vi sinh vật vượt ngưỡng cho phép; Ô nhiễm kim loại nặng mang tính cục

bộ, tập trung chủ yếu ở những sông nhánh gần các khu vực khai thác khoáng sản

hoặc các cơ sở sản xuất công nghiệp. Hiện tượng xâm nhập mặn ở vùng hạ lưu, cửa

sông diễn ra khá phổ biến trong những năm gần đây tại vùng Tây Nam Bộ, Đông

Nam Bộ và duyên hải miền Trung.

Tuy nhiên, so với giai đoạn trước, chất lượng nước mặt tại một số khu vực đã

có sự cải thiện do việc thực hiện các dự án đầu tư cải thiện môi trường, tăng cường

quản lý và việc thực hiện các đề án bảo vệ môi trường, đầu tư nâng cấp, cải thiện

cảnh quan môi trường một số sông hồ, kênh rạch trong nội thành các đô thị lớn như

Tp. Hồ Chí Minh và Hà Nội[10].

Như vậy, hệ thống các dòng sông ở khắp ba miền lãnh thổ Việt Nam đang

trong tình trạng bị ô nhiễm, đặc biệt là các sông nhỏ trong các nội đô ở các thành

phố lớn như Hà Nội, Hồ Chí Minh, ... đang dần trở thành các mương, cống dẫn

nước thải đô thị và công nghiệp với nồng độ các chất ô nhiễm hữu cơ vượt quá mức

quy chuẩn cho phép nhiều lần dẫn đến màu nước sông đen kịt và đầy mùi hôi thối

làm mất đi vẻ mỹ quan của các đô thị này; bên cạnh các chất ô nhiễm hữu cơ, ở một

số hệ thống sông còn có sự tồn tại một hàm lượng đáng kể các KLN. Các hệ thống

sông lớn thường bị ô nhiễm nhẹ hơn, tuy nhiên có một số đoạn mang tính ô nhiễm

cục bộ do chịu ảnh hưởng của một số nguồn thải điểm nên nếu tăng cường quản lý

các nguồn thải chặt chẽ hơn sẽ ngăn chặn được phần lớn chất ô nhiễm. Các nguồn

thải, đặc biệt là các nguồn thải công nghiệp từ các KCN, KCX, các nguồn nước thải

sinh hoạt từ các khu đô thị lớn, nước thải từ các cơ sở y tế,... vốn có khối lượng thải

lớn, các nguồn thải mang hàm lượng chất ô nhiễm có tính đặc thù cao với những

chất ô nhiễm đặc trưng (chất hữu cơ, KLN, vi sinh,...) nhưng hầu hết đều chưa có hệ

thống xử lý nước thải dẫn đến tải trọng ô nhiễm đổ vào các hệ thống sông cao chính

là những gánh nặng chất ô nhiễm đối với các dòng sông,...

1.2. Nghiên cứu sử dụng TVTS xử lý ô nhiễm nước

Để cải tạo và xử lý nước ô nhiễm, từ nhiều năm nay, các phương pháp hoá lý

đã được sử dụng. Tuy nhiên, càng ngày người ta càng thấy những hạn chế mà các

phương pháp này khó tránh được như chi phí công nghệ, hoá chất cao, việc xử lý

khó có thể được triệt để do phải bổ sung thêm hoá chất vào nước. Hơn nữa, công

nghệ xử lý khá phức tạp, đòi hỏi các chuyên viên tay nghề cao, hệ thống thiết bị xử

lý cồng kềnh và dường như không phù hợp để cải thiện hay xử lý chất lượng nước

cho các thuỷ vực tự nhiên như các dòng sông, con suối, ao, hồ, khi mà khối lượng

nước cần xử lý thì lớn mà hàm lượng chất ô nhiễm trong nước lại không cao. Trong

13

bối cảnh đó, từ những năm 70 của thế kỷ trước, các nhà khoa học đã phát hiện ra

một công nghệ mới, một công nghệ khắc phục được những hạn chế của phương

pháp hoá lý nói trên, lại có hiệu quả cao trong xử lý và rất phù hợp với các thuỷ vực

lớn - phương pháp xử lý nước bị ô nhiễm bằng thực vật.

1.2.1. Cơ sở khoa học của biện pháp sử dụng TVTS xử lý ô nhiễm nước

1.2.1.1. Các chất ô nhiễm là các chất vô cơ

Sự hấp thụ các chất ô nhiễm vô cơ, chủ yếu là các chất dinh dưỡng, các kim

loại nặng và các chất phóng xạ của TVTS, diễn ra bởi rễ và sự hấp thụ qua lá. Vai

trò chính của rễ là đồng hóa các chất dinh dưỡng, và vai trò chính của lá là vô cơ cố

định carbon [62].

a) Các chất ô nhiễm là các kim loại nặng:

Sự hấp thụ của thực vật được diễn ra sau quá trình KLN được vận chuyển và

đi vào khối trung trụ của thân. Các chất ô nhiễm KLN di chuyển qua các thành

mạch rồi bị cố định hoặc chuyển hóa (Shimp J.F. và cộng sự, (1993)) [92]. Các kim

loại hữu cơ được vận chuyển đến các khoang tế bào, rồi được lưu trữ trong vách tế

bào và không bào như một hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ ổn định. Mức cao bất

thường của chất gây ô nhiễm (ngàn ppm) được đưa lên từ môi trường thường tập

trung ở rễ, chồi và / hoặc lá. Sự hấp thụ, vận chuyển và cơ chế cố định đối với từng

loại chất gây ô nhiễm là khác nhau đối với các loại TVTS khác nhau. Khả năng lấy

đi các chất ô nhiễm độc hại khỏi môi trường nước phụ thuộc vào các yếu tố như

tính chất địa hoá của trầm tích, tính chất vật lý hoá học của nước, sinh lý và kiểu

gen của thực vật [62].

Tỷ lệ hấp thụ và tích tụ của các kim loại bởi các loài TVTS phụ thuộc vào

bản thân các loài thực vật và hơn nữa, quy định bởi các yếu tố môi trường như nhiệt

độ, pH, oxy hóa khử, thời gian, liều lượng, nhiệt độ và độ mặn [89]. Tỷ lệ loại bỏ

KLN phụ thuộc vào nồng độ và thời gian. pH quy định tính linh động của các kim

loại. Thế oxi hóa khử cũng quy định sự hấp thụ KLN trong thực vật. Oxi hóa khử

thấp hỗ trợ sự tạo thành các sulfua kim loại trong trầm tích. Độ mặn giảm sự hấp

thụ các kim loại bởi các TV do sự hình thành các phức clorua.

Sự hấp thụ kim loại của các thực vật có thể tích tụ trong rễ hay vận chuyển

qua màng của rễ, được giải độc và hấp thụ ở cấp tế bào. Các KLN được tích hợp

trong các mô thực vật hay được lưu trữ. Cơ chế hấp thụ - chuyển đổi được quy định

chặt chẽ. Nhìn chung, các cơ chế loại bỏ KLN trong các thực vật bao gồm ba bước:

sự hấp thụ, vận chuyển và lưu trữ. Theo Raskin P (1997), TVTS tích lũy hay loại bỏ

các kim loại và các yếu tố độc hại khác khỏi nước bằng các quá trình: quá trình cố

14

định chất ô nhiễm bằng rễ, quá trình chiết tách chất ô nhiễm và quá trình thoát hơi

nước qua thân và lá [89].

* Cơ chế cố định chất ô nhiễm bằng thực vật thuỷ sinh

Đây là quá trình rễ thực vật lọc, hấp thụ, chuyển hóa và tích lũy bên trong rễ

hoặc hấp thụ trên bề mặt rễ, kết tủa trong vùng quyển rễ các chất ô nhiễm KLN

trong nước. Quá trình này diễn ra nhờ các chất bài tiết ở rễ thực vật cố định chất ô

nhiễm và làm giảm khả năng linh động của các KLN trong nước.

Quá trình cố định chất ô nhiễm phụ thuộc nhiều vào khả năng của rễ cây (chất

tiết ở thực vật cố định chất ô nhiễm) và làm giảm tính linh động của các chất ô

nhiễm trong nước. Mục đích chính là làm giảm lượng chất ô nhiễm di chuyển theo

dòng nước để ngăn chặn sự lan truyền chất ô nhiễm ra các vùng khác [26]. Như vậy

các thực vật có bộ rễ dày đặc sẽ đặc biệt có tác dụng, đồng thời nó cũng rất hiệu quả

khi cần cố định nhanh một chất ô nhiễm nào đó mà không cần loại bỏ sinh khối.

Để xử lý ô nhiễm đòi hỏi thực vật phải là những thực vật ưa nước và có khả

năng chống chịu cao đối với các chất ô nhiễm. Bên cạnh đó, các loài thực vật có tỷ

lệ thoát hơi nước cao được ưu tiên sử dụng để làm giảm lượng nước chảy kéo theo

các chất ô nhiễm. Ngoài ra các loài thực vật được sử dụng cần có đặc điểm như là

cây dài ngày, cây lâu năm, sức sống tốt, hệ thống rễ dày và dài để trồng phối hợp.

Nhiều loài thực vật thường được sử dụng như cây thuỷ trúc (Cyperus flabellidormis

Rottb.), cây cỏ hương bài (Vetiveria zizanioides), cây lau (Zizania latifolia), cây bèo

tây (Eichhornia crassipes),… đáp ứng tốt các yêu cầu này.

* Cơ chế hấp thụ các chất ô nhiễm trong nước bằng các loài TVTS

Hấp thụ các chất ô nhiễm trong nước bằng các loài TVTS là việc sử dụng

thực vật để hút, tập trung và tích lũy các chất ô nhiễm từ môi trường nước vào trong

rễ, vào lá, thân, chồi,…; Các chất ô nhiễm sau đó được lấy đi khỏi môi trường qua

thu hoạch các loài TVTS. Phương pháp này được sử dụng rất hiệu quả tại nhiều

vùng đất ngập nước với mức ô nhiễm các chất hữu cơ, các KLN As, Pb, Cd,…Một

số loài TVTS thường được sử dụng theo phương pháp này là bèo tây (Eichhornia

crassipes), bèo tấm (Lemna minor), lau (Zizania latifolia), thuỷ trúc (Cyperus

flabellidormis Rottb.),...

Hấp thụ chất ô nhiễm bằng TVTS là phương pháp tốt nhất để có thể loại bỏ

chất ô nhiễm từ nước sau đó cô lập nó mà không cần phải thêm các hoá chất vào

nước [57]. Thực vật hấp thụ, tích lũy, kết tủa và chuyển chất ô nhiễm từ nước thành

sinh khối nên phương pháp này rất thích hợp cho xử lý các vùng nước ô nhiễm có

hàm lượng ô nhiễm KLN thấp. Biện pháp chính đang được phát triển là trồng liên

tục lặp đi lặp lại qua các vụ khác nhau, tuy nhiên biện pháp này phần lớn chỉ phụ

15

thuộc vào khả năng tự nhiên của thực vật. Việc phát hiện ra các loài thực vật siêu

tích lũy KLN đã đẩy nhanh sự phát triển của công nghệ này.

TVTS có thể sử dụng để nâng cao tính khả thi của phương pháp là thực vật có

khả năng hấp thụ lượng lớn KLN vào trong rễ sau đó chuyển hóa lên sinh khối và

đồng thời có khả năng phát triển sinh khối nhanh. Khi tồn tại trong môi trường có

hàm lượng KLN cao, các loài thực vật siêu tích tụ sẽ sản sinh ra các hợp chất liên

kết kim loại nội bào hoặc tích lũy các KLN đó trong tế bào. Sau khi tích lũy trong

cây, KLN có thể được thu hồi thông qua sinh khối thực vật. Các nhân tố như tốc độ

sinh trưởng, khả năng chọn lọc của thực vật với nguyên tố hóa học, chống chịu

bệnh, phương pháp thu hoạch cũng là các nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu

quả của việc loại bỏ KLN trong nước khi trồng lặp đi lặp lại một loài thực vật hay

kết hợp một số loài thực vật.

Tuy nhiên, những thực vật siêu tích lũy KLN thường là những thực vật sinh

trưởng chậm, sinh khối nhỏ và hệ rễ ngắn dẫn đến hiệu quả xử lý thấp. Mặt khác,

sinh khối thực vật được thu hoạch và loại bỏ có thể kéo theo sự ô nhiễm KLN ở nơi

đổ bỏ mới. Một nguy cơ khác là KLN có thể gây hiệu ứng độc hại cho chính thực

vật [26].

* Cơ chế xử lý chất ô nhiễm nhờ quá trình thoát hơi nước ở thực vật

Quá trình thoát hơi nước ở thực vật là sự hấp thụ và vận chuyển các chất ô

nhiễm nhờ TV cùng với sự giải phóng các chất ô nhiễm hoặc dạng biến thể của

chúng vào khí quyển qua thoát hơi nước. Khi các chất hóa học được thực vật hấp

thụ, một số không biến đổi mà di chuyển qua gỗ và mô thực vật, nếu các chất ô

nhiễm bay hơi được thì chúng bay hơi ở dạng khí qua các mô lá, kể cả các chất hữu

cơ bay hơi cũng khuếch tán nhanh qua mô thân cây và bay hơi vào khí quyển,

nhưng nhìn chung, số lượng các chất bay hơi qua mô thực vật ở điều kiện thực tế là

nhỏ so với lượng hấp thụ [26]. Tuy nhiên, ở những điều kiện nhất định, khi các chất

bay hơi có tính độc cao và bền vững sẽ gây rủi ro cho khí quyển.

Tất cả các quá trình xử lý nước ô nhiễm KLN bằng thực vật nêu trên không

phải luôn luôn áp dụng riêng rẽ nhau. Để đạt được hiệu quả cao trong xử lý cần áp

dụng một cách đồng thời và thích hợp. Tuy nhiên, hiệu quả xử lý KLN còn phụ

thuộc vào dạng tồn tại của KLN trong nước cũng như hàm lượng KLN cần xử lý

trong nước nhiều hay ít.

b) Các chất ô nhiễm là các hợp chất của nitơ và photpho:

Sự hấp thụ nitơ ở dạng NH4+ và NO3

- bởi các loài TVTS đã được nhiều

nghiên cứu công bố [68], [86]. Bèo tấm (Lemna minor) đã thể hiện được khả năng

hấp thụ nitơ vô cơ qua cả rễ và tán lá. Khả năng hấp thụ PO43- và NH4

+ cao của lá

16

cũng đã được báo cáo cho một số thực vật ngập nước như các loài rong biển

(Ruppia maritima và Zostera marina). Ngoài ra, bèo tây (Eichhornia crassipes),

bèo ong (Salvinia auriculata), cây sậy (Phragmites australis) cũng thể hiện khả

năng loại bỏ nitơ và phốt pho dạng N-NO3-, N- NH4

+ và P- PO43- [90]. Việc loại bỏ

N-NO3- trong các hệ thống đất ngập nước tự nhiên và xây dựng xảy ra thông qua ba

quá trình: sự hấp thụ bởi thực vật, vi sinh vật đồng hoá và khử nitơrat. Hầu hết các

vi khuẩn khử nitơrat đòi hỏi môi trường kỵ khí và nguồn cacbon hữu cơ, chúng

chuyển đổi N-NO3- thành khí nitơ phân tử - N2[102]. Khả năng loại bỏ nitơ và

photpho phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ, cụ thể tỷ lệ loại bỏ các hợp chất vô cơ này

được ghi nhận cao hơn trong mùa hè và thấp hơn trong mùa đông. Photpho được

hấp thụ trực tiếp bởi TVTS từ dạng phosphate bởi các kênh ion hoặc lực bơm

proton trong tế bào [62].

1.2.1.2. Các chất ô nhiễm là các chất hữu cơ

Tuỳ thuộc vào các tính chất hoá học của các chất ô nhiễm hữu cơ, các loài

TVTS có khả năng hấp thụ các chất ô nhiễm bới các quá trình khuyếch tán đơn

giản. Ví dụ, để thâm nhập vào một chiếc lá, chất gây ô nhiễm hữu cơ thường đi qua

các lỗ khí hoặc đi qua các lớp biểu bì, được bao phủ bởi lớp biểu bì. Thực vật hấp

thụ các chất ô nhiễm độc hại chủ yếu thông qua rễ và lá [89]. Quá trình hấp thụ các

chất ô nhiễm hữu cơ của TVTS bao gồm hai cơ chế:

- Hấp thụ trực tiếp các chất ô nhiễm rồi chuyển hoá các chất này thành mô

thực vật.

- Giải phóng các dịch tiết và các enzym kích thích hoạt động của vi sinh vật và

nâng cao kết quả của sự biến đổi của vi sinh vật trong vùng rễ (vùng gốc)

Số lượng hợp chất hữu cơ bị hấp thụ bởi các loài TVTS phụ thuộc vào bản

thân loài thực vật, thành phần sinh hóa của tế bào thực vật, các tính chất hóa lý của

chất gây ô nhiễm như tính phân cực, tính không ưa nước, sự biến động, khối lượng

phân tử [89].

1.2.2. Tiêu chuẩn loài thực vật sử dụng để xử lý ô nhiễm nước

Theo nghiên cứu của Blaylock M.J. và Huang J.W. (2000) [64], để đạt hiệu

quả cao trong xử lý ô nhiễm, các loài thực vật được chọn để xử lý các chất ô nhiễm

trong nước phải có những tính năng sau:

- Có khả năng chống chịu với nồng độ chất ô nhiễm cao;

- Có khả năng hấp thụ nhanh các chất ô nhiễm từ môi trường nước;

- Có khả năng tích lũy các chất ô nhiễm trong cơ thể cao kể cả ở nồng độ

thấp;

- Có khả năng vận chuyển các chất ô nhiễm từ rễ lên thân và lá;

17

- Có thể chịu đựng được điều kiện môi trường nghèo dinh dưỡng hoặc phú

dưỡng;

- Có khả năng sinh trưởng nhanh và cho sinh khối lớn. Đây chính là điều

kiện tiên quyết bởi các hoạt động làm sạch nhanh các chất ô nhiễm của thực vật là

do khả năng sinh trưởng nhanh trong môi trường ô nhiễm.

Bên cạnh 6 tiêu chuẩn nói trên, để thực vật được sử dụng không trở thành loài

xâm lấn hay cỏ dại gây hại cho môi trường và các sinh vật khác, loài thực vật được

lựa chọn phải dễ kiểm soát về giống, về khả năng lây lan, phát triển trong hệ sinh

thái.

1.2.3. Ưu điểm và hạn chế của biện pháp sử dụng TVTS để xử lý ô nhiễm nước

a) Ưu điểm

Sử dụng TVTS để xử lý nước ô nhiễm có tính khả thi cao so với phương

pháp hóa – lý truyền thống do nồng độ các chất ô nhiễm tồn tại trong môi trường

nước thường không quá cao, ô nhiễm các thuỷ vực thường diễn ra trên quy mô

rộng, lượng vật chất lớn nên sử dụng thực vật có khả năng bao quát còn các công

nghệ khác khó thực hiện được hoặc nếu thực hiện được thì chi phí rất lớn và không

thể tái sử dụng được thể tích nước sau khi xử lý.

Sử dụng TVTS để xử lý nước ô nhiễm có tính thân thiện cao với môi trường.

TVTS không chỉ lấy đi từ môi trường một lượng lớn các chất ô nhiễm mà chúng

còn làm sạch bầu không khí nhờ quá trình quang hợp và hấp thụ các chất khí là các

chất độc có trong môi trường không khí. Bộ rễ của cây ngập sâu trong nước giúp

hạn chế sự lan truyền các chất ô nhiễm ra các vùng khác đồng thời cũng tạo môi

trường cho sự sinh trưởng và phát triển của nhiều loài sinh vật đặc biệt là các vi

sinh vật, động vật nước.

Bên cạnh tính thân thiện với môi trường, sinh khối thực vật sau khi xử lý còn

có thể được tái sử dụng. Từ sinh khối của thực vật có thể tạo ra nguồn phân bón vi

lượng, nguồn nhiên liệu sinh học (củi đun, khí metan…), tro của chúng sau có thể là

nguồn nguyên liệu cung cấp các khoáng chất và có thể bổ sung vào phân bón.

Sử dụng thực vật để xử lý nước ô nhiễm cũng có tính ưu việt hơn hẳn so với

phương pháp hóa - lý. Công nghệ hóa lý xử lý nước ô nhiễm làm giảm khả năng tái

sử dụng, tái sản xuất của nước vào các mục đích khác do trong quá trình xử lý bên

cạnh những chất ô nhiễm chúng còn ảnh hưởng xấu tới hoạt tính sinh học của nước.

Ví dụ, chúng phá vỡ hệ sinh thái và làm mất đi hệ vi sinh vật cộng sinh của rễ cây

như vi sinh vật cố định nitơ, nấm cộng sinh, các loại nấm và cả hệ động vật nước.

Công nghệ xử lý ô nhiễm nước bằng TVTS tiến hành ngay tại chỗ ô nhiễm và

không cần thêm diện tích. Như vậy, công nghệ này giảm thiểu được mức độ xáo

18

trộn nước, giảm mức độ phát tán ô nhiễm thông qua không khí và dòng chảy. Đồng

thời, nước sau khi được xử lý không bị phá hủy cấu trúc và có thể tái sử dụng với

các mục đích khác nhau.

Giá thành công nghệ chi cho việc sử dụng TVTS để xử lý ô nhiễm KLN

trong nước thấp. Có thể nói đây là ưu điểm lớn nhất của công nghệ dùng thực vật để

xử lý, loại bỏ các chất ô nhiễm KLN khỏi nước nên nó phù hợp khi áp dụng tại các

nước đang phát triển. Ví dụ, khi làm sạch 1m3 nước ô nhiễm Cd bằng thực vật, ước

tính khoảng 1 USD, trong khi xử lý theo phương pháp kết tủa hoá học mất khoảng

3-5 USD. Năm 1998, Cục Môi trường Châu Âu (EEA) đánh giá hiệu quả của

phương pháp xử lý kim loại nặng trong nước bằng phương pháp truyền thống và

phương pháp sử dụng thực vật tại nhiều vị trí ở Tây Âu, kết quả cho thấy, chi phí

trung bình của phương pháp truyền thống đối với 1m3 nước nhiễm kim loại nặng từ

0,27 – 1,6 USD, trong khi phương pháp sử dụng thực vật chi phí thấp hơn từ 10 –

1000 lần [53].

b) Hạn chế

Xử lý chậm hơn phương pháp hóa lý: thực vật xử lý một lượng nhỏ chất ô

nhiễm qua mỗi lần thu hoạch, do đó có thể phải mất nhiều thập kỷ mới có thể làm

sạch chất ô nhiễm và chất ô nhiễm vẫn không được xử lý hoàn toàn.

Các yếu tố vật lý và hóa học như pH, độ mặn, nồng độ chất ô nhiễm và sự

hiện diện của các chất độc sẽ ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng và phát triển của

các loài siêu tích tụ. Các nhà khoa học cho rằng, chỉ những thuỷ vực bị ô nhiễm nhẹ

các kim KLN mới sử dụng được phương pháp này vì hầu hết các loài thực vật

không thể sinh trưởng trong điều kiện môi trường bị ô nhiễm nặng.

KLN trong nước có thể bị kết tủa, liên kết chặt với các các khoáng chất trong

nước, trong các vi sinh vật. Trong môi trường pH cao, KLN trở lên linh động và

khó có thể tiếp xúc sinh học. Hơn nữa, khả năng tự do của kim loại có thể bị giới

hạn bởi động học của quá trình khuếch tán. Chất ô nhiễm hòa tan trong nước có thể

lan truyền ra ngoài vùng rễ [26].Thực vật dùng để xử lý chất ô nhiễm thường bị giới

hạn về chiều dài rễ. Do đó, khi sử dụng thực vật để xử lý ô nhiễm ở thuỷ vực có độ

sâu quá lớn là không phù hợp.

Sử dụng các loài thực vật nhập ngoại có thể ảnh hưởng đến sự đa dạng của

sinh vật. Sinh khối của thực vật thu hoạch từ quá trình xử lý cũng cần phải được

quan tâm và xử lý thích hợp.

19

1.2.4. Các nghiên cứu về xử lý ô nhiễm nước bằng TVTS và tình hình nghiên

cứu sử dụng các loài TVTS thuỷ trúc, rau muống, rau ngổ trâu cải tạo nước ô

nhiễm

Sinh giới rất đa dạng với rất nhiều thành phần loài, khu vực phân bố và cả

môi tru ờng sống. Một bộ phạ n lớn các thực vật thích nghi với đời sống ở nước gọi

là các loài TVTS. Các loài TVTS với sự hiện diện của chúng làm giảm tốc độ của

nước [74] từ đó tạo điều kiện tốt hơn cho sự lắng đọng trầm tích của các chất rắn lơ

lửng. TVTS cũng làm giảm sự xâm nhập của ánh sáng vào nước từ đó hạn chế sự

phát triển của tảo. Bên cạnh đó, các loài TVTS sống trong nước, lấy các chất ô

nhiễm từ môi trường nước như các chất dinh dưỡng, hấp thụ vào cơ thể thực vật,

tạo thành sinh khối hữu cơ để duy trì và phát triển cơ thể sống từ đó làm giảm bớt

dần các chất gây ô nhiễm môi trường nước, làm cho môi trường nước trong sạch

hơn. Nhiều nghiên cứu đã khẳng định các loài TVTS này đã có khả năng hấp thụ và

tích lũy các chất ô nhiễm từ môi trường bằng cách chuyển hóa các chất độc thành

không độc, từ dạng linh động sang dạng kém linh động [23], [26]. Các chất độc

được tích lũy trong các cơ quan khác nhau của TVTS và thông qua quá trình thu

hoạch, những chất ô nhiễm sẽ được thải loại vĩnh viễn khỏi môi trường. Các quá

trình này góp phần to lớn vào kết quả làm sạch nước trong tự nhiên.

Bảng 1.2 trình bày khái quát vai trò của các loài TVTS trong hệ sinh thái

nước.

Bảng 1.2. Vai trò của thực vật thuỷ sinh trong hệ sinh thái nước

Đặc điểm TVTS Vai trò trong xử lý

Thực vật có thân lá

trên mặt nước

- Giảm ánh sáng từ đó giảm được sự phát triển của sinh vật

phù du

- Tạo lớp cách nhiệt trong mùa đông

- Giảm tốc độ gió từ đó giảm nguy cơ phân tán chất ô nhiễm.

- Cung cấp diện tích bề mặt cho màng sinh học.

- Tạo tính thẩm mỹ cho hệ thống

- Dự trữ dinh dưỡng

- Hấp thu chất ô nhiễm

Thực vật ngập trong

nước

- Giảm tốc độ dòng chảy, giúp tăng tốc độ lắng, giảm nguy

cơ phân tán

- Cung cấp diện tích bề mặt cho màng sinh học.

- Tạo oxy tăng cường quá trình phân hủy hiếu khí.

- Hấp thụ chất ô nhiễm

Thực vật có rễ và thân - Ổn định bề mặt trầm tích làm giảm xói mòn

20

rễ trong trầm tích - Ngăn chặn tắc nghẽn trong hệ thống dòng chảy thẳng đứng

- Tạo oxy giúp tăng cường các quá trình phân hủy hiếu khí và

quá trình nitrat hóa

- Hấp thụ chất ô nhiễm

Nguồn: Kadlec R.H, Knight R.L (1996)[74]

Theo các nhà khoa học, công nghệ dùng thực vật để xử lý ô nhiễm nước là

phương pháp nguyên vị sử dụng các đặc tính tự nhiên của thực vật để xử lý ô

nhiễm. Những thực vật này sau khi được thu hoạch sẽ được sử dụng vào các mục

đích khác nhau, tuỳ thuộc vào lượng và loại chất ô nhiễm mà thực vật được dùng để

xử lý, có thể được xử lý như những chất thải nguy hại hoặc có thể được coi như các

sản phẩm của mùa màng [38], [64], [75],... Khả năng làm sạch môi trường nước của

TVTS đã được biết từ thế kỷ 19 nhưng mãi đến những năm 70 của thế kỷ trước,

phương pháp này mới được nhắc đến như một loại công nghệ mới dùng để xử lý

môi trường bị ô nhiễm bởi các KLN, các hợp chất hữu cơ, thuốc súng và các chất

phóng xạ [62]. Bằng nhiều thí nghiệm với nhiều loài TVTS khác nhau, các tác giả

đã nghiên cứu và công bố về khả năng sống và làm sạch nước của nhiều loài thực

vật trong các môi trường ô nhiễm khác nhau [22], [33], [41], [66],... Nhìn chung,

việc sử dụng TVTS làm sạch nước tập trung vào giải quyết hai vấn đề môi trường

nước mặt đã và đang là những vấn đề nan giải: Sự dư thừa các chất ô nhiễm dinh

dưỡng và sự có mặt với hàm lượng đáng kể các KLN trong các thuỷ vực.

TVTS có thể lấy đi các chất gây phú dưỡng nguồn nước để tạo sinh khối thực

vật. Lượng nitơ và photpho dư thừa được thải ra từ các hoạt động xả thải không

ngừng của con người vào các thuỷ vực đang gây nên những thảm hoạ sinh thái

nước, làm giảm đa dạng các loài sinh thái và khiến cho chất lượng nước của thuỷ

vực ngày càng xấu đi. Để khắc phục tình trạng này, sử dụng các loài TVTS để lấy

đi các chất ô nhiễm dinh dưỡng đang là một trong những giải pháp tốt nhất. Theo

nghiên cứu của Trần Văn Tựa và cộng sự (2004) [51] về khả năng ứng dụng TVTS

trong xử lý ô nhiễm các thuỷ vực cho thấy cây ngổ trâu cũng có khả năng loại bỏ

các chất hữu cơ chứa N và P khá cao, đặc biệt còn khử mùi cho môi trường nước.

Các loài bèo tấm được chứng minh là có khả năng phi thường trong hấp thụ amoni

[57], [77]. Bèo tây lại có thể loại bỏ BOD5, TSS hết sức hiệu quả [22]. Neralla và

cộng sự, 1999 đã làm thí nghiệm trong nhà kính bằng nước thải nhà vệ sinh với các

loài TVTS sống nổi là thủy trúc (Cyperus flabelliformis Rottb.), cây lưỡi mác

(Sagittaria lancifolia), cây rong riềng (Canna flacccida), cây diên vĩ (Iris sp.), cây

sậy (Typha angustifolia) [85]. Kết quả phân tích nước sau thí nghiệm đã chỉ ra rằng

COD, N - NH4+, P- PO4

3-, độ đục và chất rắn lơ lửng đã giảm đáng kể. Đặc biệt hàm

21

lượng coliform giảm đến 90% sau 2 ngày thí nghiệm. Tác giả cũng nhấn mạnh khả

năng sống bền bỉ và phát triển tốt trong suốt 4 mùa, khả năng chống chịu tốt với

sương giá và nhiệt độ lạnh của loài thuỷ trúc.

Bên cạnh vấn đề phú dưỡng, sự có mặt một hàm lượng đáng kể các KLN

trong các thuỷ vực cũng là vấn đề môi trường khó giải quyết. KLN có trong các

dòng sông, dòng suối bởi sự xả thải thiếu ý thức của các cơ sở sản xuất công

nghiệp, các mỏ khai thác kim loại, các lò luyện quặng,... [58], [70], [83], [94]…Khả

năng sử dụng các loài TVTS hấp thụ và tích tụ dần các KLN trong các dòng chảy

tạo sinh khối thực vật đang mang lại những kết quả khả quan. KLN có thể được lấy

khỏi môi trường nước một cách triệt để chỉ bằng cách thu hoạch sinh khối các loài

TVTS sau khi được trồng ở các vùng nước ô nhiễm và đem ra khỏi nguồn nước.

Nhiều loài TVTS có khả năng tích tụ trong cơ thể một hàm lượng lớn các KLN như

bèo tây (Eichhornia crassipes), bèo tấm (Lemna minor) với hơn 40 loài anh em

trong họ Lemnaceae của nó, đặc biệt là bèo tấm tím đã được chứng minh là máy lọc

asen tự nhiên vô cùng hiệu quả [57]. Rau muống cũng được coi là loài TV nổi có

khả năng hấp thụ KLN một cách kỳ diệu [79]. Nghiên cứu của Nguyễn Quốc Thông

và cộng sự [42] về khả năng hấp thụ kim loại nặng Cr và Ni của bèo cái (Pistia

Stratiotes L.) từ nước thải mạ Cr và Ni của nhà máy cho thấy, bèo cái có khả năng

sống, phát triển tốt và tăng trưởng trong môi trường nước thải mạ điện có nồng độ

Cr 9,5mg/l và Ni 14mg/l. Lượng Cr và Ni tích lũy dần theo thời gian thí nghiệm vào

trong lá và rễ cây thí nghiệm với môi trường nước thải mạ điện và lượng tích lũy

trong rễ thường cao hơn so với lá. Sau 14 ngày hàm lượng Cr tích lũy xấp xỉ vào

khoảng 2,12mg/g trọng lượng khô trong lá và 3,28mg/g trọng lượng khô trong rễ.

Lượng Ni tích lũy trong thí nghiệm này sau 14 ngày vào khoảng 3,58 mg/g trọng

lượng khô trong lá và 7,53 mg/g trọng lượng khô trong rễ.

Tuy nhiên sự tích tụ chất ô nhiễm trong cơ thể TVTS chỉ ở một ngưỡng

nhất định đối với nồng độ chất ô nhiễm mà cơ thể của từng loài TVTS có thể chịu

được ở mức cao nhất. Do vậy muốn làm sạch nước nhiễm KLN bằng thực vật, nước

nhiễm KLN phải có nồng độ các KLN không quá cao. Các loại nước thải sinh hoạt,

các loại nước thải công nghiệp giàu chất hữu cơ và đã qua xử lý để làm giảm bớt

hàm lượng KLN có thể được làm sạch một cách hiệu quả bởi các thực vật [33],

[38], [98].

Sử dụng cây thuỷ trúc để làm sạch môi trường nước đã được thực hiện ở

nhiều nước còn cây rau muống vốn là một loại rau thương phẩm được nhiều người

yêu thích nên việc sử dụng cây rau muống để làm sạch môi trường nước thải được

cân nhắc nhiều bởi tính an toàn trong vấn đề vệ sinh thực phẩm mặc dù qua các kết

22

quả nghiên cứu, rau muống chẳng kém gì thuỷ trúc bởi khả năng sống sót và phát

triển tốt trong các môi trường ô nhiễm cũng như có khả năng cao trong hấp thụ các

chất ô nhiễm có trong môi trường tạo sinh khối nhanh và phát triển mạnh.

Nghiên cứu năm 2012 của Shim, S.M. [92] đã nghiên cứu về thành phần

các chất dễ bay hơi và các chất không bay hơi trong rau muống. Kết quả nghiên cứu

đã chứng minh trong cả thân và lá của cây rau muống có tới gần 70% là các chất dễ

bay hơi. Đó là các chất phytosterol (26,97 và 19,78%), terpene (5,71 và 7,73%), các

hợp chất phenolic (3,87 và 2,66%) và vitamin E (2,52 và 2,26%). Điều này rất có ý

nghĩa trong việc xử lý các chất ô nhiễm có trong môi trường vì khi bị bay hơi, các

chất này sẽ kéo theo các chất ô nhiễm khác được hấp thụ trong các mô thực vật và

như vậy việc loại trừ các chất ô nhiễm trong môi trường bởi cây rau muống có thể

sẽ rất hiệu quả.

Nghiên cứu của Hailiang Song và cộng sự (2014) [71] đã sử dụng kết hợp

cây rau muống và loài hến nước ngọt (Corbicula fluminea) cho mục đích làm sạch

nước bị phú dưỡng. Kết quả nghiên cứu cho thấy tính hiệu quả khi sử dụng hai loài

thuỷ sinh trong việc làm sạch các chất ô nhiễm phú dưỡng. Việc sử dụng kết hợp

hai loài thuỷ sinh này có sự hỗ trợ đáng kể trong việc làm sạch nước khiến hiệu quả

làm sạch nước tăng lên khoảng 10% do quá trình tiêu hóa và bài tiết của hến lợi cho

sự phát triển của vi khuẩn nitrat hóa và khử nitơ, tạo kết quả tốt hơn trong việc cải

thiện loại bỏ hàm lượng nitơ tổng số.

Nghiên cứu của Wang K. và cộng sự (2008) cho thấy rau muống có thể sống

trong môi trường nước mặt bị nhiễm hàm lượng KLN Cr3+ cao, hàm lượng Cr3+ lên

tới 13,217 mg/ kg trọng lượng khô. Chiều dài rễ và sinh khối rễ có tương quan tỷ lệ

nghịch với tổng ion Cd hòa tan [98].

Nghiên cứu “Sự phân bố Cu, Zn, Hg và Cd trong rau muống thu từ sông

Nhuệ và Tô Lịch ở Việt Nam” của Đặng Thị Ân [2] cho thấy tất cả các bộ phận của

cây rau muống thu từ một số điểm trên sông Nhuệ - Tô Lịch đều chứa Cu, Zn, Hg

và Cd, hàm lượng các kim loại này rất khác biệt giữa các phần khác nhau của cây,

Cu, Zn và đặc biệt Cd được lưu giữ chủ yếu trong rễ, còn Hg thì được phân chuyển

nhanh từ rễ lên lá. Sự khác nhau về nồng độ kim loại theo địa điểm phân bố được

thể hiện trong hầu hết các bộ phận của cây: rau sông Nhuệ chứa Cu và Zn với hàm

lượng cao hơn hẳn rau sông Tô Lịch, còn Cd thì ngược lại và Hg thì tương đương.

So với tiêu chuẩn đối với rau an toàn thì rau cả 2 sông thu vào tháng 7/2004 đều

vượt xa về chỉ tiêu Hg, còn Cd thì rau sông Tô Lịch cao hơn rau sông Nhuệ. Hàm

lượng Hg trong mẫu rau thu vào tháng 10/2004 chỉ có rau sông Nhuệ là bị vượt.

Như vậy, môi trường sông Nhuệ - Tô Lịch luôn có chứa những KLN độc hại ở mức

23

đáng lo ngại. Việc giám sát theo thời gian và không gian chất lượng các sản phẩm

sinh học của hệ thống sông này, trong đó có rau muống, về chỉ tiêu Hg và Cd trước

khi đưa vào sử dụng là vô cùng cần thiết.

Nghiên cứu “Hàm lượng kim loại nặng trong đất và rau muống ở Thanh Trì”

của Vũ Quyết Thắng (1998) cho thấy trong đất cũng như trong các bộ phận của rau

muống thu được ở một số khu vực thuộc huyện Thanh Trì (Hà Nội), một trong

những nguồn cung cấp rau chủ yếu cho nội thành Hà Nội, đã có dấu hiệu bị ô nhiễm

các KLN, đặc biệt đã phát hiện hàm lượng cao các kim loại chì, cadimi, thuỷ ngân,

asen trong rễ, thân, lá của rau muống. Tác giả đã đề xuất việc cần phải thận trọng

hơn trong việc sử dụng các nguồn nước thải để tưới cho cây rau muống làm rau

thương phẩm bởi khả năng hấp thụ tốt các kim loại nói trên của loài cây này [37].

Với những đặc tính ưu việt về hình thái, sinh thái và sinh lý, nhiều nghiên

cứu về cây thuỷ trúc cũng đã được thực hiện. Nghiên cứu của Nerella và cộng sự,

1999 [85] đã làm thí nghiệm trong nhà kính bằng cách trồng cây trong vùng đất

ngập nước được xây dựng để đánh giá tầm quan trọng của một số loài thực vật bao

gồm thuỷ trúc (Cyperus alterfolious), cây lưỡi mác (Sagittaria lantifolia), cây dong

riềng (Canna flacccida), cây diên vĩ (Iris sp.), cây sậy (Typha latifolia và T.

Angustifolia) trong việc cải thiện chất lượng nước thải sinh hoạt từ các bể tự hoại.

Các thực vật đã phát triển tốt trong môi trường nước thải và kết quả phân tích cho

thấy BOD5, N-NH4+, TP, độ đục và chất rắn lơ lửng đã giảm đáng kể. Mật độ Fecal

coliforms đã giảm đến đến 99%. Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng để cải thiện chất

lượng nước với sức tăng trưởng TV tốt nhất kèm theo điều kiện bảo trì hệ thống thì

cây sậy và cây thuỷ trúc có hiệu suất tốt nhất. Thuỷ trúc có yêu cầu nước cao, kháng

sâu bệnh tốt, khả năng phát triển trong suốt cả năm, chịu đựng được cả mùa đông

lạnh giá, nhanh chóng hồi phục sau sương giá.

Nghiên cứu của Liao X. và cộng sự, 2005 [81] đã so sánh khả năng loại bỏ

các chất dinh dưỡng của thuỷ trúc (Cyperus alterfolious) và cỏ hương bài (Vetiveria

zizanioides), trong vùng đất ngập nước được xây dựng để xử lý nước thải chuồng

trại. Sinh khối cũng như hàm lượng các kim loại Cu và Zn trong nước và trong các

mô của hai loài cây đã được đo vào cuối thí nghiệm. Kết quả cho thấy sinh khối

dưới mặt đất của cỏ hương bài lớn hơn so với thuỷ trúc còn sinh khối trên mặt đất

của thuỷ trúc lại lớn hơn của cỏ hương bài. Năng suất sinh khối hàng năm của thuỷ

trúc cao hơn 2,3 lần so vớicỏ hương bài, tương ứng bằng 3.406,47g/m2 và

1.483,88g/m2. Hàm lượng nitơ tổng trong các mô của thuỷ trúc cao hơn so với Cỏ

hương bài, tương ứng bằng 22,69 mg/g và 15,44mg/g. Hàm lượng photpho tổng

trong các mô của thuỷ trúc cũng cao hơn so với cỏ hương bài, tương ứng bằng 6,09

24

mg/g và 5,47 mg/g. Hàm lượng Cu và Zn trong mô của thuỷ trúc chỉ cao hơn một

chút so với cỏ hương bài. Và như vậy, 68,72 g N /m2 và 18,49 g P/m2 được loại bỏ

bằng thảm thực vật thuỷ trúc, trong khi đối với cỏ hương bài là 8,93 g N/m2 và 3,69

g P/m2. Kết quả nghiên cứu cho thấy việc loại bỏ N, P, Cu và Zn bằng thuỷ trúc cao

gấp từ 47 lần cỏ hương bài.

Hiệu quả của thuỷ trúc trong xử lý nước thải đô thị từ thành phố Yazd (trung

tâm của Iran) cũng đã được khảo sát bởi nghiên cứu của Ebrahimi A. và cộng sự,

2013 [67]. Các vùng đất ngập nước bằng nước thải tự hoại có trồng và không trồng

thuỷ trúc đã được theo dõi. Kết quả cho thấy nhu cầu oxy hóa học COD, N- NO3- ,

N- NH4 + và P-PO4

3- trong vùng đất ngập nước không trồng thực vật đã được giảm

xuống còn 72%, 88%, 32%, và 0,8% trong khi đối với vùng đất ngập nước có trồng

thực vật, các giá trị này tương ứng là 83%, 81%, 47%, và 10%. Một loạt các nghiên

cứu khác về khả năng loại bỏ các hợp chất của nitơ và phot pho của thuỷ trúc bởi

các môi trường giàu dưỡng chất của nitơ và photpho cũng đã được nghiên cứu [67],

[78], [81],... Các kết quả nghiên cứu đã chứng minh tính đúng đắn của việc sử dụng

thuỷ trúc làm sạch các loại nước thải nói trên một cách hoàn hảo. Nghiên cứu “Hiệu

quả xử lý nước thải chăn nuôi bằng cây ngổ trâu (Enydra fluctuans Lour.) và cây

bèo lục bình (Eichhoria crassipes)” của Trương Thị Nga và Võ Thị Kim Hằng năm

2010 [33] được thực hiện tại tỉnh Hậu Giang, trong thời gian 9 tháng, nhằm khảo sát

diễn biến độ đục, hàm lượng COD, tổng nitơ, tổng phosphat trong nước thải chăn

nuôi và đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của ngổ trâu và bèo lục bình thông qua sự

tăng trưởng cũng như khả năng hấp thụ đạm, lân, KLN của hai loại rau này trong

môi trường nước thải. Kết quả cho thấy, hiệu suất xử lý nước thải của ngổ trâu đối

với độ đục là 96,94%; COD là 44,97%; nitơ tổng là 53,60%, phosphat tổng là

33,56%. Hiệu suất xử lý nước thải của bèo lục bình đối với độ đục là 97,79%; COD

là 66,10%; nitơ tổng là 64,36%, phosphat tổng là 42,54%. Kết quả về đặc điểm sinh

học cho thấy, ngổ trâu và bèo lục bình có khả năng thích nghi và phát triển tốt trong

môi trường nước thải.

Thí nghiệm với ngổ trâu, bèo lục bình được trồng bằng nước ao và bùn Cu,

Zn, Cd, Cr trong nước thải xả ra môi trường đạt loại A so TCVN 5942 – 1995. Kết

quả phân tích hàm lượng KLN đối với rau ngổ, các KLN có xu hướng tích lũy trong

rễ nhiều hơn trong thân lá. Lục bình thì ngược lại, hấp thụ và tích lũy trong thân lá

lại cao hơn trong rễ. Nghiên cứu khẳng định, hệ thống ao xử lý có trồng rau ngổ và

lục bình có thể được thiết kế phù hợp với mô hình chăn nuôi heo hộ gia đình hay

trang trại nhỏ với quy trình khép kín: chăn nuôi gia súc – nuôi cá – trồng cây. Theo

25

đó, chủ hộ có thể tận dụng nguồn nước xả từ hệ thống để tưới cây, vệ sinh chuồng

và nuôi cá.

Nghiên cứu của Trần Văn Tựa (2004) đã sử dụng hệ thống xử lý thí nghiệm

xây dựng gồm 4 mương song song. Mỗi mương trồng một loài cây trong đó có cây

rau ngổ. Nước phú dưỡng từ hồ được bơm lên bể chứa, phân phối đều qua các

mương. Hệ thống này hoạt động liên tục, lấy mẫu hàng tuần để đánh giá các chỉ số

phú dưỡng và phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước như TN, TP, TSS, COD và

Chlorophin a theo các phương pháp chuẩn trước và sau xử lý. Kết quả nghiên cứu

cho thấy, rau ngổ trâu không chỉ loại bỏ các yếu tố phú dưỡng môi trường nước

như TN, TP, TSS, COD mà còn cả vi tảo và vi khuẩn lam độc [51].

Như vậy, cây thuỷ trúc, cây rau muống, cây ngổ trâu vừa có khả năng loại bỏ

các chất dinh dưỡng là hợp chất của nitơ và của photpho, còn có khả năng loại bỏ

một hàm lượng đáng kể các KLN trong nước.

1.2.5. Nghiên cứu xử lý TV sau khi sử dụng để xử lý nước ô nhiễm

Sinh khối thực vật chứa các chất ô nhiễm có thể sẽ là nguồn ô nhiễm nghiêm

trọng, do đó tuỳ thuộc vào tính độc của nguồn nước được xử lý cũng như hàm

lượng các chất ô nhiễm trong cơ thể các thực vật mà có được phương pháp quản lý

và xử lý cho phù hợp. Nếu sử dụng các thực vật để trồng bằng nguồn nước thải đã

qua xử lý (xử lý những thành phần độc hại như KLN, các vi sinh vật có hại,…) của

các nhà máy thực phẩm, các khu dân cư, nhà máy sản xuất phân hoá học,… đáp

ứng tiêu chuẩn nước tưới tiêu của Bộ Tài nguyên và môi trường [14] và hàm lượng

các chất ô nhiễm trong thực vật đảm bảo thoả mãn chất lượng sản phẩm nông

nghiệp thực phẩm được quy định bởi Bộ Y tế thì có thể sử dụng các sản phẩm này

cung ứng nhu cầu lương thực thực phẩm cho thị trường. Còn nếu trồng các thực vật

bằng các loại nước thải có chứa thành phần các chất độc hại vượt ngưỡng cho phép

như nước thải của các ngành luyện kim, hoá chất, nước thải công nghiệp và hàm

lượng các KLN này trong thực vật sau xử lý cao hơn GTGH của QCVN 07:

2009/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về ngưỡng chất thải nguy hại) thì sinh

khối thực vật sẽ được thu hoạch để xử lý hoặc ủ để phục hồi kim loại sử dụng vào

các mục đích khác nhưng tuyệt đối không được sử dụng cho mục đích ăn uống. Các

phương pháp phổ biến hiện nay đang sử dụng để xử lý sinh khối của thực vật đã qua

quá trình xử lý nước gồm có:

- Ủ hoặc đóng rắn sinh khối: Phương pháp này làm giảm lượng lớn sinh khối

của thực vật. Sau khi thực vật được xử lý có thể mang đến bãi chôn lấp tập trung

hoặc xử lý như đối với chất thải nguy hại. Phương pháp này được áp dụng cho

26

những thực vật dùng để xử lý các chất độc như các KLN, các chất hữu cơ, thuốc trừ

sâu, thuốc bảo vệ thực vật khó phân huỷ.

- Khí hóa: Đây là phương pháp rất có ý nghĩa, giúp cho phương pháp xử lý

bằng thực vật có hiệu quả kinh tế và triệt để. Chủ yếu để xử lý các sinh khối thực

vật. Khí hoá là quá trình đốt cháy nguồn nguyên liệu thực vật trong môi trường

thiếu ôxi để sản sinh ra các chất khí dễ cháy bao gồm carbon monoxide (CO), hydro

(H2) và mọ t phần khí metan (CH4). Hỗn hợp khí này có thể được sử dụng để chạy

động cơ đốt trong hay được sử dụng để sản xuất methanol (CH3OH) - nhiên liệu

cho động cơ nhiệt cũng như là nguyên liệu cho ngành công nghiệp hóa chất và quan

trọng là nguyên liệu cho hệ thống máy phát điện thông qua động cơ đốt trong để tạo

công cơ học làm quay máy phát tạo ra nguồn điện.

1.3. Đặc điểm tự nhiên kinh tế xã hội vùng lưu vực sông Nhuệ

1.3.1. Đặc điểm tự nhiên vùng lưu vực sông Nhuệ

1.3.1.1. Vị trí địa lý và diện tích

Sông Nhuệ bắt nguồn từ sông Hồng tại cửa cống Liên Mạc - Từ Liêm và chảy

qua các quận, huyện Bắc Từ Liêm, Nam Từ Liêm, Cầu Giấy, Hà Đông, Thanh Trì,

Thanh Oai, Thường Tín, Ứng Hoà, Phú Xuyên và cuối cùng đổ vào sông Đáy ở vị

trí cầu Hồng Phú thuộc địa phận thành phố Phủ Lý, tỉnh Hà Nam.

27

Hình 1.2. Bản đồ khu vực sông Nhuệ

Sông chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội và hai huyện của tỉnh Hà Nam. Diện

tích của lưu vực sông khoảng hơn 107.500 ha, trong đó Hà Nội chiếm 87.820 ha và

tỉnh Hà Nam chiếm 19.710 ha (Bảng 1.3.) Tổng chiều dài của sông Nhuệ là 72km

trong đó đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội khoảng 62km từ Liên Mạc - Từ

Liêm đến xã Châu Can - Phú Xuyên và chiều rộng trung bình của lưu vực sông

khoảng 20 km, quy mô mặt cắt sông Nhuệ từ 30- 40 m [31] (Hình 1.1.). Lưu vực

sông Nhuệ có hướng dốc từ Bắc xuống Nam là nguồn cấp nước tưới phục vụ sản

xuất nông nghiệp và thoát nước của thành phố.

28

Bảng 1.3. Phân bố diện tích trong lưu vực sông Nhuệ

Diện tích (ha) TT Quận, Huyện

Tổng số Trong lưu vực

1 Bắc Từ Liêm 4.353 3.230

2 Nam Từ Liêm 3.227 3.227

3 Thanh Trì 9.822 5.697

4 Cầu Giấy 12.400 8.008

5 Đan Phượng 7.659 3.863

6 Hoài Đức 9.468 6.420

7 Hà Đông 1.630 1.630

8 Thanh Oai 14.180 12.021

9 Ứng Hoà 18.370 15.841

10 Phú Xuyên 17.110 15.187

11 Thường Tín 12.770 12.040

12 Duy Tiên ( Hà Nam ) 13.500 12.303

13 Kim Bảng ( Hà Nam ) 18.490 7.047

14 Thành phố Phủ Lý (Hà Nam ) 3.420 3.420

Cộng 142.381 107.500

(Nguồn Sở Tài Nguyên và Môi trường Hà Nội, 2013)

Sông Nhuệ nằm giữa đồng bằng Bắc bộ, phía Bắc lưu vực sông Nhuệ là sông

Hồng, phía Tây là sông Đáy, phía Nam là sông Châu Giang.

1.3.1.2. Đặc điểm địa hình

Lưu vực sông Nhuệ nằm hoàn toàn trên vùng đồng bằng thấp thuộc châu thổ

sông Hồng, không có đồi và núi. Địa hình có dạng lòng máng cao ở phần sông

Hồng, sông Đáy và thấp dần vào trục sông Nhuệ theo hướng Tây Bắc - Đông Nam.

Độ cao của khu thượng nguồn sông Nhuệ ở Từ Liêm khoảng 5-7m, tại khu lân cận

quận Hà Đông cao 4-7m, khu Thường Tín cao 1,1-3,5m, khu Đông Quan, Cầu Giẽ

đến cầu Nhật Tựu địa hình có độ cao trung bình 2-4m. Như vậy độ dốc của lòng

sông Nhuệ có cao độ phổ biến từ +2,0 đến +6,0 m. Cao trình biến đổi từ +1,0 m đến

29

+ 9,0 m. Vùng ven sông Hồng và sông Đáy là đất cát lẫn phù sa mịn, hoặc đất cát

pha thịt, biến đổi dần sang đất thịt pha cát và tới khu vực lân cận sông Nhuệ là đất

thịt, đất thịt pha sét.

Từ cao trình +2,5 m trở lên, đất thuộc loại trung tính, ít chua, độ pH từ 5,5 -

6,0 chiếm khoảng 70% diện tích lưu vực. Phần đất trũng thấp hơn +1,5m tập trung

ở hạ lưu vực, đất bị chua, độ pH thấp hơn 5,5 một số nơi có hiện tượng glây - sét

hoá do bị ngập nước thường xuyên [31].

1.3.1.3. Đặc điểm khí hậu, thủy văn

- Đặc điểm khí hậu: Lưu vực sông Nhuệ có nền khí hậu mang đầy đủ những

thuộc tính cơ bản của khí hậu miền Bắc Việt Nam đó là nhiệt đới gió mùa nóng ẩm,

khí hậu chia thành 2 mùa rõ rệt: mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, có gió

mùa Đông Nam; mùa khô kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4, có gió mùa Đông Bắc.

+ Chế độ nắng: Lưu vực sông Nhuệ nằm trong miền khí hậu nhiệt đới gió

mùa, với lượng bức xạ tổng cộng trung bình năm khoảng 105 - 120 kcal/cm2 và có

số giờ nắng thuộc loại trung bình, đạt khoảng 1600-1750 giờ/năm, trong đó tháng 8

có số giờ nắng nhiều nhất đạt 200-230 giờ/tháng và tháng 2, 3 có số giờ nắng ít nhất

khoảng 25-45 giờ/tháng. Chế độ nắng cũng giống như chế độ nhiệt, nó ảnh hưởng

đến tốc độ và dạng phân hủy các hợp chất hữu cơ và nồng độ oxy hòa tan trong

nước [31].

+ Chế độ nhiệt: Chế độ nhiệt phân hóa rõ rệt theo đai cao trong lưu vực sông

Nhuệ. Nhiệt độ trung bình năm ở vùng thấp đạt từ 25 - 27°C, ở vùng đồi núi phía

Tây và Tây Bắc nhiệt độ trung bình năm xấp xỉ 24°C. Mùa đông nhiệt độ trung bình

ở vùng cao giảm xuống còn 16 - 19°C, mùa hè trung bình khoảng 22°C; còn ở vùng

thấp mùa đông nhiệt độ trung bình 18 - 200C, mùa hè từ 27 - 30°C. Trong trường

hợp cực đoan, nhiệt độ tối cao có thể lên tới 40°C, và nhiệt độ tối thấp có thể xuống

tới dưới 9°C [31]. Chế độ nhiệt của nước phụ thuộc vào chế độ nhiệt của không khí

đã ảnh hưởng đến các quá trình hóa lý xảy ra trong nước, nó ảnh hưởng đến đời

sống các vi sinh vật và vi khuẩn sống trong nước.

30

+ Chế độ gió: Mùa đông gió có hướng thịnh hành là Đông Bắc, tần suất đạt

60-70%. Một số nơi do ảnh hưởng của địa hình, hướng gió đổi thành Tây Bắc và

Bắc, tần suất đạt 25-40%. Mùa hè các tháng 5, 6, 7 hướng gió ổn định, thịnh hành là

Đông và Đông Nam, tần suất đạt 60-70%. Tháng 8 hướng gió phân tán, hướng thịnh

hành nhất cũng chỉ đạt tần suất 20-25%. Các tháng chuyển tiếp hướng gió không ổn

định, tần suất mỗi hướng thay đổi trung bình từ 10-15% [31].

+ Chế độ mưa ẩm: Do địa hình lưu vực sông Nhuệ đa dạng và phức tạp nên

lượng mưa cũng biến đổi không đều theo không gian. Phần hữu ngạn của lưu vực

có mưa khá lớn (X>1800 mm), nhất là vùng đồi núi phía Tây (X>2000 mm). Trung

tâm mưa lớn nhất ở thượng nguồn sông Tích thuộc núi Ba Vì (X = 2200-2400mm).

Phần tả ngạn lưu vực, lượng mưa tương đối nhỏ (X=1500-1800 mm), nhỏ nhất ở

thượng nguồn sông Đáy, sông Nhuệ (X = 1500 mm), và lại tăng dần ra phía biển (X

= 1800 - 2000 mm).

Mùa mưa trùng với thời kỳ mùa hè, từ tháng 5 - 10, lượng mưa chiếm 80 -

85% tổng lượng mưa năm, đạt từ 1200-1800 mm với số ngày mưa vào khoảng 60-

70 ngày. Lượng mưa các tháng mùa khô đều dưới 100 mm/tháng, trong đó tháng

12, 1, 2 , 3 dưới 50 mm/tháng. Trong thời kỳ này, dòng chảy nhỏ, chủ yếu phụ

thuộc vào thời gian mở cống Liên Mạc.

- Đặc điểm thủy văn: Lưu vực sông Nhuệ có hệ thống sông ngòi và đầm hồ

dày đặc, trong đó bao gồm nhiều sông lớn nhỏ khác nhau. Các sông lớn chảy ở phía

ngoài như sông Hồng, sông Đáy. Sông Hồng có lưu lượng trung bình năm

780.436m3/s, mực nước dao động hàng năm từ 2 –13m. Năm 1971 là năm lũ lớn

nhất, lưu lượng nước đạt đến 1.124.177m3/s, mực nước cao nhất đo được tại trạm

Hà Nội là 14,3m. Năm 1996 mực nước lũ cao nhất là 12,34m [31].

Sông Đáy chảy ở phía ngoài rìa phía Tây Nam vùng nghiên cứu. Lòng sông

rộng 100-200m. Lưu lượng nước nhỏ và chảy chậm. Mực nước dao động từ 2 -5m.

Sông Nhuệ là con sông tự nhiên có nhiều khúc uốn quanh co, các khúc uốn đã

được đào và nắn thẳng lại vào những năm 1935 -1940. Đoạn từ xã Hoàng Long,

Tân Dân (huyện Phú Xuyên) tới Phủ Lý (khoảng 25km) Tại Giẽ Thượng và Tam

31

Giáng (xã Dũng Hải) đoạn sông đào này cắt qua 2 con sông tự nhiên. Dọc trục

chính sông Nhuệ còn có một hệ thống sông, kênh, mương làm nhiệm vụ tưới và tiêu

nước phục vụ nông nghiệp gồm:

Sông Đăm: dài trên 6km, chảy qua khu vực Phúc Lý, Phúc Diền, Cổ Nhuế và

đổ vào sông Nhuệ ở cầu bắt qua sông tại thôn Hoàng - xã Cổ Nhuế.

Kênh nối từ nhánh sông Tô Lịch tại Hoàng Liệt chảy qua thôn Nhân Hoà, Tả

Thanh Oai đổ vào sông Nhuệ tại Siêu Quần (xã Đại Áng) kênh dài 5,5 km, rộng 5-

10 mét.

Kênh Hòa Bình: chảy từ xã Tam Hưng, huyện Thanh Oai, qua Tân Ước, Liên

Châu đổ vào sông Nhuệ ở xã Hồng Minh. Kênh dài trên 10km có chiều rộng từ 10 -

12 m.

Lưu vực sông Nhuệ có khá nhiều hồ. Các hồ lớn đều tập trung ở địa phận Hà

Nội như: hồ Thuỵ Phương (Từ Liêm), hồ ở xóm Chợ, xóm Đình (xã Đại Mỗ, Từ

Liêm) hồ Mễ Trì, hồ Định Công, hồ Hoàng Liệt.

1.3.2. Đặc điểm kinh tế xã hội vùng lưu vực sông Nhuệ và ảnh hưởng của phát

triển kinh tế- xã hội đến nguồn tài nguyên nước sông Nhuệ

1.3.2.1. Dân số và ảnh hưởng của quy mô dân số lớn đến nguồn tài nguyên nước

sông Nhuệ

Các thống kê trong lịch sử cho thấy dân số Hà Nội tăng nhanh trong nửa thế kỷ

gần đây. Năm 1954, thành phố có 53 nghìn dân trên diện tích 152 km². Đến năm 1961,

thành phố được mở rộng, diện tích lên tới 584 km² với số dân 91.000 người. Năm

1978, Quốc hội quyết định mở rộng thủ đô lần thứ hai với diện tích đất tự nhiên

2.136 km², dân số 2,5 triệu người. Tới năm 1991, địa giới Hà Nội tiếp tục thay đổi, chỉ

còn 924 km², nhưng dân số vẫn ở mức hơn 2 triệu người. Trong suốt thập niên 1990,

với việc các khu vực ngoại ô dần được đô thị hóa, dân số Hà Nội tăng đều đặn, đạt con

số 2.672.122 người vào năm 1999 [46]. Sau đợt mở rộng địa giới gần đây nhất vào

tháng 8 năm 2008, thành phố Hà Nội nằm trong 17 thủ đô có diện tích lớn nhất thế

giới. Theo kết quả cuộc điều tra dân số ngày 1 tháng 4 năm 2009, dân số Hà Nội là

6.451.909 người [47]. Tính đến ngày 31/12/2015, dân số Hà Nội là 7.558.956 người,

32

tăng 1,9% so với năm 2014 [48]. Dân số tăng nhanh, đặc biệt ở các quận huyện nội

thành khiến lượng rác thải, nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư tăng lên nhanh chóng,

cơ sở hạ tầng chưa đáp ứng được, lượng rác thải, nước thải không được xử lý, xả thải

vào các dòng kênh, con rạch, đi ra hệ thống sông Kim Ngưu, Tô Lịch,… rồi đổ vào

sông Nhuệ qua đập Thanh Liệt khiến chất lượng nước sông Nhuệ bị suy thoái nghiêm

trọng. Dân số Hà Nội tăng nhanh cũng khiến tình trạng lấn chiếm bờ sông, trong đó

nhiều khu vực bờ sông Tô Lịch, Kim Ngưu được sử dụng để sinh sống, họp chợ, xả rác

và nước thải trực tiếp trên bề mặt gây ô nhiễm nước mặt, cản trở lưu thông của dòng

chảy, tắc nghẽn cống rãnh tạo nước tù. Môi trường yếm khí gia tăng phân hủy các hợp

chất hữu cơ, không những gây mùi hôi thối, ô nhiễm nguồn nước và môi trường mà

còn gây khó khăn trong việc lấy nguồn nước mặt để xử lý thành nguồn nước sạch đủ

tiêu chuẩn cấp cho các hoạt động sống và sản xuất của dân cư vùng lưu vực sông.

1.3.2.2. Sự phát triển kinh tế khu vực sông Nhuệ và những ảnh hưởng đến chất

lượng nước sông Nhuệ

Hà Nội là trung tâm kinh tế, chính trị, xã hội của cả nước. Nhiều năm liền, Hà

Nội duy trì mức tăng trưởng kinh tế khoảng 8,8% /năm còn Hà Nam là tỉnh nằm ở

cửa ngõ phía Nam của Thủ đô Hà Nội, là tỉnh có vị trí quan trọng về phát triển kinh

tế-xã hội với tốc độ tăng trưởng kinh tế đạt bình quân trên 13%/năm. Tại Hà Nội,

trong những năm gần đây các ngành dịch vụ, công nghiệp, xây dựng, ngành nông

lâm nghiệp thuỷ sản tăng và phát triển vượt bậc. Cụ thể, trong năm 2016, giá trị

tăng thêm ngành công nghiệp, xây dựng tăng 8.5%; Giá trị tăng thêm các ngành

dịch vụ là 9,5%, nông lâm nghiệp thuỷ sản 2%,…[49]; Tại Hà Nam, cơ cấu kinh tế

chuyển dịch tích cực theo hướng tăng tỷ trọng công nghiệp, xây dựng và dịch vụ,

giảm dần tỷ trọng nông nghiệp [49].Tổng lượng nước đang được khai thác, sử dụng

hàng năm ở Hà Nội và Hà Nam ước tính khoảng 130 tỷ m3, chiếm 19% tổng lượng

nước hiện có của cả nước. Trong đó, trên 80% lượng nước được sử dụng cho mục

đích nông nghiệp (khoảng 100 tỷ m3/năm). Ngoài ra, nước còn được sử dụng cho

sản xuất năng lượng, sinh hoạt, nuôi trồng thủy sản và hoạt động sản xuất công

nghiệp, du lịch, dịch vụ. Cơ cấu sử dụng nước đang có xu hướng tăng dần cho công

33

nghiệp, thủy sản và sinh hoạt… Sự gia tăng các hoạt động phát triển kinh tế này đã

gây những ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường, đặc biệt là môi trường nước

mặt trong đó có sông Nhuệ, là con sông cấp nước chính cho các hoạt động nông

nghiệp, nuôi trồng thuỷ sản, cũng là con sông phải đón nhận toàn bộ nước thải của

Hà Nội mỗi ngày (Bảng 1.4).

Bảng 1.4. Hiện trạng sử dụng nước sông Nhuệ

Nguồn: Công ty Thuỷ lợi sông Nhuệ (2009).

Là thủ đô song Hà Nội lại có điều kiện tự nhiên phong phú với 150 nghìn ha

đất đồi gò; 125 nghìn ha đất bãi phù xa, 35 nghìn ha đất đồng bằng và còn lại là đất

trũng. Tận dụng tối đa điều kiện thuận lợi cho phát triển nông nghiệp cùng tình

trạng sử dụng bừa bãi, tùy tiện các loại hóa chất trong phân bón, các loại thuốc kích

hoạt phát triển cây… khiến nhiều hệ thống kênh mương tưới tiêu nội đồng đã bị ô

Đoạn sông Chiều dài (km) Hiện trạng sử dụng

nước sông Nhuệ

Tiếp nhận từ nước thải

Cống Liên Mạc –

Cầu Hà Đông 15,68

Tưới tiêu cho nông

nghiệp

Hoài Đức,

Từ Liêm

Cầu Hà Đông –

Cầu Tó 4,34

Tưới tiêu cho nông

nghiệp, nuôi thuỷ sản,

chứa nước thải

Hoài Đức,Hà

Đông,Thanh Trì,nội

thànhHà Nội

Cầu Tó –

Cầu Chiếc 17,14

Thanh Trì, Hà

Đông,Thanh Oai,

Thường Tín

Cầu Chiếc –

Đồng Quan 17,33 Thanh Oai, Thường Tín,

Đồng Quan –

Cống Thần 13,56

Tưới tiêu cho nông

nghiệp, nuôi thuỷ sản,

chứa nước thải

Phú Xuyên, Ứng Hòa

Cống Thần –

Phủ Lý 14,72

Tưới tiêu cho nông

nghiệp, chăn nuôi,

nuôi thuỷ sản, chứa

nước thải, giao thông

thuỷ

Kim Bảng,

Duy Tiên

34

nhiễm nguồn nước và phát tán rộng cũng là nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước

sông Nhuệ.

Hệ thống tưới tiêu và hình thức tưới tiêu không hợp lý là nguyên nhân gây thất

thoát lưu lượng nước lớn trong ngành trồng trọt. Cấp nước tưới cho nông nghiệp

chủ yếu từ nguồn nước mặt, tổng lượng nước lấy hàng năm khoảng 500 triệu

m3/năm, việc cấp nước để tưới ở Hà Nội gồm 6 hệ thống cấp nước tưới bao gồm, hệ

thống thủy nông Sông Nhuệ, Đan Hoài lấy nước từ sông Nhuệ, Bắc Hưng Hải, Bắc

Đuống, Đông Anh, Sóc Sơn, trong đó hệ thống thủy nông Sông Nhuệ là hệ thống

chính cấp nước tưới cho hơn 81.000 ha diện tích canh tác của Hà Nội và Hà Nam,

tiêu úng cho hơn 107.000 ha; Trong khi đó, Hà Nam sử dụng nước sông Nhuệ, sông

Đáy, sông Hồng cho sản xuất nông nghiệp. Toàn tỉnh được hai hệ thống thuỷ lợi

sông Nhuệ và hệ thống thuỷ lợi Bắc Nam Hà cấp nước tưới, tiêu. Hiện toàn tỉnh có

219 công trình cấp nước cho nông nghiệp, tưới cho 79.172 ha, tiêu cho 87.736 ha,

trong đó có 111 trạm bơm, tưới cho 18.895 ha, chiếm 24% diện tích tưới. Tất cả các

hệ thống thuỷ nông đều có nhiệm vụ tưới tiêu kết hợp, đảm bảo cung cấp nước tưới

cho cây trồng (theo từng giai đoạn phát triển) trong vụ Đông Xuân (vụ mùa) và kết

hợp với tiêu úng ra các sông cho từng hệ thống vào vụ mùa.

Bên cạnh các hoạt động trồng trọt, chăn nuôi năm 2015 của thành phố cũng

khá phát triển. Năm 2015 đàn gia súc gia cầm phát triển cả về số lượng và chất

lượng, nếu tính tổng đàn gia súc, gia cầm hiện Hà Nội có số lượng đứng đầu cả

nước, tỷ trọng chăn nuôi chiếm 53% giá trị tổng sản phẩm nội địa sản xuất nông

nghiệp. Việc chăn nuôi gia súc gia cầm ở hộ gia đình vùng nông thôn còn chưa có ý

thức tiết kiệm nguồn nước trong việc vệ sinh chuồng trại, chưa có hệ thống xử lý

nước thải, phần lớn cho vào ao hồ, bể tự hoại để thấm vào đất gây ô nhiễm môi

trường nước, cụ thể các vùng trọng điểm trong chăn nuôi như chăn nuôi lợn ở Vạn

Thái, Sơn Công (Ứng Hòa); Yên Bình, Thạch Hòa (Thạch Thất); Tân Ước, Kim

Thư (Thanh Oai), chăn nuôi vịt ở Vân Đình,…Bên cạnh các hoạt động chăn nuôi

gia súc, gia cầm, cần phải nói tới các hoạt động nuôi trồng thuỷ sản trên nguồn

nước mặt từ các sông, hồ, ao trong vùng lưu vực. Lượng nước ngọt cấp cho nuôi

35

trồng thuỷ sản hàng năm ước tính khoảng 150 triệu m3/năm. Toàn lưu vực hiện có

10.315 ha mặt nước nuôi trồng thuỷ sản, toàn bộ là nuôi nước ngọt. Việc nuôi trồng

thuỷ sản trực tiếp trên các dòng nước mặt sông ngòi trong vùng lưu vực cũng đã

làm ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước do một số nguyên nhân: thức ăn của cá dư

thừa, sự khuấy động nguồn nước, sự cản trở lưu thông dòng mặt.

Trong phát triển công nghiệp, hiện nay, thành phố Hà Nội đã và đang triển

khai xây dựng 3 khu công nghệ cao, 16 khu công nghiệp với diện tích quy hoạch

gần 5.250 ha. Cùng với đó, địa bàn thành phố có 110 cụm công nghiệp với diện tích

quy hoạch hơn 3.000 ha.Tổng lượng nước hàng năm cấp cho sản xuất công nghiệp

ước tính khoảng 600 triệu m3/năm[48]. Riêng nhu cầu cấp nước hàng năm cho khu

công nghiệp Đông Anh, Sóc Sơn, Nam Thăng Long, Bắc Thăng Long và Đông Bắc

(sau khi đã được lấp đầy) ước tính chiếm tới hơn 1/3 tổng lượng nước hàng năm cấp

cho sản xuất công nghiệp.Việc gia tăng nhiều nhà máy, xí nghiệp từ quy mô nhỏ hộ

gia đình đến quy mô lớn dẫn đến nhu cầu về nguồn nước tăng, không những nước

phục vụ cho sản xuất mà còn phục vụ sinh hoạt cho một số lượng lớn công nhân từ

nhiều vùng khác nhau tập trung về. Hơn nữa, nước thải từ các hoạt động sản xuất và

sinh hoạt chưa được xử lý tốt xả thải bừa bãi là nguyên nhân lớn dẫn đến ô nhiễm

nguồn nước mặt mà sông Nhuệ là nơi phải đón nhận chính các nguồn nước thải này.

Nhận thấy cùng với sự phát triển dân số và sự phát triển của các ngành công

nghiệp, nông nghiệp, chăn nuôi thuỷ sản là sự tăng lên về nhu cầu sử dụng nước

sạch trong vùng lưu vực sông Nhuệ. Chính sự phát triển kinh tế xã hội này đang

ngày càng trở thành tác nhân chủ yếu tác động mạnh mẽ gây ra các vấn đề môi

trường do nhu cầu sử dụng nước sạch ngày càng nhiều trong khi lượng nước ô

nhiễm xả thải ra cũngtăng nhanh chóng. Đứng trước thách thức đó, cần phải có

những biện pháp bảo vệ nguồn nước sạch, cải thiện, nâng cấp chất lượng nước các

nguồn nước đang bị ô nhiễm để đáp ứng được nhu cầu sử dụng nước sạch, đảm bảo

mỹ quan cảnh quan đô thị ngày càng sạch đẹp hơn.

36

CHƯƠNG 2: PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG,THỜI GIAN, NỘI DUNG, CÁCH

TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Phạm vi, đối tượng và thời gian nghiên cứu

2.1.1. Phạm vi nghiên cứu

Phạm vi không gian: Nghiên cứu được thực hiện trên đoạn sông Nhuệ đoạn từ

Cầu Tó tới Cống Thần, có chiều dài 32 km chảy qua 5 quận huyện của Hà Nội bao

gồm quận Hà Đông, huyện Thanh Oai, huyện Ứng Hoà, huyện Thường Tín, huyện

Phú Xuyên. Toạ độ địa lý nằm trong khoảng từ 20o57’06”đến 20o 41’56” vĩ độ Bắc

và 105o48’42”đến 105o 53’49” kinh độ Đông (Hình 2.1.).

2.1.2. Đối tượng nghiên cứu

- Môi trường nước sông Nhuệ đoạn từ Cầu Tó tới Cống Thần.

- Môi trường trầm tích sông Nhuệ đoạn từ Cầu Tó tới Cống Thần.

- 3 loài thuỷ sinh thực vật:

+ Cây Thuỷ trúc hay còn gọi cây Cói quạt, cây Lác dù, thuộc họ Cói

(Cypercaceae) với tên khoa học Cyperus alterfolious, Cyperus flabelliformis Routt.

+ Cây Rau muống hay cây Ung thái, thuộc họ Khoai lang (Convolvulaceae)

với tên khoa học Impomoea aquatic Forsk.

+ Cây Rau ngổ trâu hay còn gọi Rau ngổ tía, Ngổ nước, Ngổ đất, Ngổ hương,

thuộc họ Cúc (Asteraceae), với tên khoa học là Enydra fluctuans Lour.

2.1.3. Thời gian nghiên cứu

Thời gian nghiên cứu từ 12/2012 đến nay, bao gồm các đợt thực địa, khảo sát

thu thập mẫu nước, trầm tích, số ngày thí nghiệm, khoảng thời gian các giai đoạn

thí nghiệm được trình bày trong Bảng 2.1 và các công việc nghiên cứu kéo dài trong

suốt khoảng thời gian nói trên.

35

Hình 2.1. Đoạn sông nghiên cứu

36

Bảng 2.1. Các đợt thí nghiệm và thời gian thí nghiệm

Thời gian Công việc

Năm 2013 Năm 2014 Năm 2015

Nơi thực hiện

Khảo sát thực

địa, lấy mẫu

nước, mẫu trầm

tích

- 25/3

- 29/7

- 15/9

- 4/11

- 28/7

- 31/3

- 15 /9

- 3/11

- 30/3 4 vị trí trên sông

Nhuệ: Cầu Tó,

Cầu Chiếc, Đồng

Quan, Cống Thần

-Thí nghiệm

phân tích nước

-Thí nghiệm

phân tích trầm

tích

- 26/3 ÷ 2/4

- 30/7 ÷ 6/8

- 16.9 ÷23/9

-4/11 ÷ 13/11

-24/3÷ 31/3

- 29/7÷ 5/8

- 16/9 ÷23 /9

- 3/11÷9/11

- 30/3 ÷ 21/4 Phòng Phân tích

tổng hợp, Viện

Địa lý, Viện Hàn

lâm Khoa học

Việt Nam

Khảo sát thực

địa, lấy mẫu

thực vật

4/11 24/3 28/3

Thực nghiệm

nuôi trồng thực

vật

4/11÷3/12 24/3 ÷ 10/4 30/3 ÷ 13/4

Thí nghiệm

phân tích thực

vật

- 30/3 ÷ 6/4

- 8/4÷ 15/4

- 13/4÷ 21/4

- Phòng Phân tích

tổng hợp, Viện

Địa lý, Viện Hàn

lâm Khoa học

Việt Nam

- 4 vị trí trên

sông Nhuệ: Cầu

Tó, Cầu Chiếc,

Đồng Quan,

Cống Thần

2.2. Nội dung và quy trình nghiên cứu

2.2.1. Nội dung nghiên cứu

- Chất lượng nước sông Nhuệ đoạn từ Cầu Tó tới Cống Thần về các thông số

pH, DO, COD, BOD5, NH4+, TN, TP, Coliform tổng, As, Cd, Cu, Pb, Hg, Zn,

Fe,chất lượng trầm tích sông Nhuệ đoạn từ Cầu Tó tới Cống Thần về các thông số

pH, TN, TP, As, Cd, Cu, Pb, Hg, Zn, Fe. Để thực hiện nội dung nghiên cứu này cần

phải tiến hành đi điều tra, khảo sát thực địa, lấy mẫu nước, mẫu trầm tích, bảo quản

mẫu, phân tích mẫu để phát hiện ra hàm lượng các chất ô nhiễm nói trên trong mỗi

mẫu nước, mỗi mẫu trầm tích.

- Nghiên cứu sự đa dạng loài TVTS sông Nhuệ và tuyển chọn một số loài

TVTS có khả năng làm sạch nước hiệu quả cao và phù hợp với môi trường nước

37

sông Nhuệ ở đoạn sông nghiên cứu. Trong quá trình đi khảo sát thực địa, tiến hành

phân tích đánh giá tính đa dạng hệ TVTS bậc cao có mạch vùng lưu vực sông Nhuệ

trong đó có phân tích sự đa dạng về thành phần loài, đặc trưng cấu trúc hệ thống hệ

thực vật.

- Đánh giá hiệu quả của Thuỷ trúc (Cyperus flabelliformis Rottb.), Rau

muống (Ipomoea aquatica Forsk.), Rau ngổ trâu (Enydra fluctuans Lour.) trong

việc hấp thụ các chất ô nhiễm nói trên đối với môi trường nước ở khu vực nghiên

cứu. Lấy mẫu nước, mẫu trầm tích ở những vị trí quan trắc trên đoạn sông nghiên

cứu dùng làm vật liệu để nuôi trồng các thuỷ sinh thực vật. Trong thời gian thí

nghiệm việc nghiên cứu khả năng sinh trưởng và phát triển của thuỷ trúc, rau

muống, rau ngổ trâu thông qua các chỉ tiêu chiều cao cây, số nhánh/ khóm qua các

giai đoạn thí nghiệm ở các bể nước và trầm tích thu được ở các vị trí nghiên cứu.

Nước, trầm tích và các thực vật dùng cho thí nghiệm được tiến hành phân tích hàm

lượng các chỉ tiêu tổng nitơ, tổng photpho, các KLN quan tâm để đánh giá khả năng

hấp thụ các chất ô nhiễm này của mỗi loài thực vật. Khả năng tích lũy và vận

chuyển các KLN của ba loại cây này ở các bể nước thu được thông qua việc đánh

giá hệ số vận chuyển TF (Translocation factor) cũng được tiến hành.

- Đề xuất giải pháp sinh học cải thiện chất lượng nước để phát triển đa dạng

sinh học bảo vệ môi trường nước và hệ sinh thái thủy sinh sông Nhuệ. Trên cơ sở

nghiên cứu, khám phá vai trò của các loài TVTS đặc trưng, là những loài thực vật

có thể sống sót được trong môi trường sông Nhuệ, có khả năng hấp thụ hàm lượng

cao các chất ô nhiễm, đưa ra những giải pháp sinh học hiệu quả nhằm góp phần cải

thiện chất lượng nước sông khỏi các chất ô nhiễm.

2.2.1. Các bước nghiên cứu của Luận án

Quy trình nghiên cứu đã được thực hiện với các bước nghiên cứu được minh

hoạ trong Hình 2.2.

38

Tổng quan

Lựa chọn cách tiếp cận

Xây dựng phương pháp đánh giá vai trò của các loài TVTS để

làm sạch các chất ô nhiễm có hàm lượng cao trong nước sông

Nhuệ

Thực nghiệm trồng các TV

Đề xuất giải pháp sinh học làm sạch nước sông Nhuệ

Hình 2.2. Các bước nghiên cứu của Luận án

2.3. Quan điểm, cách tiếp cận của luận án

2.3.1. Quan điểm nghiên cứu

2.3.1.1. Quan điểm hệ thống và tổng hợp

Đối tượng nghiên cứu của luận án – chất lượng nước, trầm tích sông Nhuệ và

các loài thực vật thuỷ sinh có khả năng làm sạch nước là một hệ thống với các bộ

phận cấu thành có mối quan hệ biện chứng với nhau, tác động qua lại và phụ thuộc

vào nhau để tạo thành một hệ thống thống nhất và hoàn chỉnh. Đồng thời, mỗi hệ

thống lại là một cấp đơn vị nhỏ nằm trong một hệ thống lớn hơn nên luôn tồn tại 2

mối quan hệ: quan hệ giữa các thành phần trong hệ thống và giữa hệ thống này với

các hệ thống khác. Do vậy, khi nghiên cứu, đánh giá chất lượng nước sông Nhuệ và

khả năng cải thiện chất lượng nước sông Nhuệ bởi các thực vật thuỷ sinh cần phải

xem xét đầy đủ và toàn diện các hợp phần, các đơn vị bộ phận của hệ sinh thái môi

trường sông trong mối quan hệ tác động qua lại giữa chúng với nhau.

2.3.1.2. Quan điểm phát triển bền vững

Việc đề xuất các giải pháp nhằm cải thiện chất lượng nước sông Nhuệ phải

tuân thủ nguyên tắc phát triển bền vững. Phát triển bền vững phải đảm bảo đồng

39

thời 3 yếu tố: kinh tế, xã hội, môi trường. Điều này được thể hiện trong việc khai

thác, sử dụng hợp lí tài nguyên thiên nhiên, mang lại lợi ích kinh tế cao nhất, đồng

thời có cách thức khai thác tốt nhất, bảo đảm nguồn tài nguyên cho thế hệ mai sau,

đảm bảo cân bằng sinh thái và cải thiện môi trường tự nhiên. Vận dụng quan điểm

này vào luận án khi tiến hành đề xuất kiến nghị định hướng không gian và kỹ thuật

nuôi trồng các thuỷ sinh thực vật với việc sử dụng hợp lí tài nguyên thiên nhiên và

bảo vệ môi trường khu vực nghiên cứu.

2.3.2. Các cách tiếp cận khoa học

2.3.2.1. Tiếp cận hệ sinh thái

Áp dụng tiếp cận hệ sinh thái, luận án tập trung cho đối tượng các thực vật

thuỷ sinh có mạch và môi trường nước, môi trường trầm tích sông Nhuệ - những

hợp phần quan trọng trong mối quan hệ với các yếu tố chất lượng môi trường sông.

Bằng cách tiếp cận này, các loài TVTS có mạch được lựa chọn cho nghiên cứu có

những tiêu chí như khả năng sống, tồn tại, phát triển tốt, cho sinh khối cao vượt trội

so với những loài TVTS khác có sống trong môi trường nước sông Nhuệ để từ đó

thể hiện được hiệu quả rõ rệt trong việc lấy đi các chất ô nhiễm có trong môi trường

sông. 3 loài TVTS thuỷ trúc, rau muống và rau ngổ trâu là các loài TVTS có mạch

đã được lựa chọn từ 33 loài có trong hệ sinh thái sông Nhuệ do tần suất xuất hiện

của chúng là cao hơn so với các loài khác (9/9 lần khảo sát). Bên cạnh đó, các

nghiên cứu của Hailiang Song và cộng sự (2014), Nerella và cộng sự (1999),

Trương Thị Nga và Võ Thị Kim Hằng (2010), Trần Văn Tựạ (2004)... đã chứng

minh cây thuỷ trúc, cây rau muống, cây ngổ trâu vừa có khả năng loại bỏ các chất

dinh dưỡng là hợp chất của nitơ và của photpho, còn có khả năng loại bỏ một hàm

lượng đáng kể các KLN trong nước. Điều này cho thấy sự phù hợp của việc sử dụng

các loài TVTS này trong việc cải thiện chất lượng nước sông Nhuệ bởi kết quả phân

tích chất lượng nước sông Nhuệ cho thấy hàm lượng cao các chất hữu cơ, các chất

dinh dưỡng, vi sinh vật, và một số kim loại nặng Fe, Zn.

40

2.3.2.2. Tiếp cận sử dụng khôn khéo đất ngập nước

Áp dụng cách tiếp cận sử dụng khôn khéo đất ngập nước để duy trì và phát

triển hệ sinh thái đất ngập nước trong khuôn khổ của phát triển bền vững. Sử dụng

khôn khéo vùng đất ngập nước sông Nhuệ để thực hiện được các vai trò của một

dòng sông nội đô - chứa, vận chuyển nước thải cũng như cung cấp nước tưới tiêu

cho vùng lưu vực đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuât quốc gia nhằm đảm bảo sức khoẻ

cộng đồng, đảm bảo cảnh quan sinh thái đẹp phục vụ công cuộc phát triển bền vững

của đất nước.

2.4. Phương pháp nghiên cứu

Việc nghiên cứu được áp dụng kết hợp nhiều phương pháp khác nhau, trong

đó chủ yếu gồm 3 nhóm các phương pháp sau:

2.4.1. Nhóm phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa

2.4.1.1. Lập kế hoạch trước khi khảo sát ngoài hiện trường

Việc lập một sơ đồ với các vị trí lấy mẫu trên sông cần được thực hiện sao cho

tại mỗi vị trí phải đảm bảo tại đó nước được hoà trộn tương đối đều theo mặt cắt

ngang. Trong nghiên cứu này, vị trí quan trắc lấy mẫu được chọn nằm trên thuỷ trực

giữa dòng chủ lưu của mặt cắt ngang dòng chảy. Mục đích lấy mẫu nước, mẫu trầm

tích, tọa độ của điểm lấy mẫu được xác định bằng thiết bị định vị toàn cầu GPS và

được trình bày trong Bảng 2.2. Các vị trí lấy mẫu nước, mẫu trầm tích được xác

định và được minh họa trong Hình 2.3.

Việc chuẩn bị các tài liệu như bản đồ hành chính, giấy thông hành, các dụng

cụ cần thiết trong quá trình khảo sát như máy định vị GPS Garmin eTrex 30X, dụng

cụ lấy mẫu nước gồm các chai, túi nhựa dẻo đựng mẫu polyester và máy bơm nước

chạy xăng HonDa 4,5 HP GX 100, dụng cụ lấy mẫu trầm tích gồm có gàu thu bùn

Ekman 3-196- B31 và túi nhựa dẻo đựng mẫu polyester ,… được lên danh sách cụ

thể và được sắp xếp đầy đủ.

41

Bảng 2.2. Các vị trí lấy mẫu nước, mẫu trầm tích và mục đích lẫy mẫu

Tọa độ TT Vị trí lấy

mẫu Vĩ độ Kinh độ

Mục đích lẫy mẫu

1 Cầu Tó 20°57'06'' 105°48'42” Đánh giá chất lượng nước và trầm

tích sông Nhuệ sau khi tiếp nhận

nước thải sinh hoạt của nước thải

của khu công nghiệp Phú Diễn,

nước thải của thành phố Hà Nội,

làng nghề rèn dao kéo Đa Sỹ.

2 Cầu Chiếc 20°52'06'' 105°50'06” Đánh giá chất lượng nước và trầm

tích sông Nhuệ sau khi tiếp nhận

nước thải của khu dân cư Văn

Điển, bệnh viện Tâm thần Trung

ương, các nhà máy sản xuất phân

lân, xà phòng, sơn, pin và nước

thải nông nghiệp hai bên bờ sông

3 Cầu Đồng

Quan

20°47'66” 105°50'25” Đánh giá chất lượng nước và trầm

tích sông Nhuệ sau khi tiếp nhận

nước thải từ huyện Thường Tín và

Thanh Oai

4 Cầu Cống

Thần

20°41'56” 105°53'49” Đánh giá chất lượng nước và trầm

tích sông Nhuệ sau khi tiếp nhận

nước sông Duy Tiên và nước thải

sinh hoạt từ xã Minh Đức - Ứng

Hòa, nước thải làng nghề sản xuất

giày da Phú Yên.

42

42

Hình 2.3. Các vị trí lấy mẫu nước, mẫu trầm tích trên sông Nhu

43

2.4.1.2. Khảo sát ngoài thực địa

Các cuộc khảo sát thực địa sông Nhuệ để điều tra thực tế tình hình sử dụng tài

nguyên nước, tài nguyên sinh vật trên sông Nhuệ, các loại hình xả thải vào sông đã

được tiến hành vào 9 đợt trong hơn 2 năm, mỗi năm gồm 2 đợt cho mùa khô và 2

đợt cho mùa mưa.Việc lấy mẫu nước, mẫu đất, mẫu sinh vật,… cũng như việc bảo

quản các mẫu này trong suốt quá trình khảo sát và sau khảo sát tuân theo các quy

chuẩn tiêu chuẩn được ban hành bởi Bộ Tài nguyên và Môi trường.

Trong quá trình khảo sát, tiến hành việc ghi chép về những diễn biến của thời

tiết trong thời đoạn quan trắc, về hiện trạng công trình thuỷ lợi, điều kiện dòng chảy

trong thời đoạn quan trắc, về tình hình sử dụng nước trong hệ thống, về sự phân bố

của các thực vật thuỷ sinh.

2.4.1.3. Phân tích đánh giá tính đa dạng hệ thực vật

Mức độ đa dạng về nguồn tài nguyên thực vật của một khu hệ thực vật thể

hiện sự phong phú, đa dạng về loài và các giá trị sử dụng của các loài cây có ích.

Phương pháp phân tích tính đa dạng về thành phần, các đặc trưng cấu trúc hệ thống

hệ thực vật bậc cao có mạch, mọc tự nhiên hoặc các loài ngoại lai tự nhiên ở khu

vực nghiên cứu nhằm có được nguồn tài liệu có ích để xây dựng mô hình sử dụng

thực vật giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước.

2.4.1.4. Lấy mẫu nước sông

Quá trình lấy mẫu nước sông Nhuệ được thực hiện tuân theo các hướng dẫn

trong TCVN 6663-14 (ISO 5667-14:1998), Chất lượng nước - Lấy mẫu. Phần 14:

Hướng dẫn đảm bảo chất lượng lấy mẫu và xử lý mẫu nước môi trường. [12].

Thiết bị lấy mẫu, đựng mẫu là các chai, túi nhựa dẻo chịu nhiệt polyetylen với

dung tích 1L và 50L. Các chai, túi nhựa dẻo này bền chắc; dễ đậy kín; dễ mở; khối

lượng, dạng và kích cỡ hợp lý; dễ kiếm và giá rẻ. Các dụng cụ này cũng chống được

sự mất mát chất do hấp thụ, bay hơi, và ô nhiễm bởi các chất lạ. Mẫu nước được lấy

ở độ sâu 20cm ở điểm giữa dòng của tầng nước mặt của sông. Tại mỗi vị trí thu

mẫu, 250 lít nước sẽ được thu, được vận chuyển về phòng Phân tích tổng hợp Viện

Địa lý. 245 lít mẫu này sẽ được dùng cho vào 4 bể thực nghiệm. 5 lít còn lại được

44

dùng một phần để xác định pH, TSS, COD, BOD5, Tổng Coliform, N-NH4+, N-

NO2-, N- NO3, TN, P- PO4

3-, TP, Fe, Zn, một phần dùng để lưu mẫu.

2.4.1.5. Lấy mẫu trầm tích sông

Quá trình lấy mẫu trầm tích sông Nhuệ được thực hiện tuân theo các hướng

dẫn trong TCVN 6663-15: 2004 ISO 5667-15: 1999 Chất lượng nước - Lấy mẫu.

Phần 15: Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu bùn và trầm tích [11]. Mẫu được lấy

bằng gầu thu bùn với lượng bùn từ bề mặt đáy của vực nước tới độ sâu 15 cm với

các hạt có kích thước lọt qua rây có đường kính lỗ 2 mm. Mẫu trầm tích bùn sông

Nhuệ được đựng vào các túi nhựa dẻo chịu nhiệt polyetylen. Mẫu trầm tích được

lấy tổng cộng tại mỗi vị trí thu mẫu là 8kg. Toàn bộ mẫu lấy được sẽ được chuyển

về Phòng Phân tích tổng hợp Viện Địa lý. 7kg mẫu này sẽ được dùng cho vào 4 bể

thực nghiệm. 1kg còn lại được dùng một phần để xác định hàm lượng chất hữu cơ,

thành phần cơ giới, Cd, Fe, Pb, Zn, một phần dùng để lưu mẫu.

2.4.1.6. Lấy mẫu thực vật

Hình ảnh các mẫu thực vật được dùng cho thí nghiệm được trình bày trong

Hình 2.4.

45

Mẫu PT01- Thuỷ trúc

Cyperus alterfolious hay

Cyperus flabelliformis

Rottb.

Mẫu PT02 - Ngổ trâu

Enydra fluctuans Lour.

Mẫu PT03- Ipomoea

aquatica Forsk.

Hình 2.4. Mẫu thực vật được dùng cho thí nghiệm

Các mẫu cây có độ đồng đều về chiều cao, màu sắc, cây chưa trưởng thành và

đang phát triển tốt đã được lựa chọn cho thí nghiệm. Các mẫu TV được lấy vào

cùng một thời điểm buổi sáng ngày 28/3/2015 . Mẫu được lấy với một lượng 2 kg

cho một loài thực vật. Các mẫu cây sau khi được lấy về, một phần nhỏ 0,15kg được

đưa đi giám sát xác định loài ở Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật (Phụ Lục), số

còn lại được đưa về Phòng Phân tích tổng hợp Viện Địa lý, 0,9 kg được dùng cho

46

thí nghiệm nuôi trồng thực vật, phần còn lại dùng để phân tích xác định TN, TP,

Cd, Fe, một phần dùng để lưu mẫu.

2.4.2. Nhóm phương pháp trong phòng thí nghiệm

2.4.2.1. Phân tích thành phần chất lượng mẫu nước

Các chỉ tiêu nhiệt độ nước, độ pH, độ dẫn điện, DO được đo ngay ngoài hiện

trường và đo hàng ngày bằng máy đo nhanh chất lượng nước WQC-24/TOA. Hàm

lượng COD, BOD5, NH4+, NO3

-, NO2-,TN, TP và các KLN trong mẫu nước được

phân tích theo các phương pháp trong Bảng 2.3.

Bảng 2.3. Các chỉ tiêu phân tích mẫu nước và phương pháp phân tích

STT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị đo Phương pháp phân tích COD mg/l TCVN 6491-1999 BOD5 mg/l TCVN 6001-1995 NH4

+ mg/l TCVN 5988:1995 NO3

- mg/l TCVN 7323-1:2004 NO2

- mg/l TCVN 6178:1996 TN mg/l TCVN 6498:1999 TP mg/l TCVN 8940:2011 Fe mg/l Zn mg/l

10. As, Cd, Pb, Hg mg/l TCVN 6193-1996 - Phuong pháp trắc

phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa.

2.4.2.2. Phân tích thành phần chất lượng mẫu trầm tích

Phân tích trầm tích: Trầm tích sông Nhuệ được phân tích hàm lượng chất

hữu cơ, thành phần cơ giới và 5 KLN As, Cd, Fe, Zn, Hg theo các phương pháp

trình bày trong Bảng 2.4.

Bảng 2.4. Các chỉ tiêu phân tích mẫu trầm tích và phương pháp phân tích

STT

Chỉ tiêu phân tích

Đơn vị đo

Phương pháp phân tích

1 Chất hữu cơ mg/kg TCVN 8726:2012- Chất lượng đất - Phương pháp Kali bicromat

2 Cd mg/kg TCVN 6496:2009 - Chất lượng đất - Xác định

47

3 Pb mg/kg

4 Zn mg/kg

cadimi, đồng, chì, kẽm trong dịch chiết đất bằng cường thủy. Các phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa và không ngọn lửa.

5 As mg/kg TCVN 8467:2010 (ISO 20280:2007) Chất lượng đất - Xác định asen trong dịch chiết đất cường thủy bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử theo kỹ thuật nhiệt điện hoặc tạo hydrua.

6 Hg mg/kg TCVN 8882: 2011 (ISO 16772: 2004) Chất lượng đất - Xác định thủy ngân trong dịch chiết đất cường thủy dùng quang phổ hấp thụ nguyên tử hơi - lạnh hoặc quang phổ hấp thụ nguyên tử huỳnh quang hơi - lạnh.

2.4.2.3. Phân tích thành phần một số chất trong mẫu thực vật và hình thái giải phẫu

của thân, lá, rễ

a) Phân tích thành phần một số chất trong mẫu thực vật

Mẫu thực vật trước và sau thí nghiệm được thu và được sấy khô ở nhiệt độ

70oC trong 24h đến khối lượng không đổi rồi được nghiền thành bột và phân tích

hàm lượng các KLN theo các phương pháp trong Bảng 2.5.

b) Làm tiêu bản nghiên cứu hình thái giải phẫu của thân, lá, rễ thực vật

Phương pháp làm tiêu bản và chụp ảnh qua kính hiển vi quang học được thực

hiện nhằm hiểu rõ hơn về những đặc điểm cấu tạo của cơ quan sinh dưỡng: thân, rễ,

lá và các đặc điểm chung nhất của các loài thực vật thủy sinh, xác định tỷ lệ, cấu tạo

của biểu bì, mô mềm vỏ, trụ dẫn...và đặc điểm hình thái ngoài, cấu tạo trong của cơ

thể thực vật trong quá trình phát triển và thích nghi với môi trường sống. Mẫu TV

trước và sau TN được lấy và được sử dụng làm tiêu bản nghiên cứu hình thái giải

phẫu. Những đặc điểm thay đổi sau khi hấp thu lượng lớn chất ô nhiễm đã được

quan sát phát hiện.

Bảng 2.5. Các chỉ tiêu phân tích mẫu thực vật và phương pháp phân tích thành

phần các chất trong các mô rễ, thân, lá thực vật

STT Chỉ tiêu Đơn Phương pháp phân tích

48

phân tích vị

1 TN mg/g TCVN 6498:1999 - Xác định tổng nitơ theo phương pháp

Kjeldahl cải biên

2 TP mg/g TCVN 8940:2011- Xác định photpho tổng số- Phương

pháp so màu

3 Fe mg/g TCVN 8119:2009- Rau quả- Xác định hàm lượng sắt-

Phương pháp đo quang dùng 1,10-Phenanthrolin

4 Zn mg/g TCVN 7811-1:2007-Rau quả và sản phẩm rau quả- Xác

định hàm lượng kẽm- Phương pháp phân tích cực phổ

* Chuẩn bị mẫu làm tiêu bản hiển vi:

- Cắt mẫu: Vị trí các cơ quan sinh dưỡng thuộc đối tượng nghiên cứu có kích

thước trung bình nên phương pháp cắt mỏng mẫu bằng tay được sử dụng. Lát cắt

phải đảm bảo vuông góc với trục thẳng của vật cắt. Cách cắt mẫu phải tuỳ thuộc

vào bộ phận là rễ, thân hay lá mà có cách cắt cho phù hợp. Đối với lá phải cắt ngang

qua mẫu, mỗi mẫu cắt ở hai vị trí đặc trưng: giữa lá và gần cuống lá, các lát cắt đều

đi qua gân chính. Đối với thân phải cắt ngang qua vị trí gần điểm sinh trưởng để

nghiên cứu cấu tạo sơ cấp của thân và nghiên cứu cấu tạo thứ cấp của thân cây. Đối

với rễ cần cắt ngang qua rễ thứ cấp.

- Nhuộm mẫu: Sau khi cắt, mẫu được ngâm vào nước javen trong vòng 15-20

phút để loại hết nội chất của tế bào, được rửa sạch bằng nước cất 2-3 lần rồi ngâm

mẫu vào nước có chứa axit axetic (dung dịch axit axetic loãng) trong vòng 3-5 phút

để trung hoà hết javen còn lại (nếu không javen sẽ làm mất mầu thuốc nhuộm về

sau). Tiếp theo, mẫu được nhuộm đỏ trong dung dịch carmin - phèn chua trong

khoảng 30 phút đến 1 giờ rồi được rửa sạch bằng nước cất. Sau đó, lại đem nhuộm

lại mẫu trong dung dịch xanh metylen loãng từ 30 giây đến 1 phút.

Riêng đối với tế bào biểu bì lá cần phải sử dụng phương pháp búc biểu bì lá

trước khi đem quan sát cấu tạo hiển vi: đun mẫu lá (1 cm2) trong dung dịch HNO3

loãng hay đậm đặc tuỳ mẫu lá thời gian từ 5-10 phút cho đến khi lá có mầu vàng

49

phần thịt lá bị phân huỷ thì dừng lại. Lấy mẫu lá ra rửa sạch bằng nước đặt vào lam

kính và gạt nhẹ để thịt lá rơi đi rồi nhuộm màu bằng xanh metylen sau đó tách hai

mẫu biểu bì trên và dưới của lá để quan sát.

* Quan sát mẫu bằng kính hiển vi:

- Sử dụng kính hiển vi quang học để quan sát ở góc độ phóng đại 4x10,

10x10, 40x10.

- Mẫu sau khi được chuẩn bị sẵn sàng thì đưa lên kính quan sát.

* Phương pháp đo trên kính hiển vi quang học:

Nguyên tắc: muốn đo kích thước của một vật kính nhỏ thì không thể đo trực

tiếp bằng thước đo chiều dài thông thường mà phải đo gián tiếp. Người ta so sánh

kích thước của vật cần đo với một thước đo thị kính đã được lắp thêm vào thị kính

của kính hiển vi. Từ giá trị của mỗi khoảng cách trên thước đo này của mỗi độ

phóng đại khác nhau đã được tính trước nhờ một thước đo vật kính sẽ suy ra kích

thước vật cần đo.

Dựa vào nguyên tắc trên sử dụng trắc vi thị kính là miếng kính tròn có đường

kính nhỏ hơn đường kính của ống thị kính. Ở chính giữa của miếng kính này có

khắc một thước dài 1 mm và chia ra làm 100 phần bằng nhau, còn trắc vi vật kính

giống như một phiến kính thông thường khác kích thước 26 x 76 mm ở chính giữa

có một vòng tròn, thước này dài đúng 1mm và được chia ra làm 100 phần bằng

nhau.

* Phương pháp chụp ảnh qua kính hiển vi quang học

- Ảnh được chụp qua kính hiển vi quang học Axiokop, máy ảnh kĩ thuật số:

+ Chụp tổng thể ở vật kính nhỏ phần bó dẫn chính sau đó chụp chi tiết bó dẫn

để thấy được cách sắp xếp của gỗ và libe.

+ Chụp tổng thể phần thịt lá sau đó chụp chi tiết cấu tạo biểu bì, hạ bì, mụ

giậu, mụ xốp, tuyến tiết, cấu tạo của lỗ khí,…

- Chụp tổng thể qua lát cắt ngang thân rồi chụp chi tiết cấu tạo của biểu bì, mô

mềm vỏ, bó dẫn sơ cấp (thấy được cách sắp xếp của gỗ và libe), mô mềm ruột...

50

2.4.2.4. Cải thiện chất lượng nước bằng các thực vật thuỷ sinh

* Vật liệu thí nghiệm

Vật liệu thí nghiệm bao gồm các bể kính, các loài TVTS bao gồm cây thuỷ

trúc, cây rau muống, cây ngổ trâu, nước và trầm tích nuôi trồng được lấy từ 4 vị trí

Cầu Tó, Cầu Chiếc, Đồng Quan, Cống Thần.

* Chuẩn bị thí nghiệm

Các bể kính được ngâm bằng nước máy trong vòng 48h. Trước thí nghiệm

48h, các bể này được đánh rửa, được phơi nắng cho sạch khuẩn và mầm mống rong

rêu. Nước và trầm tích từ các vị trí thu mẫu trên sông Nhuệ được đưa vào 16 bể như

trong Hình 2.5.

Hình 2.5. Các bể đựng mẫu nước và trầm tích dùng cho thí nghiệm

Một máy bơm nước nước hiệu Atman AT 107 (1,15w; 0,05m/s; 50l/h) được

sử dụng cho mỗi bể kính nhằm tạo môi trường dòng chảy.

Mẫu cây rau muống, cây thuỷ trúc, cây ngổ trâu có kích thước chiều cao và

đường kính thân trung bình và đồng đều, chưa ra hoa, lượng sinh khối tính bằng

gram được thu vớt toàn bộ rễ, thân, lá ở vùng lưu vực sông Nhuệ trước 24h thí

nghiệm, được thả trong bể nước sạch. Trước thí nghiệm 30 phút, các cây này được

51

thu vớt và để ráo rồi được cân sinh khối sao cho các cụm cây cho mỗi bể có kích

thước chiều cao và sinh khối đồng đều, mỗi bể trồng thực vật sẽ trồng 300g trọng

lượng tươi thực vật tương đương với mật độ 1.714g TLT/m2.

Hình 2.6. Mô hình bể kính dùng cho thí nghiệm

Sự tăng trưởng của cây bao gồm chiều cao cây, số nhánh cây, số chồi cây, sinh

khối cây cũng như số cây bị chết được theo dõi trong suốt giai đoạn thí nghiệm.

Thực vật trước thí nghiệm, sau thí nghiệm được thu hoạch, được phân tích các chỉ

tiêu TN, TP, các KLN trong các mô rễ, thân, lá.

Chất lượng nước, chất lượng trầm tích cũng được theo dõi. Các chỉ tiêu vật lý

gồm độ pH, DO, TSS được đo vào 9h sáng mỗi ngày thí nghiệm. Các chỉ tiêu hoá

học được phân tích trong phòng vào trước thí nghiệm, sau 7 ngày thí nghiệm và

cuối thí nghiệm.

52

Hình 2.7. Cấu trúc thí nghiệm sử dụng mẫu nước và trầm tích sông Nhuệ thu từ 1 vị

trí nghiên cứu

2.4.3.Phương pháp điều tra, thu thập thông tin, kế thừa tài liệu

* Phương pháp điều tra, thu thập thông tin tài liệu thứ cấp: Tiến hành

điều tra, thu thập thông tin, tài liệu tại Tổng cục Môi trường, Sở Tài nguyên và Môi

53

trường, Sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn, Phòng Tài nguyên và Môi trường,

Phòng Thống kê,...

- Tại Tổng cục Môi trường: Thu thập số liệu, tài liệu liên quan đến chất lượng

nước, chất lượng trầm tích, đến tốc độ dòng chảy, các nguồn xả thải vào sông Nhuệ.

- Tại Sở Khoa học và Công nghệ, Sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn, và

một số phòng ban: Các chương trình, đề tài, dự án có liên quan đến chất lượng nước

sông Nhuệ, đến việc sử dụng các loài TVTS cải tạo chất lượng nước sông bị ô

nhiễm.

* Phương pháp điều tra, thu thập thông tin, tài liệu sơ cấp:

Tiến hành điều tra, khảo sát thực địa tại khu vực nghiên cứu. Kiểm tra độ

chính xác của số liệu, chỉnh lý và bổ sung các nguồn thông tin dã ngoại, khảo sát

thực địa; xây dựng các tuyến khảo sát, để bổ sung các thông tin mới về chất lượng

nước, chất lượng trầm tích, về sự đa dạng sinh học TVTS lưu vực sông.

* Kế thừa tài liệu:

Sau khi xác định, phân tích, đánh giá và tổng hợp các dữ liẹ u có liên quan đến

đề tài nghiên cứu, trên co sở kế thừa có chọn lọc, sử dụng các thông tin cần thiết

phục vụ cho đề tài nghiên cứu.

54

2.4.4. Phuương pháp xây dựng các mô hình sử dụng thực vật cho giảm thiểu ô

nhiễm môi truờng nuớc

Từ kết quả điều tra về thành phần các loài thực vật thuỷ sinh có mạch phân bố

trong hệ sinh thái trên lưu vực sông Nhuệ, lựa chọn ra một số mô hình với một số

loài thực vật thủy sinh điển hình có khả năng xử lý ô nhiễm môi trường nước. Các

mô hình này bao gồm các loài TVTS được sử dụng cho việc giảm thiểu ô nhiễm

môi trường nước ở khu vực nghiên cứu.

2.4.5. Phương pháp chuyên gia

Tham vấn, trưng cầu ý kiến các nhà khoa học, các chuyên gia, nhà quản lý có

kiến thức và kinh nghiệm trong việc sử dụng các loài TVTS cũng như các kinh

nghiệm trong sử dụng các giải pháp sinh học để làm sạch nước. Thông qua Hội thảo

khoa học, góp ý hoặc phản biện kết quả nghiên cứu; tham khảo các ý kiến của các

chuyên gia, cán bộ ở trung ương và địa phương trong việc áp dụng các giải pháp

sinh học này vào thực tiễn.

2.4.6. Phương pháp tính toán và xử lý số liệu

* Đánh giá năng suất sinh học của thực vật:

(2.1)

Trong đó:

P: Năng suất sinh học của TV (gTLK/m2/ngày)

mt1: Sinh khối TV tại thời điểm bắt đầu thí nghiệm (gTLK)

mt2: Sinh khối TV tại thời điểm cuối thí nghiệm (gTLK)

S: Diện tích trồng TV (m2)

* Đánh giá khả năng hấp thụ chất ô nhiễm của TV:

Khả năng hấp thụ các chất ô nhiễm bởi thực vật được tính bằng số miligram

chất ô nhiễm cho mỗi m2 trong 1 ngày với đơn vị là mg CON/m2/ngày.

55

* Đánh giá vai trò của thực vật trong hấp thụchất ô nhiễm: Trong thuỷ vực tự

nhiên luôn có các quá trình tự làm sạch của nước bằng các quá trình xáo trộn, bốc

hơi, kết tủa,… Chất lượng nước thay đổi sau các giai đoạn thí nghiệm trong các bể

đối chứng không trồng thuỷ sinh thực vật thể hiện kết quả của các quá trình ấy. Sự

thay đổi chất lượng nước sau các giai đoạn thí nghiệm ở các bể trồng thực vật thuỷ

sinh bao gồm cả các quá trình tự làm sạch của nước và của thực vật. Như vậy hiệu

quả làm sạch nước của thực vật được tính bằng hiệu của tổng hàm lượng chất ô

nhiễm được lấy đi khỏi nước với tổng hàm lượng các chất ô nhiễm được lấy đi bằng

các quá trình tự làm sạch.

* Đánh giá khả năng vận chuyển kim loại nặng của thực vật

Hệ số vận chuyển TF (Translocation factor) là tỷ lệ giữa nồng độ kim loại

nặng tích lũy trong thân và lá với nồng độ kim loại nặng tích lũy trong rễ.

TF= Cthân + lá (μg/g) / Crễ (μg/g) (2.2)

Trong đó:

TF: hệ số vận chuyển

Cthân + lá: Hàm lượng KLN trong thân và lá (μg/g)

Crễ: Hàm lượng KLN trong rễ (μg/g)

* Tính toán cân bằng chất ô nhiễm trong thời gian thí nghiệm

Nước sông đưa vào các bể thí nghiệm sau thời gian thí nghiệm sẽ bị biến đổi,

chuyển hoá về thành phần vật chất cũng như tính chất hoá lý. Các chất ô nhiễm sẽ

được kết tủa, được lắng đọng một phần, một phần bị bay hơi, một phần bị TV hấp

thu, hấp thụ tạo sinh khối TV hay bám vào phần rễ TV, một phần còn lại trong

nước. Gọi CAđầu là nồng độ chất ô nhiễm A thời điểm trước thí nghiệm, CAbốc hơi là

lượng chất ô nhiễm bị bay hơi, CAkết tủa là lượng chất ô nhiễm bị lắng đọng kết tủa

vào trầm tích đáy, CATV là lượng chất ô nhiễm bị TV hấp thụ, hấp phụ và CAcuối là

nồng độ chất ô nhiễm A thời điểm cuối TNG. Lượng cân bằng chất ô nhiễm A trong

quá trình thí nghiệm được biểu diễn bởi phương trình 2.3 đối với bể đối chứng và

phương trình 2.4 đối với bể trồng TV.

CAđầu= CAbốc hơi + CAkết tủa + CAcuối (2.3)

56

CAđầu= CAbốc hơi + CAkết tủa + CAcuối + CATV (2.4)

Trong và sau quá trình tiến hành nghiên cứu, phân tích trong phòng thí

nghiệm, sẽ có được các thông tin là sự phát triển hay không phát triển của thực vật,

sự thay đổi của các yếu tố môi trường,… Các thông tin này cần được xử lý để xây

dựng các luận cứ, phục vụ cho việc chứng minh hoặc bác bỏ các giả thuyết về khả

năng có hay không nên sử dụng các thực vật thuỷ sinh là cây thuỷ trúc và cây rau

muống để làm sạch nước sông Nhuệ. Quá trình xử lý logic với thông tin định tính

và xử lý toán học đối với các thông tin định lượng. Xử lý thông tin định tính dùng

để nghiên cứu về sự thay đổi của chất lượng môi trường sau khi có mặt của các thực

vật thuỷ sinh cũng như sự phát triển của các thực vật này trong môi trường nước và

trầm tích sông Nhuệ.

Thông tin định luợng có được từ kết quả phân tích, quan sát quá trình thực

nghiệm. Các số liệu được trình bày dưới dạng bảng số liệu, biểu đồ, đồ thị, phân

tích chỉ số trung bình… Số liệu được xử lý thống kê và vẽ biểu đồ bằng phần mềm

Excel.

57

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Chất lượng nước sông Nhuệ trong thời gian nghiên cứu

Sông Nhuệ có tầm quan trọng to lớn đối với vùng lưu vực mà nó chảy qua.

Ngược lại, các quá trình kinh tế xã hội phát triển nhanh chóng trong thời gian vừa

qua cũng đã tạo nên những sức ép to lớn đối với môi trường sông. Sau hơn 2 năm

khảo sát lấy mẫu nước, mẫu trầm tích về phân tích nhận thấy chất lượng nước sông

Nhuệ bị ô nhiễm nặng nề, sự ô nhiễm khác nhau rõ rệt giữa mùa mưa và mùa khô,

thể hiện qua các thông số chất lượng nước được phản ánh cụ thể ở phần 3.1.1, 3.1.2,

3.1.3, 3.1.4 và Phụ lục 6.

3.1.1.Chất lượng nước sông Nhuệ qua các thông số vật lý

- pH: Kết quả quan trắc chất lượng nước cho thấy nước sông Nhuệ có độ kiềm

nhẹ (pH: 7,1÷7,9) tại các vị trí khảo sát ở cả hai mùa mưa và mùa khô và nằm trong

phạm vi cho phép của QCVN 8:2008 /BTNMT- quy chuẩn nước mặt dùng cho các

mục đích khác nhau (6-8,5) [14]. Trong mùa mưa, ở hầu hết các điểm quan trắc, pH

trên sông Nhuệ có độ kiềm nhẹ hơn so với mùa khô. Ở pH này là điều kiện thuận

lợi để nhiều hợp chất của kim loại Fe, Al, Pb… kết tủa và lắng xuống tạo trầm tích

đáy sông.

- Độ dẫn điện (EC): Độ dẫn điện biểu thị hàm lượng các ion kim loại cũng

như hàm lượng các chất rắn hoà tan (TDS) có trong nước. EC càng cao chứng tỏ

hàm lượng các ion kim loại và TDS có trong nước càng cao. EC trung bình trong

nước sông Nhuệ có sự khác nhau rõ rệt giữa mùa khô và mùa mưa. Các giá trị EC

trong mùa khô thường gấp đôi so với mùa mưa ở hầu hết các vị trí khảo sát. Trong

mùa khô, EC đạt các giá trị trong khoảng 218 ÷661μs/m, cao nhất tại Cầu Tó và

thấp nhất tại cầu Cống Thần. So sánh với tiêu chuẩn nước tưới được đề cập bởi

Anzecc và Armcanz (2000) [56] là 350μs/m thì trong mùa khô chỉ có 2 vị trí tại cầu

Đồng Quan và cầu Cống Thần đạt tiêu chuẩn về độ dẫn điện cho nước tưới nông

nghiệp. EC trong mùa mưa nằm trong khoảng 168÷ 319μs/cm, thoả mãn tiêu chuẩn

nước tưới cho nông nghiệp của Anzecc và Armcanz (2000) tại tất cả các vị trí quan

58

trắc.

- Hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng (Total suspended Solids - TSS ): Hàm

lượng tổng chất rắn lơ lửng trong mùa khô nằm trong khoảng 207÷ 297 mg/l và

trong mùa mưa nằm trong khoảng 171 ÷208 mg/l. TSS gấp từ 4 đến 6 lần GTGH

B1 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT trong mùa khô và gấp 3,5 đến 4 lần GT này

trong mùa mưa. Mặc dù sông Nhuệ có tốc độ dòng chảy rất chậm, lòng sông lại hẹp

nhưng TSS cao chứng tỏ sự hiện diện một hàm lượng lớn các chất thải đang bị phân

huỷ là kết quả của sự xả thải rác thải, chất thải thiếu ý thức xuống lòng sông.

- Hàm lượng oxy hoà tan (Dissolved oxygen- DO): Hình 3.1. biểu thị hàm

lượng oxy hòa tan ở các vị trí nghiên cứu trên sông Nhuệ trong giai đoạn 2013-

2015.

Hình 3.1. Hàm lượng DO ở các vị trí nghiên cứu trên sông Nhuệ trong giai

đoạn 2013- 2015

Hàm lượng DO rất thấp và không đạt quy chuẩn nước mặt Việt Nam loại

nước cấp cho tưới tiêu thủy lợi (QCVN 8:2008 /BTNMT loại B1) trên cả chiều dài

đoạn sông nghiên cứu trong cả hai mùa, mùa mưa (Đợt 2,3) và mùa khô (Đợt 1,4),

ngoại trừ điểm Cống Thần trong mùa mưa. Hàm lượng DO thấp nhất tại Cầu Tó

(DOmin= 1,2mg/l trong mùa khô, DOmin =2,3 mg/l trong mùa mưa), cao hơn ở 3

điểm Cầu Chiếc, Đồng Quan và Cống Thần, tuy nhiên chỉ có vị trí cầu Cống Thần

59

có DOmax = 4,2 (mùa mưa tháng 7/2015) đạt được giá trị B1 của QCVN

8:2008/BTNMT - tiêu chuẩn nước mặt để cấp cho tưới tiêu.

Qua các thông số vật lý trong nước sông Nhuệ ở đoạn sông nghiên cứu nhận

thấy ngoài giá trị pH, các thông số vật lý khác như DO, TSS đều không đạt tiêu

chuẩn để cấp nước tưới tiêu, đặc biệt trong mùa khô, các giá trị này đều không đạt

GTGH của QCVN 8:2008 /BTNMT.

3.1.2. Chất lượng nước sông Nhuệ qua các thông số gây phú dưỡng nguồn nước

- Hàm lượng amoni N- NH4+: Hàm lượng N- NH4

+ rất cao và vượt GTGH B1

của QCVN 08-MT:2015/BTNMT nhiều lần ở tất cả các vị trí nghiên cứu trong suốt

2 năm nghiên cứu, trong suốt 5 năm được công bố bởi số liệu quan trắc của Tổng

cục môi trường [45]. Vào mùa khô (Đợt 1,4), hàm lượng N- NH4+ đạt các giá trị cao

gấp từ 6,8 lần (Tại Cống Thần) đến 27,6 lần (tại Cầu Tó) GTGH B1. Hàm lượng N-

NH4+ thấp hơn vào mùa mưa (Đợt 2, 3), với các giá trị nằm trong khoảng 3,02÷

9,86, cao hơn giới hạn cho phép B1 từ hơn 3 lần đến hơn 10 lần GTGH B1.

Hàm lượng N- NH4+ở các vị trí nghiên cứu trên sông Nhuệ trong giai đoạn

2013- 2015 được phản ánh trong Hình 3.2.

60

Hình 3.2. Hàm lượng N- NH4+ở các vị trí nghiên cứu trên sông Nhuệ trong giai

đoạn 2013- 2015

- Hàm lượng nitơrit N- NO2- và nitơrat N-NO3

-: Trong môi trường nước sông

Nhuệ, nhận thấy hàm lượng N-NO2-và N-NO3

- thấp hơn hàm lượng N-NH4+ rất

nhiều, đặc biệt là hàm lượng NO3-. Hàm lượng N-NO2

-và N-NO3- đạt các GTGH B1

của QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Hàm lượng N-NO2-và N-NO3

- thấp kết hợp với

hàm lượng DO, N-NH4+cao chứng minh quá trình amon hoá chiếm ưu thế hơn hẳn

so với quá trình nitơrat. Khác với hàm lượng N-NH4+ giảm dần trên đoạn sông

nghiên cứu, hàm lượng N-NO2-và N-NO3

- tăng dần xuôi theo đoạn sông nghiên cứu

cùng với sự tăng lên của DO minh chứng quá trình amon hoá đã mất dần sự ưu thế.

-Hàm lượng phosphat P- PO43-: Hàm lượng P-PO4

3- ở các vị trí quan trắc nằm

trong khoảng 0,58÷1,72 mg/l vào mùa khô (Đợt 1,2 và đợt 5) và 0,21÷0,88mg/l vào

mùa mưa (Đợt 3,4). Vào mùa khô, hàm lượng P- PO43- cao nhất tại Cầu Tó = 1,72

mg/l, gấp gần 6 lần giá trị giới hạn B1.

Hình 3.3. Hàm lượng P- PO43-ở các vị trí nghiên cứu trên sông Nhuệ trong giai đoạn

2013- 2015

Vào mùa mưa, hàm lượng P- PO43- trong nước sông Nhuệ tại các vị trí khảo

sát thấp hơn đáng kể so với mùa khô, ngoại trừ điểm Cầu Tó có hàm lượng P- PO43-

61

cao hơn gấp đôi GTGH B1, ở các vị trí khảo sát khác, P- PO43- gần đạt tiêu chuẩn

nước tưới tiêu thuỷ lợi của QCVN 08-MT: 2015/BTNMT.

Như vậy, đối với các thông số gây phú dưỡng nguồn nước sông Nhuệ, điều

đặc biệt cần phải chú ý là hàm lượng các thông số NH4+-N và P- PO4

3- luôn cao hơn

các GTGH của QCVN 08-MT: 2015/BTNMT nhiều lần là nguyên nhân chính gây

nên sự thừa dinh dưỡng trong dòng sông ô nhiễm này.

3.1.3. Chất lượng nước sông Nhuệ qua các thông số ô nhiễm chất hữu cơ, vi

sinh:

- Nhu cầu oxy hoá học(Chemical oxygen Demand-COD): Thông số COD đặc

trưng cho các mức độ ô nhiễm hữu cơ của thủy vực ở sông Nhuệ có hàm lượng rất

cao, luôn vượt giá trị giới hạn cho phép B1 của QCVN 8:2008 /BTNMT [14] nhiều

lần vào cả hai mùa ở tất cả các vị trí khảo sát. Vào mùa khô, hàm lượng COD rất

cao trên đoạn sông nghiên cứu, đặc biệt tại điểm Cầu Tó, hàm lượng CODtrb trong 2

năm cao gấp hơn 4,5 lần tiêu chuẩn B1 (131,4 mg/l), COD đạt giá trị lớn nhất 151

mg/l vào mùa khô năm 2010. Ở các vị trí còn lại, COD nằm trong khoảng

42÷62,4mg/l. Vào mùa mưa, hàm lượng COD tại các vị trí khảo sát có thấp hơn,

nằm trong khoảng 26÷48 mg/l, ngoại trừ tại điểm Cống Thần, ở các vị trí còn lại

COD cao hơn giá trị giới hạn cho phép B1 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT.

- Nhu cầu oxy sinh hoá (Biological oxygen Demand - BOD): BOD5 đặc trưng

cho mức độ ô nhiễm hữu cơ bởi các hợp chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học. Trong

mùa khô, BOD5 trên sông Nhuệ cao, đặc biệt tại điểm Cầu Tó (56mg/l), gấp gần 4

lần GTGH B1 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Ở các vị trí còn lại BOD5 thấp hơn

rõ rệt, nằm trong khoảng 19,3÷ 34mg/l. Trong mùa mưa, giá trị BOD5 thấp hơn

đáng kể, nhưng vẫn cao nhất ở Cầu Tó, BOD5max (mùa mưa 2011) cao hơn gấp đôi

GTGH B1 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT; xuôi về Cống Thần BOD5 có xu

hướng giảm dần với các giá trị gần nhau hơn giữa các vị trí và thấp hơn đáng kể so

với vị trí Cầu Tó, nằm trong khoảng 16 ÷ 23,5mg/l, tuy nhiên vẫn cao hơn giá trị

giới hạn B1vài mg/l và không thoả mãn GTGH B1 của QCVN 08-

MT:2015/BTNMT.

62

- Mật độ coliform tổng số: Mật độ coliform tại sông Nhuệ cũng khá cao. Vào

mùa khô, ở tất cả các điểm khảo sát, mật độ coliform cao gấp từ 16 ÷105 lần

GTGH B1 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Mật độ coliform cao nhất tại Cầu Tó

(coliformmax =79.104MPN/100ml) là do ảnh hưởng của dòng thải sinh hoạt từ Hà

Nội qua sông Tô Lịch. Vào mùa mưa, mật độ coliform thấp hơn so với mùa mưa

cao gấp từ 11 ÷46 lần GTGH B1 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT.

Như vậy, hàm lượng các thông số đại diện cho sự ô nhiễm chất hữu cơ, vi sinh

trong nước sông Nhuệ bao gồm các chỉ số COD, BOD5, tổng Coliform đều cao và

cao hơn nhiều lần GTGH B1 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Điều này chứng

minh nguồn nước sông Nhuệ ở đoạn sông nghiên cứu bị ô nhiễm nặng bởi các chất

hữu cơ và các vi sinh vật, không đủ tiêu chuẩn cấp nước tưới tiêu thuỷ lợi.

3.1.4.Chất lượng nước sông Nhuệ qua các thông số KLN:

Trong nước sông Nhuệ, có sự tồn tại của các kim loại nặng bởi sông Nhuệ

phải đón nhận mỗi ngày rất nhiều loại hình nước thải, từ nước thải sinh hoạt đến

nước thải làng nghề. Tuy nhiên, kết quả phân tích cho thấy ngoại trừ kim loại sắt có

giá trị cao hơn GTGH B1 của QCVN 8:2008 /BTNMTở các điểm khảo sát vào mùa

khô, hàm lượng các thông số KLN độc hại như As, Hg, Cd, Pb đều thoả mãn các

GTGH B1 củaQCVN 08-MT:2015/BTNMT. Đối chiếu với các kết quả công bố của

Chương trình quốc gia quan trắc chất lượng nước sông Nhuệ [45], ngoại trừ hàm

lượng KLN Zn đợt 3/2015 cao hơn các giá trị trong chuỗi số liệu của chương trình,

các số liệu khác không có nhiều sai khác và có nhiều điểm tương đồng.

Kết quả phân tích cho thấy chất lượng nước sông Nhuệ ở đoạn sông nghiên

cứu bị ô nhiễm rất nặng. Hầu hết các thông số chất lượng nước, từ các thông số vật

lý (ngoại trừ pH), các thông số chỉ mức độ ô nhiễm hữu cơ, dinh dưỡng, vi sinh,

một số thông số kim loại nặng,... ở tất cả các vị trí khảo sát luôn không đạt các giá

trị giới hạn của QCVN 08-MT: 2015/BTNMT loại B1- quy chuẩn quốc gia đối với

nguồn nước mặt cho mục đích tưới tiêu, mức độ ô nhiễm giảm dần theo chiều dài

đoạn sông, ô nhiễm nặng nhất tại Cầu Tó, ô nhiễm nhẹ dần theo chiều xuôi dòng, từ

Cầu Chiếc, Đồng Quan đến Cống Thần. Do lượng chất ô nhiễm vượt nhiều lần mức

63

độ cho phép nên dòng sông Nhuệ trở thành dòng sông có màu đen đặc trưng, nồng

nặc mùi hôi và không đạt chất lượng nước cấp cho nông nghiệp và nuôi thuỷ sản.

3.2. Chất lượng trầm tích sông Nhuệ trong thời gian nghiên cứu

3.2.1. Tính chất hoá lý của các mẫu trầm tích sông Nhuệ

Hàm lượng chất hữu cơ trong các mẫu trầm tích sông Nhuệ dao động từ 2,04

÷ 4,23 %. Trong mùa hè, hàm lượng chất hữu cơ có xu hướng cao hơn so với mùa

đông. Trầm tích tại điểm Cầu Tó có chứa hàm lượng chất hữu cơ lớn nhất (4,23%).

Theo thang đánh giá đất của Lê Văn Khoa [24] thì mẫu đất có chứa hàm lượng chất

hữu cơ lớn hơn 2% là đất giàu mùn. Như vậy các mẫu trầm tích sông Nhuệ có chứa

hàm lượng giàu các chất hữu cơ. Giá trị pH của các mẫu trầm tích sông Nhuệ dao

đọng không đáng kể (6,5 – 7,7), đây là khoảng biến động được tìm thấy phổ biến

trong trầm tích sông và biển [68].

Thế oxi hoá – khử (Eh) trong các mẫu trầm tích dao động từ -109,1mV đến -

59,8mV. Giá trị Eh đạt thấp nhất tại mẫu trầm tích thu tại Cầu Tó. Giá trị Eh thể

hiện môi trường khử rõ rệt, kết quả này cũng khá phù hợp với kết quả phân tích DO

của nước tại điểm lấy mẫu này. Do hàm lượng oxi trong nước thấp dẫn đến thế oxi

hoá khử của trầm tích cũng thấp. Phân tích thành phần cơ giới của đất đối với trầm

tích cho thấy hàm lượng sét vật lý dao động từ 27,9 ÷37,1 % và hàm lượng cát vật

lý dao động từ 62,9 – 76,8 %. Theo bảng phân loại của Lê Văn Khoa (2000) [24],

tại đoạn sông nghiên cứu, trầm tích có kết cấu nền đáy là thịt nặng. Cũng theo Lê

Văn Khoa, đất có thành phần cơ giới là thịt nặng thì giữ được nhiều chất dinh

dưỡng cũng như các tạp chất hơn.

3.2.2. Hàm lượng các kim loại nặng trong các mẫu trầm tích sông Nhuệ

Kim loại nặng là các kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5 g/cm3. Các KLN

đi vào môi trường nước thông qua các quá trình tự nhiên và các hoạt động xả thải

64

của con người, một phần các kim loại này đi vào hệ sinh thái dưới nước rồi bị phân

huỷ thành các phần tử nhỏ, một phần lắng đọng xuống trầm tích đáy, được tích luỹ

theo thời gian. Các KLN khi đã bị lắng đọng xuống dưới đáy dễ bị giữ lại lâu dài bởi

trầm tích, đặc biệt trầm tích sông Nhuệ thuộc loại đất thịt nặng nên khả năng sẽ giữ

tốt các KLN này. Nhận thấy khả năng tích luỹ các KLN khác nhau của trầm tích

sông Nhuệ là khác nhau.

Hàm lượng Cadimi tổng số trong các mẫu trầm tích sông Nhuệ: Cadimi là

kim loại rất độc hại đối với cơ thể người ngay cả ở nồng độ rất thấp do cadimi có

khả năng tích lũy sinh học rất cao. Khi xâm nhập vào cơ thể cadimi can thiệp vào

các quá trình sinh học, các enzym liên quan đến kẽm, magie và canxi, gây tổn

thương đến gan, thận, gây nên bệnh loãng xương và bệnh ung thư. Hàm lượng

cadimi tổng số trong các mẫu trầm tích sông Nhuệ dao động trong khoảng 6,2÷9,8

mg/kg. So sánh với QCVN 43:2012/BTNMT (5mg/kg) [15] thì hàm lượng cadimi

trong tất cả các mẫu trầm tích sông Nhuệ đều vượt ngưỡng giới hạn cho phép từ 1,24

÷1,96 lần. Hàm lượng Cd cao nhất ở khu vực Cầu Chiếc và thấp nhất tại điểm cuối

của đoạn sông, tại Cống Thần. Tương tự như chiều hướng của Cd trong nước, hàm

lượng Cd trong trầm tích sông Nhuệ cũng giảm dần từ điểm Cầu Chiếc tới điểm cuối

Cống Thần. Cadimi là nguyên liệu thành phần của ngành công nghiệp lớp mạ bảo vệ

thép, là chất ổn định trong sản xuất PVC, là chất tạo màu trong plastic và thủy tinh,

và trong hợp phần của nhiều hợp kim. Hàm lượng Cd trong các mẫu trầm tích sông

Nhuệ cho thấy sông Nhuệ đang bị ô nhiễm Cd một cách nghiêm trọng, cần phải

ngăn chặn kịp thời các dòng thải công nghiệp nói trên. Việc sử dụng bùn sông Nhuệ

để làm phân bón là vô cùng nguy hiểm cho cây trồng cũng như cho sức khoẻ hệ sinh

thái và con người. Hàm lượng Cd trong trầm tích sông Nhuệ trong giai đoạn 2013 –

2015 được phản ánh trong Hình 3.4.

65

Hình 3.4. Hàm lượng Cd trong trầm tích sông Nhuệ trong giai đoạn 2013 – 2015

Hàm lượng asen trong trầm tích sông Nhuệ: Asen là KLN nguy hiểm bậc nhất

đối với có thể con người và hệ sinh thái. Asen can thiệp các quá trình trao đổi chất

dẫn tới cái chết từ hội chứng rối loạn chức năng đa cơ quan [39]. Theo điều tra của

UNICEF, ô nhiễm As chủ yếu do hoạt động của con người trong nông nghiệp, công

nghiệp và sinh hoạt. Từ đó cho thấy khả năng xâm nhiễm vào môi trường tự nhiên

rất lớn, đặc biệt ở các vùng sông nội độ, là nơi tích tụ các chất ô nhiễm có nguồn

gốc từ nước thải sinh hoạt, công nghiệp. Trầm tích sông Nhuệ tại các vị trí khảo sát

có hàm lượng asen thấp, nằm trong khoảng 0,1÷1,02 mg/kg, thấp hơn nhiều so với

GTGH của QCVN 43: 2012/BTNMT (17mg/kg). Như vậy, hiện tại vấn đề ô nhiễm

asen trong môi trường nước và trầm tích sông Nhuệ chưa phải là vấn đề đáng quan

ngại nhưng cũng cần lưu ý vì các dòng thải vào sông Nhuệ chủ yếu là các dòng thải

nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt, luôn có thể có chứa hàm lượng đáng kể

KLN độc hại này.

Hàm lượng chì tổng số trong trầm tích sông Nhuệ: Chì là một nguyên tố có

độc tính cao đối với con người và động vật. Khi xâm nhập vào cơ thể kim loại chì

kết hợp với một số enzym làm rối loạn hoạt động của cơ thể. Ở pH cao kim loại chì

trở nên ít tan do dễ tạo phức với các hợp chất hữu cơ, kết tủa dưới dạng oxit,

hidroxit và liên kết với oxit và silica của đất sét vì vậy ở pH cao kim loại chì có khả

66

năng tích lũy sinh học thấp. Nhưng ở pH thấp hơn thì khả năng tích lũy sinh học

của chì tăng dần.

Hình 3.5. Hàm lượng Pb trong trầm tích sông Nhuệ trong giai đoạn 2013 – 2015

Hàm lượng Pb trong trầm tích sông Nhuệ nằm trong phạm vi 248,2÷

330,2mg/kg được trình bày trong Hình 3.5.

Hàm lượng chì cao nhất tại Cầu Chiếc và thấp nhất tại Cống Thần. So sánh

với GTGH của hàm lượng chì trong QCVN 43:2012/BTNMT (91,3mg/kg) [15] thì

hàm lượng chì trong trầm tích sông Nhuệ đều vượt ngưỡng giới hạn cho phép từ 3

÷3,6 lần. So sánh hàm lượng Pb trong trầm tích ở đoạn sông nghiên cứu với trầm

tích của một số khu vực khác cho thấy, hàm lượng Pb ở khu vực này cao hơn nhiều

so với mẫu trầm tích của một số sông nội đô khác như sông Sài Gòn (3,31 đến 63,1

mg/kg; kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè 19,9 đến 117 mg/kg [43]). Điều này phần nào

thể hiện mức độ ô nhiễm kim loại Pb một cách nghiêm trọng ở khu vực nghiên cứu.

Như vậy, có thể thấy trầm tích sông Nhuệ đang bị ô nhiễm kim loại Pb một

cách rõ rệt. Trong công nghiệp, kim loại chì được sử dụng vào nhiều lĩnh vực khác

nhau như: công nghiệp chế tạo ắc quy, sơn, nhựa, luyện kim. Nguồn phát thải chì

vào sông Nhuệ chủ yếu từ các hoạt động sản xuất công nghiệp ắc quy, sơn, nhựa từ

khu công nghiệp Văn Điển nên việc phát hiện hàm lượng cao của chì trong trầm

67

tích và trong nước sông Nhuệ cho thấy ảnh hưởng của các dòng thải từ khu công

nghiệp này tới hàm lượng chì trên sông Nhuệ là rất rõ rệt.

Hàm lượng kẽm tổng số trong trầm tích sông Nhuệ: Hàm lượng Zn trong

trầm tích sông Nhuệ trong giai đoạn 2013 – 2015 được phản ánh trong Hình 3.6.

Hình 3.6. Hàm lượng Zn trong trầm tích sông Nhuệ trong giai đoạn 2013 – 2015

Kẽm là một nguyên tố vi lượng rất cần thiết đối với con người và động thực

vật. Kẽm hiện diện trong hầu hết các bộ phận cơ thể con người. Kẽm cần thiết cho

thị lực, giúp cơ thể chống lại bệnh tật, chống nhiễm trùng và cần thiết cho các hoạt

động sinh sản... Tuy nhiên khi hàm lượng kẽm trong cơ thể lớn quá có thể tạo ra các

tác dụng ngược lại gây ra các bệnh như ngộ độc thần kinh và suy giảm hệ miễn

nhiễm [39]. Hàm lượng Zn trong các mẫu trầm tích sông Nhuệ dao động trong

khoảng 265,5÷341,6 mg/kg. Hàm lượng kẽm cao nhất tại mẫu thu được tại vị trí Cầu

Tó. Ở các mẫu còn lại hàm lượng kẽm thấp hơn GTGH B1 của QCVN

43:2012/BTNMT (315mg/kg) và thấp nhất tại mẫu trầm tích thu được ở vị trí cuối

đoạn sông. Kết quả phân tích hàm lượng Zn trong trầm tích có giá trị không khác

nhau nhiều và chưa phải là cao khi so sánh với trầm tích tại một số sông nội đô khác

như trầm tích thuộc kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè (có giá trị từ 349 đến 1453 mg/kg,

[43]), tuy nhiên đã có những vị trí hàm lượng kẽm trong trầm tích vượt GTGH của

QCVN 43:2012/BTNMT (315mg/kg). Trong công nghiệp, kim loại kẽm có rất nhiều

68

ứng dụng đặc biệt trong lĩnh vực luyện kim, công nghiệp mạ và sản xuất pin điện...

Nhận thấy trầm tích sông Nhuệ đang bắt đầu có dấu hiệu ô nhiễm Zn. Việc duy trì,

phát triển các ngành công nghiệp nói trên trong vùng lưu vực cần phải chú ý nhiều

hơn đến chất lượng nước thải để hạn chế phát thải kim loại này vào trong sông.

Hàm lượng sắt tổng số trong trầm tích sông Nhuệ: Hàm lượng Fe trong trầm

tích dao động trong khoảng 255,8 ÷ 318,5 mg/kg. Hàm lượng Fe cao nhất ở khu vực

Cầu Tó và thấp nhất tại điểm Đồng Quan. So sánh hàm lượng sắt với các kim loại

khác, thành phần sắt trong trầm tích sông Nhuệ khá cao, chỉ đứng sau kim loại chì

và kẽm. Sắt là một nguyên tố kim loại mà các cơ thể sống cần với hàm lượng vi

lượng. Tuy nhiên, nếu hàm lượng sắt quá cao trong môi trường sẽ dẫn đến sự phơi

nhiễm cho cộng đồng khi tiếp xúc, vì rất có thể trầm tích sông Nhuệ sẽ được nạo

vét, được sử dụng làm phân bón cho cây lương thực, và chính hàm lượng sắt cao

trong bùn đất cũng hạn chế năng suất cây trồng. Trong những năm tới nếu nguồn

thải ra sông Nhuệ không được kiểm soát thì nguy cơ ô nhiễm sắt và các kim loại

khác trong trầm tích là rất lớn.

Nhận thấy các vị trí có hàm lượng kim loại nặng tăng cao đều có sự liên quan

trực tiếp đến các hoạt động của con người. Cụ thể như vị trí Cầu Tó, hàm lượng sắt,

cadimi, kẽm trong trầm tích đều rất cao có thể là kết quả của việc phải tiếp nhận

nước thải của thành phố Hà Nội từ sông Tô Lịch qua đập Thanh Liệt, nước thải của

khu công nghiệp Cầu Diễn, nước thải của các làng nghề chế biến kim loại như làng

nghề dao kéo Đa Sỹ ở Hà Đông… Ở Cầu Chiếc, hàm lượng chì cao hơn hẳn các vị

trí khác giải thích việc sông phải tiếp nhận một lượng lớn nước thải có nhiễm chì từ

các nhà máy pin, nhà máy sơn, ... từ khu công nghiệp Văn Điển. Do đó có thể đánh

giá rằng trầm tích sông Nhuệ đã có dấu hiệu bị ô nhiễm kim loại nặng Pb, Cd và có

nguy cơ ô nhiễm Zn do các hoạt động sản xuất và chất thải đô thị.

Như vậy, tại thời điểm nghiên cứu, hàm lượng KLN trong trầm tích sông

Nhuệ lớn hơn nhiều so với lớp nước phía trên và có mối quan hệ tương quan chặt

chẽ với hàm lượng của các ion kim loại trong nước. Do môi trường nước sông Nhuệ

có pH hơi kiềm, hầu hết các kim loại trong nước sông Nhuệ nhanh chóng bị tích lũy

69

đi vào trầm tích đáy, và xu hướng của các kim loại trong trầm tích cũng ít có khả

năng hòa tan ngược lại vào nước. Chính vì lí do đó nên hàm lượng các KLN trong

trầm tích sông Nhuệ cao hơn nhiều so với hàm lượng KLN trong nước sông. Trầm

tích sông Nhuệ đã có những dấu hiệu ô nhiễm nặng các kim loại Pb (248,2÷336,8

mg/kg) cao gấp từ 2,72 ÷2,59 lần GTGH của QCVN 43:2012/BTNMT, Cd

(6,2÷9,8mg/kg) cao gấp từ 1,24÷1,96 lần GTGH của QCVN 43:2012/BTNMT, Zn

(260,1÷341,6 mg/kg) cao hơn GTGH QCVN 43:2012/BTNMT ở 2/5 vị trí và có

hàm lượng Fe lớn (254,8÷295,6 mg/kg).

3.3. Sự đa dạng thực vật thuỷ sinh bậc cao có mạch lưu vực sông Nhuệ và khả

năng sử dụng thực vật thuỷ sinh LVS Nhuệ để xử lý ô nhiễm nước

Hệ sinh thái nước ngọt vùng lưu vực sông Nhuệ có sự đa dạng lớn về loài.

Giới hạn của các hệ sinh thái này được ghi nhận bao gồm các vùng bán ngập và

vùng ngập nước toàn phần của sông Nhuệ, bao gồm các loài có thể sống trong nhiều

môi trường có chế độ ngập nước khác nhau tới những loài chỉ sống được trong môi

trường ngập nước ngọt thường xuyên.

Bảng 3.1. Các loài TVTS có mạch khu vực sông Nhuệ và số đợt bắt gặp trong các chuyến khảo sát thực địa

STT Tên khoa học Tên Việt Nam Số đợt bắt gặp

Nhóm các loài thực vạt ngập nước

1. Monochoriahastata (L.) Solms Rau mác thon 7/9 2. Ottelia alismoides (L.) Pers Rau bát 7/9 3. Hydrilla verticillata (L.f.) Royle Rong đuôi chó 8/9 Nhóm các loài thực vật lá nổi với bộ rễ trong khối nước 4. Eichhornia crassipes (Mart.) Solms Bèo tây 9/9 5. Pistia stratiotes L. Bèo cái 8/9 6. Lemna perpusilla Torr Bèo tấm 6/9 7. Salvinia natans (L.) All Bèo ong 7/9

70

8. Salvinia cucullata Roxb

Bèo tai chuọt

5/9

9. Azolla pinnata R.Br. Bèo hoa dâu 6/9

Nhóm các loài thực vật bán ngạp nước

10. Acorus calamus L.

Thủy xuong bồ

6/9

11. Acrachne racemosa Ohwi Cỏ mần trầu tầng 6/9 12. Alternanthera sessilis (L.) A.DC.

Rau dệu thuờng

5/9

13. Canthium dicoccum Teysm. Et Binn Găng vàng hai hạt 9/9 14. Colocasia gigantea Hook.F. Dọc mùng to 9/9 15. Cyperus alterfolious Cói quạt, Thủy trúc 9/9 16. Echinochloa colona Link Cỏ lồng vực nhỏ 5/9 17. Echinochloa crus-galli (L.) Beauv Cỏ lồng vực 5/9 18. Enydra fluctuans Lour. Ngổ trâu 9/9 19. Eriocaulon gracile Mart. Cỏ dùi trống 3/9 20. Fraxinus chinensis Roxb. Trần bì Trung Quốc 5/9 21. Ipomoea aquatica Forsk. Rau muống 9/9 22. Lagestroemia speciosa (L.) Pers.

Bằng la ng nu ớc

9/9

23. Lophopetalum wightianum Arn. Sang tràng 9/9 24. Ludwigia adscendens (L.) Hara

Rau dừa nu ớc

9/9

71

25. Ludwigia octovalvis (Jacq.) Raven

Rau muong đứng

9/9

26. Marsilea quadrifolia L.

Rau bợ thuờng

7/9

27. Rotala indica (Willd.) Koehne Vảy ốc nến 7/9 28. Panicum repens L.

Cỏ gừng nu ớc

7/9

29. Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud.

Sậy nam 9/9

30. Polygonum hydropiper L.

Nghể ram

7/9

31. Polygonum chinensis L. Thồm lồm 8/9 32. Polygonum odoratum Lour. Rau răm 7/9 33. S. sagittaefolia L. Rau mác 8/9

Theo ghi nhận của các đợt điều tra thực địa, nhận định có 33 loài thực vật

bậc cao có mạch thích nghi với các môi trường sống khác nhau sống trong hệ sinh

thái này, tên các loài TVTS có mạch khu vực sông Nhuệ và số đợt bắt gặp trên sông

trong 9 chuyến đi khảo sát trong giai đoạn 2013- 2015 ở dọc chiều dài đoạn sông từ

Cầu Tó tới Cống Thần được nêu trong Bảng 3.1.

Các loài TVTS này bao gồm 3 nhóm chính sau:

* Nhóm các loài thực vật ngập nước gồm 3 loài rau mác thon

(Monochoriahastata (L.) Solms), rau bát (Ottelia alismoides (L.) Pers.), rong đuôi

chó (Hydrilla verticillata (L.f.) Royle) là những loài thực vật chỉ thị cho môi trường

nước sạch. Các loài này chỉ được tìm thấy ở phần hạ lưu của sông Nhuệ, đoạn sau

điểm Cống Thần. Tập hợp các loài này tạo thành quần xã thực vật thủy sinh sống

chìm có rễ bám hoặc toàn bộ thân rễ lá sống dựa vào nước của thủy vực.

72

* Nhóm các loài thực vật lá nổi với bộ rễ trong khối nước: Là những loài thực vật

có rễ hoặc thân rễ phát triển trong nước, phần thân và lá nổi trên mặt nước và có thể

di chuyển nhờ nước, thường tập trung thành từng mảng với các kích thước khác

nhau với biên độ sinh thái rộng, phân bố từ những vùng nước sạch đến những nơi

nước bị ô nhiễm tương đối nặng. Kích thước và sinh khối quần xã rất khác nhau tùy

thuộc vào môi trường.

Trong vùng lưu vực sông Nhuệ có sự xuất hiện của các loài trôi nổi, bao gồm

6 loài: bèo tây (Eichhornia crassipes), bèo cái (Pistia stratiotes L.), bèo tấm (Lemna

perpusilla Torr.), bèo ong (Salvinia natans (L.) All.), bèo tai chuột (Salvinia

cucullata Roxb.). Nhìn chung, các quần xã thực vật trôi nổi này có ảnh hưởng rất

lớn đến chất lượng nước trên lưu vực sông, có tác dụng làm lắng đọng các chất thải

rắn trôi nổi trong nguồn nước chảy nhờ hệ rễ của các cá thể trong quần xã. Tuy

nhiên, bên cạnh đó, sự phát triển của chúng lại làm hạn chế dòng chảy và mỗi khi

có mưa xuống hay mỗi đợt thải nước qua cống, do các quần xã này gây cản trở

dòng chảy đã làm nước thải ô nhiễm lan rộng vào các dải đất ven sông.

* Nhóm các loài thực vật bán ngập nước: Bao gồm 24 loài, là những loài tạo

nên các quần xã thực vật đặc sắc, khá đa dạng về dạng sống với các cây bụi đến

những loài thân cỏ dạng lúa, thân thảo nên chúng đã hình thành nhiều quần xã sinh

vật đặc sắc, trong đó phải kể đến các loài rau dệu thường (Alternanthera sessilis

(L.) A. DC), dọc mùng to (Colocasia gigantea (Blume) Hook.F.), cây thuỷ trúc

(Cyperus involucratus), cỏ lồng vực (Echinochloa crus-galli (L.) P. Beauv)…

Trong thủy vực nghiên cứu có thể thấy tuy không có sự đa dạng lớn về loài

nhưng hầu hết các loài có trong thuỷ vực là những loài có giá trị trong việc làm sạch

nước đã được chứng minh qua nhiều nghiên cứu như bèo tây (Eichhornia

crassipes), bèo cái (Pistia stratiotes L.), bèo tấm (Lemna perpusilla Torr.), rau

muống (Ipomoea aquatica Forsk.), ngổ trâu (Enydra fluctuans Lour.), thuỷ trúc

(Cyperus involucratus),… [41], [42], [ 51], [ 63], [66]… Đặc biệt 3 loài TVTS thuỷ

trúc, rau muống, ngổ trâu đều được tìm thấy trong thuỷ vực sông Nhuệ với tần suất

lớn hơn các loài TVTS khác.

73

Nhận thấy, hiện nay, mức độ đa dạng sinh học của thực vật bậc cao thủy vực

sông Nhuệ đang có dấu hiệu suy giảm do việc lạm dụng khai thác và xây dựng các

quần xã cây trồng phục vụ cho nhu cầu của người dân đã làm suy giảm đáng kể

diện tích các loài tự nhiên của thủy vực ven sông. Hơn nữa, do môi trường nước

đang ngày càng ô nhiễm nặng nề đã làm giảm tần suất xuất hiện các loài thực vật

mẫn cảm với môi trường ô nhiễm và tăng mật độ cá thể các loài thích nghi được với

môi trường bị ô nhiễm. Vì vậy, cần phải có các biện pháp bảo vệ và phục hồi tính

đa dạng sinh học các thủy vực trong lưu vực sông Nhuệ để việc cải thiện chất lượng

môi trường nước bằng các thực vật thuỷ sinh đạt hiệu quả cao.

3.4. Thực nghiệm đánh giá vai trò của các sinh vật thuỷ sinh trong quá trình

cải thiện chất lượng nước và trầm tích sông Nhuệ

Trong 3 năm nghiên cứu thực nghiệm để đánh giá vai trò của các loài TVTS

trong quá trình cải thiện chất lượng nước và trầm tích sông Nhuệ, 3 thí nghiệm nuôi

trồng các sinh vật đã được tiến hành.

Thí nghiệm đợt 1 nuôi trồng các sinh vật thuỷ sinh vào thời gian 4/11/2013

đến 3/12/2013 bao gồm thuỷ trúc, ngổ trâu, rau muống và loài động vật đáy là ốc

vặn trong nước sông Nhuệ thu được tại 2 vị trí điểm đầu Cầu Tó và điểm cuối Cống

Thần. Trầm tích đáy chưa được đưa vào thí nghiệm. Thí nghiệm cũng được tiến

hành cả trong phòng và cả ngoài thực địa. Kết quả thí nghiệm trong phòng cho thấy

ốc và ngổ trâu đã chết toàn bộ trong quá trình thí nghiệm, rau muống chết nhiều sau

2 tuần thí nghiệm. Cho đến tuần thứ ba thí nghiệm, tất cả các sinh vật đều chết

nhiều hơn 60%. Nguyên nhân gây chết các sinh vật thí nghiệm được tìm hiểu kỹ

càng, phải chăng nguồn nước quá ô nhiễm đã không thích hợp cho các sinh vật

được lựa chọn? Đối sánh với các mẫu ngoài thực tế thì trong tuần đầu thí nghiệm,

số lượng cá thể ốc vặn chết ngoài thực tế cũng khá cao, từ 21 đến 32%, ngổ trâu và

rau muống chết từ 1 đến 15%, tỷ lệ chết cao ở Cầu Tó và Cầu Chiếc, thuỷ trúc sống

tốt ở cả hai điểm thí nghiệm. Nhưng sau tuần thứ nhất, các bè thực nghiệm nuôi

trồng ngoài thực tế được trồng ở Cầu Tó và Cống Thần đã bị phá huỷ. Như vậy

nguyên nhân gây chết các sinh vật còn chưa được làm rõ thì những bè thí nghiệm

74

trong môi trường thực tế đã không còn để mà đối sánh. Thí nghiệm thực tế nuôi

trồng các loài TVTS cần phải được xây dựng và làm lại.

Thí nghiệm đợt 2 được tiến hành vào 24/3/2014 đến 10/4/2014. Thí nghiệm

đợt này cũng được tiến hành cả trong phòng và cả ngoài thực địa. 4 vị trí lấy nước

và trầm tích nuôi trồng trong phòng thí nghiệm bao gồm Cầu Tó, Cầu Chiếc, Đồng

Quan và Cống Thần. 8 bè hỗn hợp các sinh vật nuôi trồng ngoài thực địa cũng được

thả tại 4 vị trí lấy mẫu nước và trầm tích nói trên. Thời gian thí nghiệm dự định kéo

dài trong 2 tuần, trầm tích đáy được đưa vào thí nghiệm. Đối với các bè thả ngoài

thực địa, tất cả đều bị phá huỷ hết trong vòng 8 ngày. Trong suốt quá trình thí

nghiệm ốc vẫn bị chết rất nhiều, cả ở các bể thí nghiệm trong nhà (hơn 90%) và các

lồng ngoài trời cho đến khi lồng bị phá huỷ (70%).

Nhận thấy ốc vặn không thích hợp với môi trường nước sông Nhuệ, đối tượng

nghiên cứu đã thu hẹp lại là 3 loài TVTS thuỷ trúc, rau muống và ngổ trâu. 3 loài

TVTS này sau đó đã được sử dụng cho thí nghiệm vào đợt 3 – cuối tháng 3 đầu

tháng 4 năm 2015. Lần này, các loài TVTS đã sống và phát triển ở các môi trường

thí nghiệm, cho kết quả khả quan. Phần dưới đây tập trung báo cáo về thí nghiệm

đợt 3 này.

3.4.1. Chất lượng nước và trầm tích sông Nhuệ sử dụng cho thực nghiệm

Mẫu nước và trầm tích sông Nhuệ dùng để trồng các TSTV được thu vào ngày

30/3/2015. Vào ngày này, thời tiết khô hanh, có nắng nhẹ. Ở đầu nguồn cống Liên

Mạc đóng. Nước sông Nhuệ có màu đen, bốc mùi hôi ở suốt chiều dài đoạn sông

nghiên cứu. Ngay sau khi mẫu nước và trầm tích được lấy xong, một phần mẫu đã

được thu, được bảo quản và được đưa vào phòng thí nghiệm để phân tích các thông

số chất lượng nước, trầm tích. Một số chỉ tiêu vật lý như độ pH, độ dẫn điện EC,

DO được đo ngay ngoài hiện trường bằng máy đo nhanh TOA.

Kết quả phân tích chất lượng nước và trầm tích sông Nhuệ cho thấy nước và

trầm tích sông Nhuệ lúc này mang tính chất đặc trưng của nước và trầm tích sông

Nhuệ mùa khô với nhiều thông số chất lượng nước vượt giá trị giới hạn cho phép

75

B1 của QCVN 8:2008 /BTNMT và một số thông số KLN trong trầm tích vượt

GTGH của QCVN 43:2012/BTNMT.

* Chất lượng nước sông Nhuệ dùng cho thí nghiệm trong đợt 3 từ ngày

30.3.2015 đến ngày 13.4.2015:

- Trong số các thông số vật lý của các mẫu nước sông Nhuệ được dùng cho thí

nghiệm nuôi trồng các thuỷ sinh thực vật, chỉ có độ pH là thoả mãn giá trị giới hạn

tiêu chuẩn nước tưới tiêu B1 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Các thông số khác,

đặc biệt hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng TSS, hàm lượng oxy hoà tan DO, luôn

không thoả mãn GTGG B1 của quy chuẩn này.

- Các thông số ô nhiễm hữu cơ, vi sinh trong các mẫu nước sông Nhuệ đều rất

cao, thể hiện mức ô nhiễm nặng bởi các chất hữu cơ và vi sinh vật, chất lượng nước

sông không thoả mãn tiêu chuẩn nước mặt cấp cho tưới tiêu thuỷ lợi.

- Các thông số gây phú dưỡng nguồn nước trong các mẫu nước sông để nuôi

trồng các loài TVTS đều cao hơn giá trị giới hạn B1 của Quy chuẩn QCVN 8:2008

/BTNMT [14], nước sông cho mục đích tưới tiêu thủy lợi, thậm chí ở một số vị trí

như Cầu Tó, Cầu Chiếc nước cũng không đủ tiêu chuẩn để làm nước giao thông

thủy. Hàm lượng các thông số chất lượng nước thường cao gấp đôi đến vài lần, đặc

biệt là hàm lượng amoni có thể gấp đến chục lần giá trị quy chuẩn chất lượng nước

mặt.

Chất lượng các mẫu nước sông Nhuệ được dùng cho thí nghiệm được trình

bày trong Bảng 3.2.

Bảng 3.2. Các thông số chất lượng nước của các mẫu nước sông Nhuệ trong thí nghiệm nuôi trồng các thực vật thuỷ sinh (thời gian lấy mẫu ngày 30/3 /2015)

Vị trí lấy mẫu TT Các thông số

CLN Đơn vị

Cầu Tó Cầu

Chiếc Đồng Quan

Cống Thần

QCVN 8:2008

/BTNMT – B1

1. Độ pH - 7,7 7,4 7,3 7,3 5,5÷ 9 2. TSS mg/l 290 236 215 231 50 3. DO mg/l 1,3 1,7 2,4 3,9 ≥4 4. COD mg/l 146 108 64 36 30 5. BOD5 mg/l 59 39 30 31 15 6. Tổng Coliform MPN/100ml 76x104 23x104 24x104 19x104 7,5 x103 7. N- NH4

+ mg/l 7,14 6,65 4,97 4,41 0,5

76

8. N – NO2- mg/l 0,02 0,06 0,02 0,05 0,05

9. N- NO3- mg/l 0,05 0,08 0,18 0,19 10

10. TN mg/l 14,31 13,57 11,71 11,42 - 11. P – PO4

3- mg/l 3,11 1,61 1,64 0,57 0,3 12. TP mg/l 3,25 1,71 1,99 0,96 - 13. Fe mg/l 2,7 1,5 2,3 1,8 1,5 14. Zn mg/l 1,51 0,92 0,71 0,58 1,5

- Hàm lượng các KLN trong các mẫu nước thu được trên sông Nhuệ, ngoại trừ

nguyên tố sắt, có xu hướng giảm dần sau mẫu thu được ở Cầu Chiếc và đạt giá trị

thấp hơn nhất tại mẫu thu được ở Cống Thần.

* Chất lượng trầm tích sông Nhuệ dùng cho thí nghiệm trong đợt 3 từ ngày

30.3.2015 đến ngày 13.4.2015:

Bảng 3.3. Các thông số chất lượng trầm tích của các mẫu nước sông Nhuệ dùng cho

thí nghiệm nuôi trồng các loài TVTS (thời gian lấy mẫu ngày 30/3 /2015)

Vị trí lấy mẫu Các thông số CLTT

Đơn vị Cầu Tó Cầu Chiếc Đồng Quan Cống Thần

QCVN 43:2012/

BTNMT Chất hữu cơ % 4,23 2,61 2,24 2,04 -

pH - 7,4 7,1 6,7 6,7 - TN mg/kg 2,91 2,75 2,52 1,56 - TP mg/kg 1,12 1,14 0,93 0,30 -

Cd mg/kg 9,2 9,8 7,1 6,2 5 Fe mg/kg 318,5 291,4 255,8 279,4 - Pb mg/kg 330,2 336,8 275,2 248,2 91,3 Zn mg/kg 341,6 311,2 272,8 265,5 315

Chất lượng các mẫu trầm tích sông Nhuệ dùng cho thí nghiệm nuôi trồng các

loài TVTS được thể hiện qua Bảng 3.3.

Kết quả phân tích cho thấy các mẫu trầm tích dùng cho thực nghiệm trồng các

loài TVTS có hàm lượng đáng kể các chất hữu cơ trong thành phần, pH nằm trong

khoảng trung tính. Các KLN Cd, Pb, Zn vượt các GTGH của QCVN

43:2012/BTNMT ở hầu hết các mẫu thí nghiệm.

3.4.2. Sự tăng trưởng, phát triển, thay đổi về thành phần vật chất trong mô của

các loài TVTS

3.4.2.1. Cấu tạo giải phẫu và sự thay đổi tế bào, khả năng tăng trưởng, thành phần

vật chất của cây thuỷ trúc sau thí nghiệm

a) Cấu tạo giải phẫu và sự thay đổi cấu trúc mô thực vật:

77

Cây Thuỷ trúc với một số tên thường gọi là thủy trúc, lác dù hay trúc ngược.

Cây thủy trúc có nguồn gốc xuất xứ từ Madagasca. Cây được phân bố rộng rãi ở

Việt Nam, là một loài TSTV có dáng đặc sắc, thân và lá đẹp. Lá non tạo thành các

bẹ ở gốc. Các lá ở đỉnh lại lớn, xếp vòng xoè ra, dài, cong xuống, thân tròn màu

xanh đậm. Hoa lúc non màu trắng sau chuyển sang nâu. Mọc thành bụi dày, thẳng

như cây dừa, cau tí hon. Nhân giống dễ dàng từ tách bụi. Cây ưa sáng, dễ chăm sóc,

mọc khoẻ, chịu được đất úng, nước. Khi trồng dưới nước thì phát triển rất nhanh.

Cây thuỷ trúc có thể phát triển tốt ở nhiệt độ tối ưu từ 20 tới 30°C [91]. Cây

có thể sống tốt trong bóng râm và cũng có thể sống trong môi trường có ánh sáng

mạnh. Cây có thể sống nơi đất hơi ẩm, nơi đầm lầy ẩm ướt hoặc cũng có thể sống

tốt trong môi trường nước. Loại đất tốt nhất cho cây là đất giàu than bùn. Khi

trưởng thành cây có chiều cao khoảng 1,2-1,8m. Độ sâu ngập thích hợp từ 2,5–

15cm.

Từ những đặc điểm trên cho thấy, cây thuỷ trúc là loài cây có khả năng thích

nghi với nhiều vùng sinh thái khác nhau. Phát triển được trên những đất tương đối

ẩm ướt hoặc trên thuỷ vực nước ngọt, tạo điều kiện cho sự phát huy tối đa những

đặc tính ưu việt của nó.

Cây thuỷ trúc có khả năng phục hồi rất nhanh sau khi bị ảnh hưởng bởi các

yếu tố ngoại cảnh bất lợi như: khô hạn, sương giá, ngập mặn và những điều kiện bất

thuận lợi khác [78]. Cây có thể thích nghi với nhiều loại đất có độ pH thay đổi từ

4,3 đến 10,5 mà không cần đến biện pháp cải tạo đất nào. Cây thuỷ trúc có khả năng

hấp thụ rất cao các chất hòa tan trong nước như nitơ, photpho và các nguyên tố kim

loại nặng có trong nước bị ô nhiễm [66], [67], [78]. Có những điểm ưu việt này là

do thuỷ trúc có cấu tạo và khả năng biến đổi kích thước tế bào khi sống trong điều

kiện sống thay đổi.

- Cấu tạo lá: Lá là cơ quan sinh dưỡng hết sức quan trọng của thực vật, có

chức năng quang hợp, tạo ra các chất dinh dưỡng để nuôi cây, tạo ra nguồn sống để

nuôi sống các sinh vật khác trên trái đất, đồng thời nó còn đảm nhiệm các chức

phận sống khác: hô hấp, thoát hơi nước. Quá trình trao đổi chất mạnh mẽ nhất trong

78

cây xảy ra tại cơ quan này, do đó cấu trúc của lá có nhiều đặc điểm để phù hợp với

chức năng và điều kiện môi trường sống. Lá thuỷ trúc có sự phân hoá rõ mặt trên

và mặt dưới. Biểu bì mặt trên lớn, các tế bào xếp sít nhau, có những tế bào vận động

lớn xen kẽ với các tế bào biểu bì bình thường. Các tế bào vận động có kích thước

lớn hơn hẳn các tế bào biểu bì khác.

Hình 3.7. Cấu tạo giải phẫu lá cây thuỷ trúc

Mô mềm thịt lá không phân hoá thành mô giậu và mô xốp, các tế bào mô mềm

chứa nhiều lục lạp thực hiện chức năng quang hợp. Có nhiều tế bào mô mềm chết

để lại các khoảng trong chứa khí lớn tạo nên hệ thống mô thông khí liên tục giữa lá

và thân. Hình thái, cấu trúc hệ thống mô thông khí của thuỷ trúc mang đặc trưng

của TVTS. Những tế bào này phân bố xen kẽ với các bó dẫn. Gân của lá thuỷ trúc

thuộc kiểu gân song song, bao quanh bó phát triển tạo thành vòng chắc nịch xung

quanh bó dẫn. Trong tế bào bao quanh bó không chứa lục lạp. Hình 3.7. trình bày

cấu tạo giải phẫu lá cây thuỷ trúc.

Tế bào mô mềm chứa lục lạp thực hiện nhiệm vụ quang hợp phân bố sát bó

dẫn, tập trung nhiều ở phía trên bó dẫn (gần biểu bì trên nơi nhận được nhiều ánh

sáng).

Khoang khí hình thành

theo kiểu dung sinh

Biểu bì

Tế bào mô mềm chứa lục lạp

Bao bó mạch

Bó mạch

79

- Cấu tạo thân: Thân cây là cơ quan sinh dưỡng có chức năng nâng đỡ và vận

chuyển các chất trong cây, thường xuyên chịu những tác động cơ học bất lợi của tự

nhiên. Quá trình thích nghi đã hình thành những đặc trưng hình thái, cấu trúc tương

ứng giúp chúng sống và thực hiện tốt các chức năng cơ bản của mình trong cơ thể

sống.

Thân cây thuỷ trúc mang cấu trúc đặc trưng của thực vật một lá mầm. Ngoài

cùng là tầng biểu bì rất nhỏ, dưới biểu bì là một số lớp tế bào mô cứng có chức năng

nâng đỡ và những bó dẫn rất nhỏ, nằm sát trong phần mô cứng. Sau tầng mô cứng

là vài lớp tế bào mô mềm nhỏ có chứa lục lạp thực hiện chức năng quang hợp. Các

bó dẫn nằm trong phân bố rải rác trong khối mô mềm có kích thước lớn hơn so với

bó dẫn phía ngoài phân bố sát tầng mô cứng. Hình 3.8. thể hiện cấu tạo giải phẫu

thân cây thuỷ trúc.

Thuỷ trúc sinh trưởng trong môi trường đất ngập nước nên cấu tạo thân cây

thể hiện rõ các đặc điểm thích nghi với chức năng dự trữ khí. Trong cấu tạo của

thân cây có rất nhiều tế bào mô mềm lớn, phân bố giữa các bó dẫn bị dung giải để

lại các khoảng trống chứa khí. Kích thước khoang chứa khí tăng dần theo tuổi của

thân. Trụ dẫn tản mạn, không phân biệt vỏ và trụ. Bó dẫn kín, kích thước bó mô

cứng bao xung quanh bó dẫn khá đều.

80

Hình 3.8. Cấu tạo giải phẫu thân cây thuỷ trúc

- Cấu tạo rễ: Rễ cây là cơ quan dinh dưỡng của cây, có nhiệm vụ chủ yếu là

hút nước và muối khoáng hòa tan để chuyển lên các cơ quan trên thân và lá. Ngoài

ra rễ còn có chức năng cơ học: giữ chặt cây vào đất hoặc một số rễ còn là cơ quan

dự trữ chất dinh dưỡng. Vùng ngoại bì của rễ cây thuỷ trúc có vài lớp tế bào mô

mềm sớm lignin hoá thực hiện chức năng cơ học. Vỏ giữa có nhiều tế bào chết để

lại các khoảng trống chứa khí hình mạng nhện. Nội bì có đai caspari phát triển. Gỗ

và libe xếp xen kẽ và mang cấu trúc đặc trưng của thực vật một lá mầm, có khoang

trống lớn ở trung tâm của rễ. Hình 3.9. mô tả cấu tạo giải phẫu của trụ rễ cây thuỷ

trúc.

Kích thước các tế bào ở thân cây sau thí nghiệm tăng lên so với các tế bào ở

thân cây trước thí nghiệm, đặc biệt là tế bào xylem và chiều dài tế bào biểu bì. Tuy

nhiên về cấu trúc và thứ tự sắp xếp tế bào, các bó mạch không có sự thay đổi. Quan

sát về hình thái, nhận thấy không có sự biến đổi nhiều nên ta vẫn nhận diện được

đây là loài nào. Màu xanh của lá có sự thay đổi, lá cây trước thí nghiệm có màu

xanh đậm, lá cây sau giai đoạn thí nghiệm có màu xanh vừa và màu xanh nhạt.

81

Hình 3.9. Cấu tạo giải phẫu của trụ rễ cây thuỷ trúc

Bảng 3.4 trình bày kích thước trước và sau thí nghiệm các tế bào của cây Thuỷ

trúc.

Bảng 3.4. Kích thước các tế bào ở thân cây thuỷ trúc trước và sau thí nghiệm

Mẫu Thời điểm phân tích

Tế bào biểu bì (μm)

Mô dày tròn (μm)

Mô mềm vỏ (μm)

Xylem (μm)

Trước TNG 6±1,3 15±1,6 20±1,4 7,5±1,1 Thuỷ trúc C Tó

(Bể số 1b) Cuối TNG 7,2±1,5 21±2,4 22±1,6 7,6±1,3 Trước TNG 6±1,3 15±1,6 20±1,4 7,5±1,1 Thuỷ trúc C Chiếc

(Bể số 2b) Cuối TNG 7,2±1,5 21±2,2 22±1,5 7,6±1,2 Trước TNG 6±1,3 15±1,6 20±1,4 7,5±1,1 Thuỷ trúc Đ Quan

(Bể số 3b) Cuối TNG 7,2±1,4 21±2.2 22±1,5 7,6±1,2 Trước TNG 6±1,3 15±1,6 20±1,4 7,5±1,1 Thuỷ trúc CThần

(Bể số 4b) Cuối TNG 7,2±1,4 21±2.1 22±1,3 7,6±1,1

b)Khả năng tăng trưởng thực vật

Trong giai đoạn1 thí nghiệm, là giai đoạn cây bắt đầu phục hồi sau khi trồng

nên ảnh hưởng của hàm lượng các chất ô nhiễm ở các vị trí khác nhau đến khả năng

đẻ nhánh của cây chưa biểu hiện rõ. Khả năng đẻ nhánh của cây lần lượt từ 1,3÷1,5

nhánh/ khóm, có sự khác biệt không lớn giữa các môi trường thí nghiệm khác nhau.

82

Tuy nhiên, ở giai đoạn 2 thí nghiệm có sự khác biệt đáng kể giữa sự phân nhánh

giữa các môi trường thí nghiệm với số nhánh tăng lên của cây ở bể mẫu Cầu Chiếc

chỉ là 1,5÷2 nhánh/ khóm trong khi ở bể mẫu Cống Thần là 2,5 ÷3 nhánh/ khóm và

ở bể mẫu Đồng Quan là 3÷3,5 nhánh/ khóm. Số nhánh cây tăng lên góp phần tích

cực vào việc xử lí các chất ô nhiễm trong môi trường của cây vì chúng làm tăng khả

năng vận chuyển và trao đổi chất đồng thời còn giúp thoát hơi nước và các chất ra

bên ngoài theo đường khí khổng của lá.

Chiều cao của cây ban đầu là 40 ± 2cm. Chiều cao cây tăng cao nhất tại mẫu

trồng ở Cống Thần, tăng thấp nhất tại Cầu Chiếc. Rễ cũng tăng lên đáng kể, khoảng

8÷12 rễ trên một cây, sự biến thiên chiều dài rễ khá rõ rệt, từ 2÷ 5cm cho một rễ

cây. Rễ cây tăng lên cho thấy khả năng sinh trưởng tốt trong môi trường nước và

trầm tích sông Nhuệ của cây thuỷ trúc.

Bảng 3.5. trình bày sự tăng trưởng của cây thuỷ trúc trước và sau thời gian thí

nghiệm. Không có nhánh cây nào bị chết trong tất cả các môi trường thí nghiệm

trong suốt giai đoạn thí nghiệm. Quan sát thấy cây thuỷ trúc có khả năng phân

nhánh mạnh ở tất cả các giai đoạn thí nghiệm.

Bảng 3.5. Sự tăng trưởng của cây thuỷ trúc trước và sau thời gian thí nghiệm

Mẫu Hình thái thực vật Trước TNG Giai đoạn 1 TNG

Giai đoạn 2 TNG

Chiều cao (cm) 40 ± 2 42 ± 2 44 ± 2 Thuỷ trúc Cầu Tó

(Bể số 1b) Số nhánh cây 16 20 30 Chiều cao (cm) 40 ± 2 41 ± 2 43 ± 2 Thuỷ trúc Cầu Chiếc

(Bể số 2b) Số nhánh cây 16 21 28 Chiều cao (cm) 40 ± 2 44,5 ± 2 45 ± 2 Thuỷ trúc Đồng Quan

(Bể số 3b) Số nhánh cây 16 21 32 Chiều cao (cm) 40 ± 2 45 ± 2 46,5 ± 2 Thuỷ trúc Cống Thần

(Bể số 4b) Số nhánh cây 16 22 33 Sinh khối tươi và sinh khối khô: Bảng 3.6. giới thiệu sinh khối của cây thuỷ

trúc trước và sau thí nghiệm.

Bảng 3.6. Sinh khối và năng suất của cây thuỷ trúc trước, giữa và sau thí nghiệm

Mẫu Trước TNG GiữaTNG Sau TNG

83

mTLT (g) 300 415,39 460,27 mTLK (g) 15,79 21,96 25,60 TLT/TLK 19 17,98 18,70

Thuỷ trúc Cầu Tó

(Bể số 1b)

P(gTLK/m2/ng) 5,04 2,04 mTLT (g) 300 405,84 435,70 mTLK (g) 15,79 21,42 24,19 TLT/TLK 19 18,01 18,01

Thuỷ trúc Cầu Chiếc

(Bể số 2b)

P(gTLK/m2/ng) 4,60 0,95 mTLT (g) 300 439,89 477,08 mTLK (g) 15,79 23,19 25,93 TLT/TLK 19 18,4 18,40

Thuỷ trúc Đồng Quan

(Bể số 3b) P(gTLK/m2/ng) 6,04 1,15

mTLT (g) 300 433,42 464,71 mTLK (g) 15,79 22,85 25,26 TLT/TLK 19 18,4 18,90

Thuỷ trúc Cống Thần

(Bể số 4b)

P(gTLK/m2/ng) 5,76 0.97

Chú thích: mTLT: khối lượng tươi của thực vật;

mTLK: khối lượng khô của thực vật;

P: năng suất thực vật

TLT/TLK: tỷ lệ giữa khối lượng tươi và khối lượng khô của thực vật

Sự sinh trưởng và phát triển của cây phụ thuộc vào nồng độ của chất ô nhiễm

và khả năng tích lũy các chất ô nhiễm của cây. Trong thời gian nghiên cứu, sinh

khối tươi và sinh khối khô của cây được xác định nhằm xác định khả năng tăng

trưởng cũng như đánh giá khả năng hấp thụ KLN của cây thuỷ trúc. Sự sai khác

đáng kể giữa sự tăng trưởng sinh khối cũng như giữa tỷ lệ sinh khối tươi và sinh

khối khô đã được phát hiện.

Trọng lượng tươi được dùng ban đầu là 300g/ bể tương đương với mật độ thực

vật là 1714g/m2. Sinh khối khô ban đầu được xác định là 15.79g/ bể. Tỷ lệ sinh khối

tươi/ sinh khối khô ban đầu là 19. Kết quả cân sinh khối giữa thí nghiệm cho thấy

lần lượt ở các bể thí nghiệm từ Cầu Tó, Cầu Chiếc, Đồng Quan, Cống Thần có

38%, 35%, 46%, 45% sinh khối thuỷ trúc đã tăng trong khi đến cuối thí nghiệm

sinh khối lần lượt tăng ở các bể 16%, 9%, 12%, 10%. Nhận thấy rằng cùng khoảng

thời gian 7 ngày nhưng sinh khối ở giai đoạn 1 đã tăng gấp từ 2,5 đến 4,4 lần so với

giai đoạn 2.

84

Cây ở bể mẫu Đồng Quan cũng cho sinh khối cao nhất, tăng 58% khối lượng

tươi so với ban đầu, sinh khối tăng thấp nhất được ghi nhận ở bể mẫu Cầu Chiếc với

lượng tăng sinh khối 44%, ở Cầu Tó 54% và ở Cống Thần 55 %. Năng suất của

thuỷ trúc khi được trồng bằng nước và trầm tích sông Nhuệ ở giai đoạn 1 cũng được

ghi nhận là cao hơn nhiều so với giai đoạn 2, cụ thể trong giai đoạn 1, năng suất

giữa các bể thí nghiệm nằm trong khoảng 4,6÷6,04 gTLK/m2/ngày, cao nhất ở bể

Đồng Quan và thấp nhất ở bể Cầu Chiếc còn trong giai đoạn 2, năng suất chỉ đạt từ

0,95 ÷ 2,04gTLK/m2/ngày, cao nhất ở bể mẫu Cầu Tó và thấp nhất ở bể mẫu Cống

Thần. Sự chênh lệch về năng suất giữa hai giai đoạn là do chất ô nhiễm dinh dưỡng

đã giảm đi rõ rệt trong giai đoạn 1 khiến cây không còn đủ chất dinh dưỡng để hấp

thụ phát triển cơ thể thực vật nữa.

Tỷ lệ sinh khối tươi/ sinh khối khô sau TNG đã thay đổi rõ rệt. Trong khi tỷ lệ

này ban đầu là 19 thì sau thí nghiệm, con số này là 17,98÷18,4, cao nhất tại Cống

Thần và thấp nhất tại Cầu Chiếc. Sự thay đổi tỷ trọng này có thể do một hàm lượng

đáng kể kim loại nặng đã được hấp thụ tạo sinh khối thực vật.

c) Hàm lượng, thành phần các chất trong mô của cây Thuỷ trúc trước và sau thí

nghiệm

Mục đích của thực nghiệm sử dụng thuỷ sinh thực vật là để nghiên cứu khả

năng lấy đi các chất có hàm lượng cao gây ô nhiễm nước sông Nhuệ. Ở đây tập

trung vào các chất gây phú dưỡng nguồn nước sông Nhuệ là các hợp chất của nitơ

và photpho, các KLN có hàm lượng cao trong nước sông Nhuệ - Fe, Zn.

Kết quả phân tích mô thực vật cho thấy hàm lượng các chất dinh dưỡng nitơ

và photpho trong các mô của thuỷ trúc đã tăng rõ rệt sau thí nghiệm. Sự thay đổi

hàm lượng nitơ tổng và photpho tổng trung bình trong các mô của các mẫu Thuỷ

trúc trước và sau thí nghiệm được biểu diễn qua Hình 3.10.

Tổng nitơ trong các mẫu Thuỷ trúc trước TNG là 16,2mg/gTLK thì ở các

mẫu thu hoạch sau thí nghiệm, hàm lượng này nằm trong khoảng 16,6 ÷ 17,1

mg/gTLK, tăng từ 0,4÷ 0,9 mg/gTLK (khoảng 2,5÷5,5%) trong các mô của TV.

Photpho tổng của các mẫu thuỷ trúc trước thí nghiệm 4,23 mg/gTLK, sau thí

85

nghiệm nằm trong khoảng 4,42 ÷ 4,48 mg/gTLK, tăng từ 0,19 ÷ 0,25mg/g TLK

(khoảng 4,5

÷5,9%

Chú thích: 1. Mẫu trồng bằng nước và TT tại Cầu Tó; 2. Mẫu trồng bằng nước và TT tại Cầu Chiếc;

3. Mẫu trồng bằng nước và TT tại Đồng Quan; 4. Mẫu trồng bằng nước và TT tại Cống Thần

Hình 3.10. Hàm lượng TN và TP trung bình trong mô của thuỷ trúc trước và sau thí

nghiệm

- Đối với chất ô nhiễm là các KLN: Bên cạnh khả năng hấp thụ tốt các hợp

chất dinh dưỡng của nitơ và photpho, thuỷ trúc cũng hấp thụ tốt các KLN có hàm

86

lượng cao trong các mẫu nước sông Nhuệ, để tạo nên một hàm lượng đáng kể các

KLN được tìm thấy trong rễ, thân, lá của loài TV này. Bảng 3.7 trình bày khả năng

hấp thu KLN Fe, Zn của thuỷ trúc khi được trồng trong mẫu nước và trầm tích thu

được trên sông Nhuệ.

+ Hàm lượng Fe, Zn trong rễ thân lá của thuỷ trúc và khả năng chuyển vận các

KLN này từ rễ lên thân lá: Kết quả phân tích cho thấy, trước thí nghiệm, có một

hàm lượng nhỏ của Fe, Zn (vài ppm) trong mỗi gram trọng lượng khô thân, rễ, lá

của TV. Sau thí nghiệm, trong mỗi gram trọng lượng khô phát hiện thấy sự thay đổi

lớn về thành phần các KLN này. Các mẫu thuỷ trúc thu được sau thí nghiệm có

chứa hàm lượng Fe cao gấp từ 35 ÷ 48 lần (trong lá), 19,6 ÷30,7 lần (trong thân),

27,78 ÷ 35 lần (trong rễ), có chứa hàm lượng Zn cao gấp từ 46÷ 50 lần (trong lá),

28 ÷35 lần (trong thân), 23 ÷ 34,25 lần (trong rễ). Mẫu thuỷ trúc trồng bằng mẫu

nước thu tại Cầu Tó có hàm lượng cao nhất của sắt trong rễ, thân, lá. Trong khi đó,

phát hiện hàm lượng thấp hơn của Fe trong rễ thân, lá của các mẫu thuỷ trúc được

trồng trong môi trường nước và trầm tích sông Nhuệ thu được tại các vị trí Cầu

Chiếc, Đồng Quan, Cống Thần. Trong mẫu nước và trầm tích thu tại Cầu Tó cũng

có hàm lượng sắt cao nhất. Mẫu Thuỷ trúc trồng bằng mẫu nước thu tại Cống Thần

có hàm lượng kẽm cao nhất trong thân và lá, trong khi mẫu thuỷ trúc trồng bằng

mẫu nước thu tại Cầu Tó có hàm lượng kẽm cao nhất trong rễ.

TF là hệ số vận chuyển thể hiện khả năng chuyển vận các KLN từ rễ lên thân,

lá của thuỷ trúc là cao đối với KLN Zn (TF = 0,63 ÷0,83), là trung bình đối với KL

Fe (TF = 0,4÷0,6). Như vậy 2/3lượng kẽm thuỷ trúc hấp thu được sẽ được chuyển

lên thân và lá. Điều này rất có ý nghĩa vì lượng kẽm này sẽ dễ dàng được lấy đi vĩnh

viễn khỏi môi trường chỉ bằng cách cắt đi phần thân lá.

Ngược với xu hướng giảm dần của hàm lượng các KLN trong rễ, thân, lá của

thuỷ trúc khi hàm lượng KLN trong môi trường nước và trầm tích giảm, nhận thấy

có xu hướng tăng dần của TF khi các KLN này giảm dần trong môi trường. Điều đó

có thể cho thấy khi hàm lượng KLN cao trong môi trường sẽ làm giảm khả năng

chuyển vận các KLN lên thân và lá.

87

Bảng 3.7. Hàm lượng các KLN trong các mô TV và TF đối với các KLN của thuỷ trúc

Trước thí nghiệm Sau 7 ngày Sau 14 ngày Mẫu Lá Thân Rễ Lá Thân Rễ Lá Thân Rễ

Đơn vị

KLN

(ppm)

TF QCVN07:

2009/BTNMT

Fe 0,4 5,2 9,8 3,7 39,8 109,6 16 102 293 0,40 - Thuỷ trúc C

Tó (Bể số 1b)

Zn 0,8 4,5 8,7 16,6 45,2 89,5

39 152 290 0,66 5000

Fe 0,4 5,2 9,8 6,0 65,2 182,9 15 113 280 0,46 - Thuỷ trúc CChiếc (Bể số

2b)

Zn 0,8 4,5 8,7 21,4 62,9 126,1

40 147 298 0,63 5000

Fe 0,4 5,2 9,8 5,0 55,6 154,4 14 121 318 0,42 - Thuỷ trúc

ĐQuan (Bể số 3b)

Zn 0,8 4,5 8,7 30,0 88,2 179,6

37 153 252 0,73 5000

Fe 0,4 5,2 9,8 3,6 39,6 108,0 19 160 297 0,60 - Thuỷ trúc

CThần(Bể số 4b)

Zn 0,8 4,5 8,7 36,7 100 183,4

40 125 200 0,83 5000

Kết quả thí nghiệm đã chứng minh sự tương quan tỷ lệ thuận một cách rõ rệt

về hàm lượng các KLN trong môi trường nước, trầm tích với hàm lượng các KLN

trong rễ, thân, lá của thuỷ trúc. TF là hệ số vận chuyển thể hiện khả năng chuyển

vận các KLN từ rễ lên thân, lá của thuỷ trúc là khá đối với KLN Zn (0,63 ÷0,83) và

trung bình đối với KLN Fe (0,4 ÷ 0,6).

d) Hiệu quả hấp thụ các chất ô nhiễm sông Nhuệ của cây thuỷ trúc

Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, thuỷ trúc đã lấy đi các chất ô

nhiễm có trong nước sông Nhuệ để tổng hợp chất tạo sinh khối thực vật. Số liệu

trong Bảng 3.8 là kết quả tính toán lượng chất ô nhiễm được tách ra khỏi nước và

trầm tích thông qua các kết quả về khả năng tích lũy trong các bộ phận của cây

được thu hoạch sau 7 ngày, 14 ngày thí nghiệm.

Bảng 3.8. Hiệu quả hấp thụ các chất ô nhiễm sông Nhuệ của cây thuỷ trúc

Chất ô nhiễm được hấp thu bởi TV (mg/bể)

Bể thí nghiệm Chất ô nhiễm

Lá Thân Rễ Tổng hấp thụ

Tổng CON trong nước

(mg/bể)

Hiệu quả hấp thụ

(%)

Fe 0,07 1,91 0,68 2,58 118,13 2,18 Zn 0,18 0,08 0,67 0,87 66,06 1,31 TN 78,80 302,75 39,40 165,1 626,06 26,38

Thuỷ trúc CTó

(Bể số 1b)

TP 20,60 79,05 10,30 43,16 142,19 30,35

88

Fe 0,06 0,09 0,61 0,69 65,63 1,05 Zn 0,17 0,08 0,65 0,84 40,25 2,08 TN 74,02 286,07 37,01 141,3 593,69 23,80

Thuỷ trúcCChiếc

(Bể số 2b)

TP 19,16 74,70 9,58 36,64 118,56 30,91 Fe 0,07 0,10 0,74 0,83 100,63 0,83 Zn 0,17 0,09 0,59 0,78 31,06 2,51 TN 77,95 306,65 38,97 167,8 512,31 32,75

Thuỷ trúcĐQuan

(Bể số 3b)

TP 20,49 80,07 10,24 44,01 130,81 33,65 Fe 0,09 0,10 0,68 0,78 78,75 1,00 Zn 0,18 0,08 0,45 0,65 25,38 2,57 TN 75,48 298,72 37,74 156,1 499,63 31,25

Thuỷ trúc CThần

(Bể số 4b)

TP 19,91 78,00 9,96 41,08 129,50 31,72 Kết quả cho thấy, nhìn chung, ở bể mẫu Đồng Quan, cây Thuỷ trúc có khả

năng hấp thụ tốt nhất các chất ô nhiễm sau đó đến bể mẫu thu tại Cống Thần, Cầu

Chiếc. Khả năng hấp thụ kém nhất các chất ô nhiễm của cây thuỷ trúc thể hiện ở

môi trường mẫu thu được tại Cầu Tó.

* Hiệu quả hấp thụ các chất ô nhiễm gây phú dưỡng nguồn nước qua các giai

đoạn thí nghiệm của thuỷ trúc:

Kết quả cân sinh khối và phân tích TN, TP trong cơ thể thuỷ trúc cho thấy,

trong giai đoạn đầu thí nghiệm (7 ngày đầu thí nghiệm), thuỷ trúc đã hấp thụ được

14,5 ÷ 23,4% TN, 16÷ 21% TP trong môi trường nước sông Nhuệ. Giai đoạn 2 thí

nghiệm (7 ngày cuối thí nghiệm) có 7,6 ÷ 12% TN và 12 ÷ 14% TP được Thuỷ trúc

hấp thụ từ môi trường. Tổng cộng sau 14 ngày thí nghiệm, Thuỷ trúc hấp thụ được

từ môi trường nước sông Nhuệ 26 ÷33% TN và 30÷ 34% TP. Nhìn chung ở các bể

Đồng Quan và Cống Thần, sự hấp thụ các chất gây phú dưỡng nguồn nước sông

Nhuệ của Thuỷ trúc được diễn ra chủ yếu ở giai đoạn 1 trong khi ở các bể còn lại,

sự hấp thụ các chất ô nhiễm này lại diễn ra mạnh mẽ hơn ở giai đoạn 2.

89

Hình 3.11. Hiệu quả hấp thụ các chất gây phú dưỡng nguồn nước sông Nhuệ bởi

cây Thuỷ trúc trong 2 giai đoạn thí nghiệm

* Khả năng hấp thụ các KLN Fe, Zn qua 2 giai đoạn thí nghiệm của thuỷ trúc:

Trong giai đoạn đầu thí nghiệm, thuỷ trúc hấp thụ được 0,3÷ 0,8 % Fe, 0,6 ÷1,2%

Zn từ môi trường nước. Ở giai đoạn 2 TNG 0,6 ÷1,5% Fe, 0,8 ÷ 1,5% Zn trong

nước được thuỷ trúc hấp thụ. Như vậy, khác với các chất dinh dưỡng N, P, các KLN

Fe, Zn đã được thuỷ trúc hấp thụ một cách mạnh mẽ trong giai đoạn cuối thí

nghiệm. Hình 3.6 minh hoạ lượng Fe và Zn thuỷ trúc hấp thụ được từ môi trường

nước sông Nhuệ thu được từ 4 vị trí khảo sát ở 3 thời điểm đầu, giữa và cuối thí

nghiệm.

Kết quả thu đuợc cho thấy, khả na ng loại bỏ các chất gây phú dưỡng nguồn

nước đã được thể hiện mạnh mẽ trong giai đoạn đầu thí nghiệm, có tới 16 ÷ 24%

TN, 18,5 ÷ 20,5% TP trong nước sông Nhuệ đã được loài thực vật này hấp thụ

trong khi ở giai đoạn cuối chỉ 7,6 ÷ 9,2% TN và 11,8 ÷ 13,1% TP được thuỷ trúc

90

hấp thụ ở các bể thí nghiệm. Khả nang loại bỏ các KLN có hàm lượng cao Fe và Zn

khỏi môi trường nước sông Nhuệ của thuỷ trúc lại thể hiện tốt hơn ở giai đoạn sau

của thí nghiệm, chịu ảnh huởng tích cực khi hàm lu ợng N và P giảm đi đáng kể sau

giai đoạn đầu thí nghiệm.

Hình 3.12. Hiệu quả hấp thụ các KLN Fe, Zn trong nước sông Nhuệ bởi cây Thuỷ

trúc trong 2 giai đoạn thí nghiệm

3.4.2.2. Cấu tạo giải phẫu và sự thay đổi tế bào, khả năng tăng trưởng, thành phần

vật chất của cây rau muống sau thí nghiệm

Cây rau muống có tên khoa học là Ipomoea aquatica là một loài thực vật nhiệt

đới bán thủy sinh thuộc họ Bìm bìm (Convolvulaceae), là một loại rau ăn lá. Rau

muống có nguồn gốc nhiệt đới châu Á, khu vực Nam và Đông Nam Á, nhiệt đới

91

châu Phi, Trung Á, Nam Mỹ và châu Đại Dương. Tại Việt Nam, nó là một loại rau

rất phổ thông và rất được ưa chuộng bởi giàu dưỡng chất và là thức ăn phổ biến thứ

hai sau gạo ở Việt Nam [59]. Rau muống có hai loại trắng và tía, mỗi loại có đặc

tính riêng. Cả hai loại đều có thể trồng trên cạn hoặc dưới nước. Rau muống trồng

trong thí nghiệm này là rau muống tía. Cây rau muống có thân rỗng, dày, có rễ mắt,

không lông. Lá hình ba cạnh, đầu nhọn, đôi khi hẹp và dài. Hoa to, có màu trắng

hay hồng tím, ống hoa tím nhạt, mọc từng 1-2 hoa trên một cuống. Quả nang tròn,

đường kính 7–9 mm, chứa 4 hạt có lông màu hung, đường kính mỗi hạt khoảng

4 mm.

Rau muống là cây ngắn ngày, sinh trưởng nhanh cho năng suất cao, sống

được ở nhiệt độ cao và đủ ánh sáng. Nhiệt độ tối ưu của rau muống từ 24 tới 30°C

[90]. Ipomoea aquatic F. ưa độ ẩm cao, thường được thả thành bè trên mặt thuỷ vực

nước ngọt hoặc được trồng trên đất ẩm ướt như cánh đồng lúa nước [79]. Có thể

trồng rau muống trên nhiều loại đất: đất sét, đất cát, đất pha cát, đất ẩm giàu mùn

hoặc đất được bón phân hữu cơ. Cũng có thể trồng rau muống ở bề mặt các thuỷ

vực nước ngọt. Tuy nhiên, dù là đất hay nước, môi trường có độ pH= 5,3 – 7 là phù

hợp với sự phát triển của cây rau muống [90]. Rau muống rất thích hợp trồng tại

những nơi có ánh sáng cao. Loài này phát triển yếu dưới bóng râm, trong bóng râm

cây giảm khả năng sinh trưởng, phát triển [79]. Rau muống thường được trồng từ

tháng 4 đến tháng 10 và thu hoạch từ tháng 5 đến tháng 12 ở Việt Nam [59]. Cây

rau muống có khả năng hấp thụ rất cao các chất hòa tan trong nước như nitơ,

photpho và các nguyên tố kim loại nặng có trong nước bị ô nhiễm.

a) Cấu tạo giải phẫu và sự thay đổi tế bào

- Thân: Thân cây rau muống mang cấu tạo đặc trưng của thực vật hai lá mầm

với tầng sinh mạch hoạt động mạnh hơn rất nhiều so với ngổ; Ngoài cùng là một

lớp tế bào biểu bì rất nhỏ, tầng cutin khá dày có vai trò bảo vệ các tổ chức bên

trong. Dưới biểu bì là mô dày, gồm vài lớp tế bào, các tế bào mô dày tạo thành dải

liên tục.

92

Mô mềm vỏ hình trứng, xếp khá sát nhau, ít để lại khoảng gian bào chứa khí.

Trong khối mô mềm vỏ có rất nhiều ống nhựa mủ, đó là những tế bào lớn, dị hình

thường nằm gần với mô cứng. Tế bào mô cứng dạng chuỗi hạt là giới hạn ngoài

cùng của trụ dẫn.

Hình 3.13. trình bày cấu tạo giải phẫu thân cây rau muống còn Hình 3.14.

trình bày cấu tạo giải phẫu tế bào của thân cây rau muống.

Hình 3.13. Cấu tạo giải phẫu thân cây rau muống

93

Hình 3.14. Cấu tạo giải phẫu tế bào của thân cây rau muống

Các bó dẫn phân bố khá rời rạc, trong cấu tạo thân rau muống, tầng cambium

hoạt động không đều các tế bào mô phân sinh hoạt động mạnh tại vị trí của bó sơ

cấp và hoạt động yếu hơn ở khoảng giữa hai bó sơ cấp. Các tế bào không dẫn trong

phần trụ dẫn nhiều, phát triển có chức năng nâng đỡ cơ học. Bó dẫn thứ cấp gồm

các bó gỗ, libe xếp chồng chất. Kích thước mạch gỗ khá lớn cho nên cây không có

khả năng chịu hạn.

- Rễ cây: Ở rễ cây rau muống, cấu tạo sơ cấp chỉ tồn tại trong một thời gian

ngắn sau đó bị thay thế bởi cấu tạo thứ cấp. Hình 3.15 trình bày cấu tạo giải phẫu tế

bào rễ cây rau muống và Hình 3.16 trình bày cấu tạo giải phẫu trụ rễ cây rau

muống.

Hình 3.15. Cấu tạo giải phẫu tế bào rễ cây rau muống

Bảng 3.9. Kích thước các tế bào ở thân cây rau muống trước và sau thí nghiệm Mẫu Thời điểm

phân tích Tế bào biểu

bì (μm) Mô dày

tròn (μm) Mô mềm vỏ (μm)

Xylem (μm)

Chiều dài tế bào biểu

bì (μm) Trước TNG 12,55± 1,9 15,2 ± 1,7 25,5 ± 2,9 15 ± 4,2 110,5 ± 19,4 Rau muống Cầu Tó

(Bể số 1c) Cuối TNG 25,1 ± 1,5 23,4 ± 2,3 30,7 ± 4,0 37,3 ± 12,1 203,3 ± 33,3 Trước TNG 12,55± 1,9 15,2 ± 1,7 25,5 ± 2,9 15 ± 4,2 110,5 ± 19,4 Rau muống C Chiếc

(Bể số 2c) Cuối TNG 25,1 ± 1,4 23,4 ± 2,2 30,7 ± 4,2 37,3 ± 12,0 203,3 ± 33,0

94

Trước TNG 12,55± 1,9 15,2 ± 1,7 25,5 ± 2,9 15 ± 4,2 110,5 ± 19,4 Rau muống ĐQuan

(Bể số 3c) Cuối TNG 25,1 ± 1,2 23,4 ± 2,2 30,7 ± 4,4 37,3 ± 12,0 203,3 ± 33,0 Trước TNG 12,55± 1,9 15,2 ± 1,7 25,5 ± 2,9 15 ± 4,2 110,5 ± 19,4 Rau muống CThần

(Bể số 4c) Cuối TNG 25,1 ± 1,0 23,4 ± 2,0 30,7 ± 5,0 37,3 ± 11,8 203,3 ± 33,1

Kích thước các tế bào ở thân cây rau muống sau thí nghiệm tăng lên so với các

tế bào ở thân cây trước thí nghiệm, đặc biệt là tế bào xylem (tăng từ 2 đến 3 lần) và

chiều dài tế bào biểu bì (tăng gấp đôi). Tuy nhiên về cấu trúc và thứ tự sắp xếp tế

bào, các bó mạch không có sự thay đổi. Bảng 3.9 trình bày kích thước trước và sau

thí nghiệm các tế bào của cây rau muống.

Quan sát về hình thái, nhận thấy không có sự biến đổi nhiều, màu xanh của lá

có sự thay đổi, lá cây trước thí nghiệm có màu xanh đậm, lá cây sau thí nghiệm có

màu xanh nhạt hơn rõ rệt. Kích thước các tế bào ở thân cây rau muống sau thí

nghiệm tăng lên so với các tế bào ở thân cây trước thí nghiệm, đặc biệt là tế bào

xylem (tăng từ 2 đến 3 lần) và chiều dài tế bào biểu bì (tăng gấp đôi). Tuy nhiên về

cấu trúc và thứ tự sắp xếp tế bào, các bó mạch không có sự thay đổi. Quan sát về

hình thái, nhận thấy không có sự biến đổi nhiều, màu xanh của lá có sự thay đổi, lá

cây trước thí nghiệm có màu xanh đậm, lá cây sau giai đoạn thí nghiệm có màu

xanh nhạt hơn rõ rệt. Bảng 3.9 trình bày kích thước trước và sau thí nghiệm các tế

bào của cây rau muống.

95

Hình 3.16. Cấu tạo giải phẫu trụ rễ cây rau muống

b) Khả năng tăng trưởng thực vật:

Khả năng tăng trưởng thực vật của cây rau muống được thể hiện qua sự tăng

lên của số nhánh cây, chiều dài thân cây và sự tăng lên của sinh khối. Kết quả thí

nghiệm cho thấy cây rau muống có tỷ lệ chết ở các môi trường thí nghiệm khác

nhau từ 0 ÷ 30%, trong đó tỷ lệ chết cao nhất tại Cầu Tó (23%), tiếp theo tại Cầu

Chiếc (17%) và Đồng Quan (6%). Không có thân rau muống nào bị chết ở bể nuôi

bằng mẫu nước và trầm tích tại Cống Thần.

Tất cả các mẫu cây chỉ bị chết ở giai đoạn 1 của thí nghiệm. Trong giai đoạn

2, không có thân cây rau muống nào bị chết có thể là do các cây đã quen môi

trường, hơn nữa tải lượng các chất ô nhiễm đã giảm cũng là thuận lợi cho sự tồn tại

và phát triển của rau muống. Rau muống có tỷ lệ sống tốt hơn nhất ở Cống Thần,

sau đó đến Đồng Quan, tỷ lệ sống sót kém tại Cầu Chiếc, kém nhất tại Cầu Tó.

Sự thay đổi số lượng thân cây và chiều dài thân cây vào 3 thời điểm đầu, giữa

và cuối thí nghiệm được trình bày trong Bảng 3.10

Bảng 3.10. Chiều dài của cây rau muống trước và sau thời gian thí nghiệm

Mẫu Hình thái thực vật

Trước TNG

Giữa TNG Cuối TNG

Chiều dài (cm) 30 ± 3 32 ± 5 34 ± 5 Số thân cây 30 39 48

Rau muống Cầu Tó

(Bể số 1c) Số thân cây bị chết 7 0 Chiều dài (cm) 30 ± 3 32 ± 5 35 ± 7 Số thân cây 30 45 56

Rau muống C Chiếc

(Bể số 2c) Số thân cây bị chết 5 0 Chiều dài (cm) 30 ± 3 33 ± 5 34 ± 7 Số thân cây 30 53 62

Rau muống

ĐQuan(Bể số 3c) Số thân cây bị chết 2 0 Chiều dài (cm) 30 ± 3 33 ± 5 35 ± 8 Số thân cây 30 56 65

Rau muống

CThần(Bể số 4c) Số thân cây bị chết 0 0

Tất cả các mẫu cây chỉ bị chết ở giai đoạn 1 của thí nghiệm. Trong giai đoạn

2, không có thân cây rau muống nào bị chết có thể là do các cây đã quen môi

trường, hơn nữa tải lượng các chất ô nhiễm đã giảm cũng là thuận lợi cho sự tồn tại

96

và phát triển của rau muống. Rau muống có tỷ lệ sống tốt hơn nhất ở Cống Thần,

sau đó đến Đồng Quan, tỷ lệ sống sót kém tại Cầu Chiếc, kém nhất tại Cầu Tó.

Rau muống có khả năng phân nhánh mạnh qua tất cả các giai đoạn thí nghiệm.

Khác với cây thuỷ trúc, ngay trong tuần đầu thí nghiệm, là giai đoạn cây bắt đầu

phục hồi sau khi trồng nhưng ảnh hưởng của hàm lượng các chất ô nhiễm ở các vị

trí khác nhau đến khả năng đẻ nhánh của cây rau muống đã biểu hiện rõ. Các cây

rau muống ở Cống Thần đẻ từ 5÷7 nhánh/ khóm, trong khi ở Cầu Tó chỉ là 3÷4

nhánh/ khóm. Sự phân nhánh khá tương đồng ở tuần còn lại cho kết quả phân nhánh

tổng cộng ở Cống Thần là 35, ở Đồng Quan là 34, ở Cầu Chiếc là 31 còn ở Cầu Tó

chỉ 25 nhánh. Số nhánh cây tăng lên góp phần tích cực vào việc xử lí KLN trong

môi trường của rau muống vì chúng làm tăng khả năng vận chuyển và trao đổi chất

đồng thời còn giúp thoát hơi nước và các chất ra bên ngoài theo đường khí khổng

của lá.

Sinh khối tươi và sinh khối khô: Trong thí nghiệm, sinh khối tươi được dùng

ban đầu là 300g/ bể tương đương với mật độ thực vật là 1714g/m2. Sinh khối khô

ban đầu được xác định là 20,18g/ bể. Tỷ lệ sinh khối tươi/ sinh khối khô ban đầu là

22,6.

Bảng 3.11. Sinh khối và năng suất của cây rau muống trước và sau thí nghiệm

Mẫu Trước TNG Giữa TNG Cuối TNG mTLT (g) 300 368,48 426,82 mTLK (g) 13,2 3,25 20,32 TLT/TLK 22,6 21,1 21

Rau muốngCTó

(Bể số 1c) P(gTLK/m2/ng) 2,65 3,17 mTLT (g) 300 421,2 502 mTLK (g) 13,2 5,56 23,90 TLT/TLK 22,6 21,8 21

Rau muống CChiếc

(Bể số 2c)

P(gTLK/m2/ng) 4,54 4,2 mTLT (g) 300 554,2 595,6 mTLK (g) 13,2 11,56 27,7 TLT/TLK 22,6 22,00 21,5

Rau muống Đ Quan

(Bể số 3c) P(gTLK/m2/ng) 9,43 2,41

mTLT (g) 300 577,8 619,3 Rau muống CThần mTLK (g) 13,2 12,51 28,15

97

TLT/TLK 22,6 22,20 22 (Bể số 4c) P(gTLK/m2/ng) 10,21 1,99

Chú thích: mTLT: khối lượng tươi của thực vật; mTLK: khối lượng khô của thực vật; P: năng suất thực vật

TLT/TLK: tỷ lệ giữa khối lượng tươi và khối lượng khô của thực vật

Kết quả cân sinh khối giữa thí nghiệm ở các bể thu mẫu từ Cầu Tó, Cầu Chiếc,

Đồng Quan tới Cống Thần lần lượt cho các sinh khối tăng 18%, 44%, 157%, 177%,

sinh khối cuối thí nghiệm lần lượt cho các kết quả tăng 58%, 147%, 49%, 29%.

Như vậy, trong giai đoạn 1 của thí nghiệm, sinh khối cây rau muống tăng cao nhất

tại Cống Thần, sau đó đến Đồng Quan. Sinh khối cây rau muống trong các thời

điểm thí nghiệm được trình bày trong Bảng 3.11.

Sinh khối tăng thấp ở Cầu Tó và Cầu Chiếc là do có một phần lớn rau muống

đã bị chết, hơn nữa hàm lượng các chất ô nhiễm quá cao trong môi trường cũng có

thể đã kìm hãm sự sinh trưởng của rau muống. Trong giai đoạn 2 của thí nghiệm,

khi hàm lượng các chất dinh dưỡng nitơ và photpho đã giảm đáng kể trong môi

trường, nhận thấy sự tăng trưởng tốt hơn của rau muống ở các bể Cầu Tó và Cầu

Chiếc, trong khi ở các bể Cống Thần và Đồng Quan, sự tăng trưởng lại chậm lại

đáng kể.

Qua 2 giai đoạn thí nghiệm, sinh khối ở bể mẫu Cống Thần đã đạt giá trị cao

nhất, tăng 206% so với ban đầu, sinh khối tăng thấp nhất được ghi nhận ở bể mẫu

Cầu Tó với tổng lượng tăng sinh khối 76%, ở Cầu Chiếc 191% và ở Đồng Quan

191%. Như vậy năng suất của cây rau muống khi được trồng bằng nước và trầm

tích sông Nhuệ được ghi nhận nằm trong khoảng 2,65 ÷10,21 gTLK/m2/ngày ở giai

đoạn 1 thí nghiệm, 1,99 ÷ 4,2 gTLK/m2/ngày ở giai đoạn 2. Chia trung bình thì

năng suất đạt cao nhất ở bể Cống Thần và thấp nhất ở bể Cầu Tó.

Tỷ lệ sinh khối tươi/ sinh khối khô sau thí nghiệm đã thay đổi rõ rệt. Trong khi

tỷ lệ này ban đầu là 22,6 thì sau thí nghiệm, con số này là 21÷22, cao nhất tại Cống

Thần và thấp nhất tại Cầu Chiếc. Sự thay đổi tỷ trọng này chứng tỏ một hàm lượng

đáng kể các chất có tỷ trọng cao như các kim loại nặng cũng đã được rau muống

hấp thụ tạo sinh khối thực vật.

98

c) Hàm lượng, thành phần các chất trong mô của cây rau muống trước và sau thí

nghiệm

- Đối với chất ô nhiễm là hợp chất của nitơ và photpho:

Kết quả phân tích mô thực vật trước giữa và cuối thí nghiệm chứng minh hàm

lượng các chất dinh dưỡng nitơ và photpho trong các mô của rau muống đã tăng rõ

rệt trong quá trình thí nghiệm. Hàm lượng nitơ tổng trong các mẫu rau muống trước

thí nghiệm là 13,4 mg/gTLK. Sau giai đoạn 1 thí nghiệm, hàm lượng này nằm trong

khoảng 13,5 ÷ 13,6mg/gTLK (tăng từ 0,1÷1,2 mg/gTLK trong các mô của thực

vật); Ở cuối giai đoạn 2, hàm lượng TN trong mô các TV đã được thu hoạch nằm

trong phạm vi 13,5 ÷14,3 (tăng từ 0,1÷0,9 mg/gTLK trong các mô của thực vật).

Hàm lượng photpho tổng trong các mẫu rau muống trước thí nghiệm là 3mg/gTLK.

Sau giai đoạn 1 thí nghiệm, hàm lượng TP nằm trong khoảng 3,01 ÷ 3,14 mg/gTLK

(tăng từ 0,01 ÷ 0,14 mg/gTLK trong các mô của thực vật); Ở cuối giai đoạn 2, hàm

lượng TP trong mô các thực vật đã được thu hoạch nằm trong phạm vi 3,1 ÷3,3

(tăng từ 0,1÷0,3mg/ trong các mô của thực vật). Hình 3.17 biểu diễn sự thay đổi

hàm lượng nitơ tổng và photpho tổng trung bình trong các mô của các mẫu rau

muống trước và sau thí nghiệm.

Chú thích: 1. Mẫu trồng bằng nước và TT tại Cầu Tó; 2. Mẫu trồng bằng nước và TT tại Cầu

Chiếc;

3. Mẫu trồng bằng nước và TT tại Đồng Quan; 4. Mẫu trồng bằng nước và TT tại Cống Thần

99

Hình 3.17. Hàm lượng TN và TP trung bình trong mô của rau muống trước và sau

thí nghiệm

- Đối với chất ô nhiễm là các KLN Fe, Zn

Kết quả phân tích cho thấy, trước thí nghiệm, một hàm lượng đáng kể của Fe

trong mỗi gram trọng lượng khô thân, rễ, lá của TV đã được phát hiện. Không phát

hiện thấy Zn trong các mô thực vật. Sau thí nghiệm, trong mỗi gram trọng lượng

khô của rễ, thân, lá cây rau muống, có sự tăng lên vài lần hàm lượng Fe. Các mẫu

rau muống thu được sau thí nghiệm có chứa hàm lượng Fe cao gấp từ 5,1 ÷13 lần

(trong lá), 8,9÷ 13,4 lần (trong thân), 7÷8,5 lần (trong rễ). Mẫu có hàm lượng cao

nhất của sắt trong rễ, thân là mẫu rau muống trồng bằng mẫu nước thu tại Cầu Tó.

Mẫu rau muống trồng bằng mẫu nước thu tại Cống Thần có hàm lượng cao nhất của

sắt trong lá trong khi mẫu rau muống trồng bằng mẫu nước thu tại Đồng Quan có

hàm lượng thấp nhất của sắt trong rễ.

TF từ rễ lên thân, lá của rau muống đối với Fe là (0,53÷ 0,69) và không khác

nhau nhiều giữa các mẫu trồng bằng nước và trầm tích thu được từ các vị trí khác

nhau trên đoạn sông. Bảng 3.12 trình bày khả năng hấp thu KLN Fe, Zn của rau

muống khi được trồng trong mẫu nước và trầm tích thu được trên sông Nhuệ ở các

thời điểm khác nhau của thí nghiệm.

Bảng 3.12. Hàm lượng các KLN trong các mô TV và TF đối với các KLN

của rau muống

Trước thí nghiệm Sau 7 ngày Sau 14 ngày Mẫu Lá Thân Rễ Lá Thân Rễ Lá Thân Rễ

Đơn vị

KLN

(ppm)

TF QCVN 07:

2009/BTNMT

Fe 0,4 5,2 9,8 69 335 666 125 609 1210 0,61 - Rau muốngC Tó

(Bể số 1c) Zn 0 0 0 12 136 329 35 388 940 0,45 5000 Fe 0,4 5,2 9,8 80 386 633 145 702 1150 0,74 - Rau muốngCChiếc

(Bể số 2c) Zn 0 0 0 12 134 328 34 383 938 0,44 5000 Fe 0,4 5,2 9,8 64 320 559 116 710 1243 0,66 - Rau muốngĐQuan

(Bể số 3c) Zn 0 0 0 14 158 435 37 360 988 0,40 5000 Fe 0,4 5,2 9,8 70 551 632 128 1001 1149 0,98 - Rau muốngCThần

(Bể số 4c) Zn 0 0 0 16 202 529 35 671 1176 0,60 5000

Đối với kẽm, sau 7 ngày thí nghiệm, các mẫu rau muống đều có chứa một hàm

lượng kẽm đáng kể, trong lá từ 12÷16 mg/gTLK, trong thân 134÷202 mg/gTLK;

100

trong rễ 328÷529 mg/gTLK. Sau 14 ngày thí nghiệm, hàm lượng Zn tăng lên trong

lá từ 34÷37 mg/gTLK, trong thân 383÷671 mg/gTLK; trong rễ 938÷1176

mg/gTLK. TF từ rễ lên thân, lá của rau muống đối với Zn là trung bình (0,4÷ 0,6).

d)Hiệu quả hấp thụ các chất ô nhiễm sông Nhuệ của cây rau muống

Trong quá trình thí nghiệm, để sinh trưởng và phát triển, cây rau muống đã

lấy đi các chất ô nhiễm có trong nước sông Nhuệ để tổng hợp chất tạo sinh khối

thực vật. Các kết quả ở các bể mẫu Đồng Quan, Cống Thần cho thấy cay rau muống

có khả na ng hấp thụ tốt các chất ô nhiễm hơn so với các bể ở Cầu Tó và Cầu Chiếc.

Khả năng hấp thụ nitơ tổng từ môi trường ở các bể khác nhau nằm trong phạm vi từ

19,51 đến 26,66% (cao nhất ở Đồng Quan và thấp nhất ở Cầu Chiếc); trong khi đó

khả năng hấp thụ photpho tổng đạt từ 22,16 ÷ 24,33%, khả năng hấp thụ sắt tổng

đạt từ 3,66 ÷ 11,24% (cao nhất ở Cầu Tó và thấp nhất ở Cầu Chiếc), khả năng hấp

thụ Zn đạt từ 3,52 ÷ 11,16% cao nhất ở Cống Thần và thấp nhất ở Cầu Tó)

Kết quả tính toán lu ợng chất ô nhiễm được tách ra khỏi nước thông qua các

kết quả về sự tích lũy trong các bộ phận của cây được thu hoạch sau 7 ngày, 14

ngày thí nghiệm được trình bày trong Bảng 3.13.

Bảng 3.13. Hiệu quả hấp thụ các chất ô nhiễm sông Nhuệ của cây rau muống

Bể thí nghiệm Chất ô Chất ô nhiễm được hấp thu bởi TV Tổng CON Hiệu quả

101

(mg/bể) nhiễm Lá Thân Rễ Tổng

hấp thụ

trong nước (mg/bể)

hấp thụ của TV

(%) Fe 0,58 11,38 2,79 13,28 118,13 4,30 Zn 0,16 7,25 2,17 9,58 66,06 3,52 TN 65,89 267,24 32,95 154,49 626,06 21,99

Rau muống C

Tó

(Bể số 1c)

TP 15,21 61,67 7,60 37,11 142,19 22,16 Fe 0,63 12,40 2,50 14,07 65,63 4,97 Zn 0,15 6,76 2,04 8,95 40,25 5,44 TN 60,52 245,46 30,26 124,66 593,69 19,51

Rau muống

CChiếc(Bể số 2c)

TP 14,24 57,74 7,12 31,73 118,56 22,74 Fe 0,54 13,44 2,90 15,42 100,63 3,66 Zn 0,17 6,81 2,31 9,29 31,06 7,98 TN 63,01 255,54 31,50 138,47 512,31 26,66

Rau muống

ĐQuan(Bể số 3c)

TP 14,94 60,57 7,47 35,61 130,81 24,33 Fe 0,58 18,46 2,61 20,19 78,75 11,24

Zn 0,16 12,37 2,67 15,21 25,38 11,16

TN 61,38 248,94 30,69 129,42 499,63 25,54

Rau muống

CThần(Bể số 4c)

TP 14,10 57,16 7,05 30,94 129,50 22,46

* Hiệu quả hấp thụ các chất ô nhiễm gây phú dưỡng nguồn nước qua các

giai đoạn thí nghiệm của cây rau muống:

Kết quả cân sinh khối và phân tích TN, TP trong rễ, thân, lá rau muống cho

thấy, trong giai đoạn đầu thí nghiệm (7 ngày đầu thí nghiệm), có từ 14 ÷ 20% TN,

6,3 ÷ 8,7% TP trong nước sông Nhuệ đã được rau muống hấp thụ. Giai đoạn cuối

thí nghiệm (7 ngày cuối thí nghiệm) có 14 ÷ 18,5% TN và 9,3 ÷ 12% TP được rau

muống hấp thụ từ môi trường nước. Tổng cộng sau 14 ngày thí nghiệm, có 21

÷27% TN và 24÷ 30% TP có trong môi trường nước sông Nhuệ đã được rau muống

hấp thụ.

So sánh với thuỷ trúc, rau muống có khả năng hấp thụ các chất ô nhiễm gây

phú dưỡng nguồn nước kém hơn do ở Cầu Tó và Cầu Chiếc, có một tỷ lệ đáng kể

cây rau muống bị chết ở giai đoạn đầu thí nghiệm trong khi đó không nhánh cây

thuỷ trúc nào bị chết bất kỳ trong suốt thời gian thí nghiệm. Khả năng hấp thụ các

chất ô nhiễm gây phú dưỡng nguồn nước TN và TP ở các giai đoạn khác nhau của

thí nghiệm được thể hiện qua Hình 3.18.

102

Hình 3.18. Hiệu quả hấp thụ các chất gây phú dưỡng nguồn nước sông Nhuệ bởi

cây rau muống trong 2 giai đoạn thí nghiệm

* Hiệu quả hấp thụ các chất ô nhiễm KLN qua các giai đoạn thí nghiệm của

cây rau muống:

Đối với các KLN Fe và Zn, rau muống thể hiện khả năng nổi trội hơn thuỷ

trúc rất nhiều trong việc hấp thụ các KLN này khỏi môi trường. Trong 7 ngày đầu

thí nghiệm, rau muống lấy đi khỏi môi trường nước 7,3÷ 14,6% Fe, 6,9÷28,8% Zn

từ môi trường nước. Trong 7 ngày thí nghiệm sau đó, 11 ÷25,7% Fe, 8,4 ÷ 31% Zn

trong nước được rau muống hấp thụ. Hình 3.19 biểu diễn lượng Fe và Zn rau

muống hấp thụ được từ môi trường nước sông Nhuệ thu được từ 4 vị trí khảo sát ở 3

thời điểm đầu, giữa và cuối thí nghiệm.

Như vậy, rau muống đã sống, phát triển và cho sinh khối cao, khả năng hấp

thụ tốt các chất gây phú dưỡng nguồn nước và KLN có hàm lượng cao Fe và Zn

trong môi trường nước sông Nhuệ ở hai vị trí Đồng Quan và Cống Thần. Ở hai vị trí

còn lại, Cầu Tó và Cầu Chiếc, khả năng chống chịu của rau muống rất kém (có từ

20 đến 23% rau muống bị chết ở các bể này), khả năng chuyển vận chất ô nhiễm

cũng kém hơn rất nhiều cho thấy sự không thích hợp của việc sử dụng rau muống

để xử lý nước ô nhiễm tại Cầu Tó và Cầu Chiếc.

103

Hình 3.19. Hiệu quả hấp thụ các KLN có hàm lượng cao - Fe, Zn trong nước bởi

cây rau muống trong 2 giai đoạn thí nghiệm

3.4.2.3. Cấu tạo giải phẫu và sự biến đổi tế bào, khả năng tăng trưởng, thành phần

vật chất của của cây ngổ trâu sau thí nghiệm

Rau ngổ trâu có tên khoa học là Enydra fluctuans Lour và tên tiếng Anh là

Buffalo spinach, còn có tên Việt là ngổ trâu, ngổ đắng, ngổ đất. Rau ngổ thường

mọc theo rìa ao, bờ ruộng, ruộng rau muống và là cây dễ trồng chỉ cần dăm xuống

đất là có thể tự phát triển.

Rau ngổ là một loại cây thân mảnh mọc lang ở những nơi đất ẩm có nước.

Rau ngổ được nhiều người xem như là thức ăn dân dã nhưng nó cũng là một vị

thuốc có tính giải độc và điều trị một số bệnh.

Ngổ trâu mọc dưới nước, sống nổi hoặc ngập nước, phân cành nhiều, có mắt.

Lá dài, không cuống, mọc đối hay từng ba cái một; phiến hẹp, nhọn, bìa có răng

thưa. Thân dài hàng mét, thân hình trụ nhẵn không lông, phân cành nhiều, có mắt,

không lông. Lá ngổ trâu mọc đối, không cuống, phía dưới ôm vào thân, mép có

răng cưa, dài khoảng 5 cm, rộng 6-10 mm. Cụm hoa hình đầu, không cuống, hoa

mọc ở nách lá, hay ngọn, có màu trắng hoặc lục nhạt; 4 lá bắc hình trái xoan. Toàn

hoa ống, hoa ngoài là hoa cái hình thìa lìa, có tràng và chia 3 thùy, hoa trong lưỡng

104

tính, hình ống có tràng hoa xẻ 5 răng. Nhị 5, bao phấn có tai nhọn và ngắn. Bầu

hình trụ cong. Quả bế không mào lông.

Ngổ trâu mọc nhiều ở các ao hồ tại Việt Nam. Ngoài ra còn thấy có ở Ấn Độ,

Indonesia, Thái Lan, Trung Quốc.

Rau ngổ có 92,2% nước, 1,5% protein, 0,3% lipid, 2% cellulose, 3,8% dẫn

xuất không protein, 0,8% khoáng toàn phần. Ngoài ra còn có các caroten, vitamin B

và vitamin C. Cây khô chứa 0,2% tinh dầu, 0,05% stigmastero và một lượng nhỏ

chất đắng là enydrin.

a) Cấu tạo giải phẫu và sự thay đổi tế bào

Trên lát cắt ngang của rễ, thân, lá cây của cây ngổ trâu, quan sát thấy cấu tạo

giải phẫu mang cấu tạo đặc trưng của thực vật hai lá mầm, thân thảo. Cấu tạo giải

phẫu phiến lá cây ngổ trâu được trình bày trong Hình 3.20.

- Lá: Cấu tạo của lá chia thành hai phần, gân lá và phiến lá. Phiến lá thực hiện

các chức năng chính của lá là quang hợp và hô hấp. Lá của loài ngổ nằm ngang do

đó phiến lá phân hoá rất rõ mặt trên và mặt dưới. Mặt trên của lá gồm biểu bì có

vách mỏng, tầng sáp và cuticun cũng mỏng – đặc điểm đặc trưng của lá thực vật

thuỷ sinh hoặc cây ưa ẩm. Sau biểu bì có 2-3 lớp tế bào mô giậu có kích thước khá

lớn. Các tế bào này xếp thẳng đứng thực hiện chức năng quang hợp, tổng hợp chất

hữu cơ. Hình thái, kích thước của các tế bào mô giậu có nhiều khác biệt giữa lớp tế

bào trên và dưới, chiều dài tế bào lớp mô giậu dưới giảm nhanh chóng nhưng chiều

rộng tế bào lại tăng lên rõ rệt. Dưới mô giậu là các tế bào mô xốp, sắp xếp ít để lại

khoảng trống chứa khí, khi cây sống ngập nước và lá chịu sự ngập nước sẽ xuát

hiện mô thông khí ở tổ chức này. Lỗ khí phân bố ở cả mặt trên và mặt dưới của lá.

105

Hình 3.20. Cấu tạo giải phẫu phiến lá cây Ngổ trâu

Trên lát cắt ngang của rễ, thân, lá cây của cây ngổ trâu, quan sát thấy cấu tạo

giải phẫu mang cấu tạo đặc trưng của thực vật hai lá mầm, thân thảo. Cấu tạo giải

phẫu phiến lá cây ngổ trâu được trình bày trong Hình 3.20.

- Lá:Cấu tạo của lá chia thành hai phần, gân lá và phiến lá. Phiến lá thực hiện

các chức năng chính của lá là quang hợp và hô hấp. Lá của loài ngổ nằm ngang do

đó phiến lá phân hoá rất rõ mặt trên và mặt dưới. Mặt trên của lá gồm biểu bì có

vách mỏng, tầng sáp và cuticun cũng mỏng – đặc điểm đặc trưng của lá thực vật

thuỷ sinh hoặc cây ưa ẩm. Sau biểu bì có 2-3 lớp tế bào mô giậu có kích thước khá

lớn. Các tế bào này xếp thẳng đứng thực hiện chức năng quang hợp, tổng hợp chất

hữu cơ. Hình thái, kích thước của các tế bào mô giậu có nhiều khác biệt giữa lớp tế

bào trên và dưới, chiều dài tế bào lớp mô giậu dưới giảm nhanh chóng nhưng chiều

rộng tế bào lại tăng lên rõ rệt. Dưới mô giậu là các tế bào mô xốp, sắp xếp ít để lại

khoảng trống chứa khí, khi cây sống ngập nước và lá chịu sự ngập nước sẽ xuất

hiện mô thông khí ở tổ chức này. Lỗ khí phân bố ở cả mặt trên và mặt dưới của lá.

Gân lá mang cấu tạo của thân, gân chính của lá lồi cong ở mặt dưới tạo khung

chịu lực, các bó dẫn trong gân chính xếp rời rạc giống ở thân. Kích thước bó dẫn

nhỏ hơn và hệ thống tế bào không dẫn kém phát triển.

106

Các khoang chứa khí hình thành sát biểu bì nhưng kích thước nhỏ hơn rất

nhiều so với khoang chứa khí của thân cây.

- Thân: cấu tạo thân thảo, mô mềm phát triển mạnh, bó dẫn riêng rẽ, tạo thành

vòng đều đặn xung quanh thân do sự hoạt động không đều của tầng cambium.

Ngoài cùng của thân là một lớp biểu bì mỏng, kích thước tế bào nhỏ hơn rất

nhiều so với các tế bào mô mềm bên trong.

Hình 3.21. là hình ảnh cấu tạo giải phẫu thân cây Ngổ trâu.

Hình 3.21. Cấu tạo giải phẫu thân cây Ngổ trâu

Mô mềm vỏ thân sắp xếp để lại các khoảng trống chứa khí lớn – đặc điểm đặc

trưng của thực vật sống trong môi trường thiếu không khí. Kích thước của các

khoang chứa khí tăng dần theo tuổi của thân (di chuyển từ gốc lên ngọn cây, kích

thước khoang chứa khí nhỏ dần do sự tăng trưởng về kích thước của các tế bào mô

mềm).

Bó dẫn mang cấu tạo điển hình của thực vật hai lá mầm, tầng cambium hoạt

động yếu, chủ yếu cho ra các yếu tố dẫn, các yếu tố không dẫn, đặc biệt là sợi

xylem rất ít xuất hiện.

107

Hình 3.22. Cấu tạo sơ cấp rễ cây ngổ trâu

- Rễ cây: Hình 3.22. là hình ảnh cấu tạo sơ cấp rễ cây ngổ trâu. Rễ cây ngổ

trâu có cấu tạo đặc trưng của rễ cây ưa ẩm hay thuỷ sinh, ngoài cùng là biểu bì có

vai trò bảo vệ mô bên trong. Vùng ngoại bì gồm vài lớp tế bào xếp sát nhau có vai

trò cơ học. Lớp ngoài cùng của ngoại bì còn có vai trò phân hoá hình thành nên tầng

phellogen. Vỏ giữa gồm các tế bào mô mềm, khi rễ còn non, các tế bào xếp khá sát

nhau sau đó sớm bị dung giải hình thành nên các khoang chứa khí. Nội bì có đai

caspary mang cấu trúc đặc trưng của thực vật hai lá mầm (phiến suberin chỉ phân bố

ở các mặt xung quanh của tế bào). Vỏ trụ rễ gồm lớp xylem và phloem xếp xen kẽ

với nhau, có 4 dải phân hoá.

b) Sự thay đổi của các tế bào trước và sau thí nghiệm. Ở ngổ trâu, nhận thấy

kích thước các tế bào biểu bì và tế bào mô mềm vỏ lớn lên rõ rệt tại thời điểm trước

và sau thí nghiệm. Kết quả thí nghiệm cho thấy tế bào biểu bì ở các mẫu sau thí

nghiệm tăng lên từ 0,9 ÷1,4 μm/ tế bào. Các tế bào mô mềm vỏ tăng lên từ 0,8 ÷2,8

μm/ tế bào. Bảng 3.14. trình bày kích thước các tế bào ở thân cây ngổ trâu trước và

sau thí nghiệm.

Bảng 3.14. Kích thước các tế bào ở thân cây ngổ trâu trước và sau thí nghiệm

Mẫu Thời điểm phân tích Tế bào biểu bì (μm) Mô mềm vỏ (μm) Trước TNG 7,5±1,8 25±2,5 Ngổ trâu Cầu Tó

(Bể số 1d) Cuối TNG 7,7±2,2 28±2,3

108

Trước TNG 7,5±1,8 25±2,5 Ngổ trâu CChiếc

(Bể số 2d) Cuối TNG 7,7±2 28±2 Trước TNG 7,5±1,8 25±2,5 Ngổ trâu Đ Quan

(Bể số 3d) Cuối TNG 7,7±1,7 28±1,5 Trước TNG 7,5±1,8 25±2,5 Ngổ trâuC Thần

(Bể số 4d) Cuối TNG 7,7±1,5 28±1

c) Khả năng tăng trưởng thực vật

Bảng 3.15. Chiều dài của cây ngổ trâu trước và sau thời gian thí nghiệm

Mẫu Hình thái thực vật

Trước TNG Cuối giai đoạn 1Cuối TNG

Chiều dài (cm) 40± 3 43 ± 3 45 ± 3 Số thân cây 10 9 14

Ngổ trâuCầu Tó

(Bể số 1d) Số thân cây bị chết 4 1 Chiều dài (cm) 40± 3 44 ± 3 46 ± 3 Số thân cây 10 8 12

Ngổ trâu Cầu Chiếc

(Bể số 2d) Số thân cây bị chết 2 Chiều dài (cm) 40± 3 45 ± 3 48 ± 3 Số thân cây 10 16 20

Ngổ trâu Đồng Quan

(Bể số 3d) Số thân cây bị chết 1 0 Chiều dài (cm) 40± 3 48 ± 3 51 ± 3 Số thân cây 10 17 22

Ngổ trâu Cống Thần

(Bể số 4d) Số thân cây bị chết 0 0

Bảng 3.15. trình bày sự tăng trưởng của cây ngổ trâu trước và sau thời gian thí

nghiệm. Trong giai đoạn 1 thí nghiệm (tuần đầu thí nghiệm), có 40% số thân cây

cây ngổ trâu bị chết ở bể nước Cầu Tó, 20% bị chết ở bể nước Cầu Chiếc, 10% bị

chết ở bể nước Đồng Quan. Trong giai đoạn 2 có 10% thân cây bị chết ở Cầu Tó.

Không một thân cây nào bịchết ở bể nước Cống Thần trong cả hai giai đoạn, sự

phân nhánh diễn ra thường xuyên và đồng đều trong cả 2 tuần thí nghiệm. Như vậy,

cây ngổ trâu có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt qua tất cả các giai đoạn thí

nghiệm ở bể nước Cống Thần. Khả năng sinh trưởng và phát triển rất kém ở các bể

Cầu Tó và Cầu Chiếc. Sự tăng lên của số nhánh cây, chiều dài thân cây cũng như sự

tăng sinh khối khác nhau rõ rệt giữa các bể thí nghiệm.

Sinh khối tươi và sinh khối khô: Trọng lượng tươi được dùng ban đầu là 300g/

bể tương đương với mật độ thực vật là 1714g/m2. Sinh khối khô ban đầu được xác

109

định là 14,2g/ bể. Tỷ lệ sinh khối tươi/ sinh khối khô ban đầu là 21. Sinh khối và

năng suất của cây ngổ trâu trước và sau thí nghiệm được trình bày qua Bảng 3.16.

Bảng 3.16. Sinh khối và năng suất của cây ngổ trâu trước và sau thí nghiệm

Mẫu Trước TNG

Cuối giai đoạn 1

Cuối TNG

mTLT (g) 300 252 304 mTLK (g) 14,2 12,2 14,8 TLT/TLK 21 20,6 20,5

Ngổ trâuCầu Tó

(Bể số 1d) P(gTLK/m2/ng) -1,6 2,1

mTLT (g) 300 274 342 mTLK (g) 14,2 11,1 11,9 TLT/TLK 21 20,8 20,6

Ngổ trâuCầu Chiếc

(Bể số 2d)

P(gTLK/m2/ng) -0,8 2,8 mTLT (g) 300 384 451 mTLK (g) 14,2 18,4 22,0 TLT/TLK 21 20,9 20,5

Ngổ trâuĐồng Quan

(Bể số 3d)

P(gTLK/m2/ng) 3,4 3,0 mTLT (g) 300 529 569 mTLK (g) 14,2 25,3 27,6 TLT/TLK 21 20,9 20,6

Ngổ trâu Cống Thần

(Bể số 4d)

P(gTLK/m2/ng) 9,1 1,9 Chú thích: mTLT: khối lượng tươi của TV

mTLK: khối lượng khô của TV;

P: năng suất TV

TLT/TLK: tỷ lệ giữa khối lượng tươi và khối lượng khô của TV

Kết quả cân sinh khối cuối thí nghiệm cho thấy trong giai đoạn 1, tăng trưởng

sinh khối là – 16% ở bể mẫu Cầu Tó, - 9% ở bể mẫu Cầu Chiếc, 28% ở bể mẫu

Đồng Quan và 76,3% ở bể mẫu Cống Thần. Trong giai đoạn 2, tăng trưởng ở các bể

từ Cầu Tó tới Đồng Quan lần lượt là 21%, 25%, 17%, 7,5%. Tổng hợp cả hai giai

đoạn, cây ở bể mẫu Cống Thần cho sinh khối tăng cao nhất, tăng 90% so với ban

đầu, sinh khối tăng thấp nhất được ghi nhận ở bể mẫu Cầu Tó với lượng tăng sinh

khối 1%, ở Cầu Chiếc 14% và ở Đồng Quan 50%. Như vậy năng suất của ngổ trâu

khi được trồng bằng nước và trầm tích sông Nhuệ được ghi nhận nằm trong khoảng

-1,6 ÷ 9,1 gTLK/m2/ngày ở giai đoạn 1 và 1,9÷3 gTLK/m2/ngày ở giai đoạn 2.

110

Tỷ lệ sinh khối tươi/ sinh khối khô cũng thay đổi rõ rệt. Tỷ lệ sinh khối

tươi/sinh khối khô ban đầu là 21, ở cuối giai đoạn 1 thí nghiệm, tỷ lệ này là

20,6÷20,9, ở cuối giai đoạn 2 là 20,5 ÷ 20,6.

d) Hàm lượng, thành phần các chất trong mô của cây ngổ trâu trước và sau thí

nghiệm

- Đối với chất ô nhiễm là hợp chất của nitơ và photpho:

Chú thích:

1. Mẫu trồng bằng nước và TT tại Cầu Tó; 2. Mẫu trồng bằng nước và TT tại Cầu Chiếc;

3. Mẫu trồng bằng nước và TT tại Đồng Quan; 4. Mẫu trồng bằng nước và TT tại Cống Thần

Hình 3.23. Hàm lượng TN, TP trung bình trong mô của cây ngổ trâu trước, giữa và

cuối thí nghiệm

Kết quả phân tích mô thực vật ở các thời điểm đầu, giữa và cuối thí nghiệm

cho thấy hàm lượng các chất dinh dưỡng nitơ và photpho trong các mô của cây ngổ

trâu đã tăng trong quá trình thí nghiệm. Hình 3.23 biểu diễn sự thay đổi hàm lượng

nitơ tổng và photpho tổng trung bình trong các mô của các mẫu ngổ trâu trước, giữa

và cuối thí nghiệm.

Hàm lượng nitơ tổng trong các mẫu ngổ trâu trước thí nghiệm là 12mg/gTLK.

Sau giai đoạn 1 thí nghiệm, hàm lượng này nằm trong khoảng 12,06 ÷ 12,24

mg/gTLK (tăng từ 0,06 ÷ 0,24mg/gTLK của thực vật); Ở cuối giai đoạn 2, hàm

111

lượng TN trong thực vật đã được thu hoạch nằm trong phạm vi 12,16 ÷12,49 (tăng

từ 0,16÷0,49 mg/gTLK của thực vật). Hàm lượng photpho tổng trong ngổ trâu trước

thí nghiệm là 2,8 mg/gTLK. Sau giai đoạn 1 thí nghiệm, hàm lượng TP nằm trong

khoảng 2,83 ÷ 2,93 mg/gTLK (tăng từ 0,03 ÷ 0,13 mg/gTLK trong các mô của thực

vật); Ở cuối giai đoạn 2, hàm lượng TP trong mô TV nằm trong phạm vi 2,85 ÷

2,94 (tăng từ 0,05÷0,14mg/g TLK của thực vật).

- Đối với chất ô nhiễm là các KLN Fe, Zn

Kết quả phân tích cho thấy, trước thí nghiệm, một hàm lượng đáng kể của Fe

trong mỗi gram trọng lượng khô thân, rễ, lá của TV đã được phát hiện. Zn không

được phát hiện trong các mô thực vật. Bảng 3.17 trình bày khả năng hấp thu KLN

Fe, Zn của cây ngổ trâu khi được trồng trong mẫu nước và trầm tích thu được trên

sông Nhuệ ở các thời điểm khác nhau của thí nghiệm.

Bảng 3.17. Hàm lượng các KLN trong các mô TV và TF đối với các KLN của cây Ngổ trâu

Trước thí nghiệm Sau 7 ngày Sau 14 ngày Mẫu Lá Thân Rễ Lá Thân Rễ Lá Thân Rễ

Đơn vị

KLN

(ppm)

TF QCVN 07: 2009/ BTNMT

Fe 14 42 145 82 346 654 172 519 1152 0,6 - Ngổ trâuC Tó (Bể số 1d) Zn 0 0 0 28 146 329 58,8 365 940 0,45 5000

Fe 14 42 145 74,9 312,9 514,8 149 128,1 436,5 0,64 - Ngổ trâuC

Chiếc (Bể số2d) Zn 0 0 0 11,9 134,1 328,3 14 383 938 0,44 5000 Fe 14 42 145 79,0 375,0 635 116 710 1243 0,66 - Ngổ trâuĐquan

(Bể số 3d) Zn 0 0 0 16,3 158,4 335 137 360 988 0,40 5000 Fe 14 42 145 70,4 451 632 128 1001 1149 0,98 - Ngổ trâuC Thần

(Bể số 4d) Zn 0 0 0 14,0 128 238 135 671 1176 0,60 5000

Sau thí nghiệm, trong mỗi gram trọng lượng khô của rễ, thân, lá cây ngổ trâu,

thấy sự tăng lên đáng kể hàm lượng Fe. Các mẫu ngổ trâu thu được sau thí nghiệm

có chứa hàm lượng Fe cao gấp cả chục lần trong lá, trong thân và trong rễ so với

các mẫu trước thí nghiệm. TF từ rễ lên thân, lá của ngổ trâu đối với Fe là (0,6÷

0,94) và có sự khác nhau nhiều giữa các mẫu trồng bằng nước và trầm tích thu được

từ các vị trí khác nhau trên đoạn sông. Đối với kẽm, sau 7 ngày thí nghiệm, các mẫu

ngổ trâu sống sót đều có chứa một hàm lượng kẽm đáng kể, trong lá từ 12÷28

mg/gTLK, trong thân 128÷138 mg/gTLK; trong rễ 238÷329 mg/gTLK. Sau 14

112

ngày thí nghiệm, hàm lượng Zn tăng lên trong lá đến gần chục lần, trong thân từ 6

đến 7 lần. TF từ rễ lên thân, lá của ngổ trâu đối với Zn là trung bình (0,4÷ 0,6).

Như vậy, cây ngổ trâu thể hiện khả năng sinh trưởng và phát triển tốt trong

môi trường nước và trầm tích sông Nhuệ thu được tại Đồng Quan và Cống Thần,

qua đó thể hiện khả năng hấp thu tốt các chất ô nhiễm gây phú dưỡng nguồn nước

và các thí nghiệm có hàm lượng cao trong nước sông ở các vị trí này.

e) Hiệu quả hấp thụ các chất ô nhiễm sông Nhuệ của cây Ngổ trâu

Kết quả tính toán lu ợng chất ô nhiễm được tách ra khỏi nước thông qua các

kết quả về sự tích lũy trong các bộ phận của cay được thu hoạch sau 7 ngày, 14

ngày thí nghiệm được trình bày trong Bảng 3.18.

Bảng 3.18. Hiệu quả hấp thụ các chất ô nhiễm sông Nhuệ của cây ngổ trâu

Chất ô nhiễm được hấp thu bởi TV (mg/bể)

Bể thí nghiệm Chất ô nhiễm

Lá Thân Rễ Tổng hấp thụ

Tổng CON trong nước

bởi TV (mg/bể)

Hiệu quả hấp thụ của TV

(%) Fe 0,1 1,29 0,58 1,31 118,13 1,1 Zn 0,46 5,53 1,70 7,69 66,1 11,7 TN 32,68 130,7 18,15 11,13 626 1,8

Ngổ trâuC Tó (Bể số 1d)

TP 7,61 30,44 4,23 2,51 142,2 1,7 Fe 0,45 1,53 0,72 2,05 65,63 3,1 Zn 0,1 4,58 1,56 6,24 40,25 15,5 TN 37,31 181,58 25,22 73,72 593,69 12,4

Ngổ trâuC

Chiếc (Bể số2d)

TP 8,71 47,26 6,56 22,77 118,56 19,2 Fe 0,46 11,25 2,73 13,78 100,63 13,7 Zn 0,15 5,7 2,17 8,02 31,1 25,8

Ngổ trâuĐquan (Bể số 3d)

TN 49,2 196,79 27,33 102,92 512,31 20,1

113

TP 11,59 46,37 6,44 24,64 130,81 18,9 Fe 0,63 19,60 3,13 22,7 78,75 28,8 Zn 0,17 13,14 3,20 16,51 25,38 65,1 TN 59,52 238,07 33,07 160,26 499,63 32,1

Ngổ trâuC Thần

(Bể số 4d)

TP 13,98 55,94 7,77 37,93 129,5 29,3 Trong quá trình thí nghiệm, để sinh trưởng và phát triển, cây ngổ trâu đã lấy

đi các chất ô nhiễm có trong nước sông Nhuệ để tổng hợp chất tạo sinh khối thực

vật. Các kết quả ở các bể mẫu Cống Thần cho thấy cây ngổ trâu có khả năng hấp

thụ tốt các chất ô nhiễm hơn so với các bể ở Đồng Quan, Cầu Chiếc và Cầu Tó. Khả

năng hấp thụ nitơ tổng từ môi trường ở các bể khác nhau nằm trong phạm vi từ 1,8

đến 32,1; trong khi đó khả năng hấp thụ photpho tổng đạt từ 1,7 ÷29,3%, khả năng

hấp thụ sắt tổng đạt từ 1,1 ÷ 28,8%,khả năng hấp thụ Zn đạt từ 11,7 ÷ 65,1%. Khả

năng hấp thụ tất cả các chất ô nhiễm của ngổ trâu đều thể hiện cao hơn hẳn ở bể

Cống Thần so với các bể còn lại.

* Hiệu quả hấp thụ các chất ô nhiễm gây phú dưỡng nguồn nước qua các giai

đoạn thí nghiệm của cây ngổ trâu:

Hình 3.24. Hiệu quả hấp thụ các chất gây phú dưỡng nguồn nước sông Nhuệ bởi

cây ngổ trâu trong 2 giai đoạn thí nghiệm

Kết quả cân sinh khối và phân tích TN, TP trong rễ, thân, lá cây ngổ trâu cho

thấy, trong giai đoạn đầu thí nghiệm (7 ngày đầu thí nghiệm), có từ 14 ÷ 20% TN,

6,3 ÷ 8,7% TP trong nước sông Nhuệ đã được ngổ trâu hấp thụ. Giai đoạn cuối thí

114

nghiệm (7 ngày cuối thí nghiệm) có 14 ÷ 18,5% TN và 9,3 ÷ 12% TP được ngổ

trâu hấp thụ từ môi trường nước. Tổng cộng sau 14 ngày thí nghiệm, có 21 ÷27%

TN và 24÷ 30% TP có trong môi trường nước sông Nhuệ đã được ngổ trâu hấp thụ.

So sánh với thuỷ trúc và rau muống, ngổ trâu có khả năng hấp thụ các chất ô nhiễm

gây phú dưỡng nguồn nước kém hơn là do ở Cầu Tó và Cầu Chiếc, có một tỷ lệ

đáng kể cây ngổ trâu bị chết ở giai đoạn đầu thí nghiệm còn thuỷ trúc không bị chết

bất kỳ một nhánh cây nào trong suốt thí nghiệm. Hình 3.24 minh hoạ khả năng hấp

thụ các chất ô nhiễm gây phú dưỡng nguồn nước TN và TP ở các giai đoạn khác

nhau của thí nghiệm.

* Hiệu quả hấp thụ các chất ô nhiễm KLN qua các giai đoạn thí nghiệm của

cây ngổ trâu

Ngổ trâu sống sót kém ở Cầu Tó, Cầu Chiếc, Đồng Quan, sống tốt ở Cống

Thần và cho khả năng nổi trội hơn thuỷ trúc và rau muống rất nhiều trong việc hấp

thụ các KLN này khỏi môi trường nước tại Cống Thần. Trong 7 ngày đầu thí

nghiệm, tại bể nước Cống Thần, ngổ trâu lấy đi khỏi môi trường nước 26% Fe,

55,6% Zn từ môi trường nước. Trong 7 ngày thí nghiệm sau đó, 4,5% Fe, 10% Zn

trong nước thu tại Cống Thần được ngổ trâu hấp thụ. Hình 3.25 minh hoạ lượng Fe

và Zn ngổ trâu hấp thụ được từ môi trường nước sông Nhuệ thu được từ 4 vị trí

khảo sát ở 3 thời điểm đầu, giữa và cuối thí nghiệm.

115

Hình 3.25. Hiệu quả hấp thụ các KLN có hàm lượng cao trong nước Fe, Zn bởi cây

ngổ trâu trong 2 giai đoạn thí nghiệm

Như vậy, ngổ trâu đã sống, phát triển và cho sinh khối cao, khả năng hấp thụ

tốt các chất gây phú dưỡng nguồn nước và KLN có hàm lượng cao Fe và Zn trong

môi trường nước sông Nhuệ ở vị trí Cống Thần. Ở ba vị trí còn lại, đặc biệt tại Cầu

Tó và Cầu Chiếc, khả năng chống chịu của ngổ trâu rất kém (có từ 20 đến 50% ngổ

trâu bị chết ở các bể này), khả năng chuyển vận chất ô nhiễm cũng kém hơn rất

nhiều cho thấy sự không thích hợp của việc sử dụng ngổ trâu để xử lý nước ô nhiễm

tại Cầu Tó, Cầu Chiếc, Đồng Quan.

Quá trình thí nghiệm cho thấy trong ba loài cây thuỷ trúc, rau muống và ngổ

trâu thì về cơ bản thuỷ trúc, rau muống có khả năng sống và phát triển tốt trong môi

trường nước và trầm tích sông Nhuệ thu tại cả 4 vị trí Cầu Tó, Cầu Chiếc, Đồng

Quan, Cống Thần. Quan sát thấy sự phát triển của cây thể hiện qua sự tăng lên của

số nhánh và chồi, của chiều cao cây và sự tăng lên của sinh khối sự tăng trưởng của

hai loài thực vậtnày về chiều cao (chiều dài) tương đối ổn định theo thời gian ở các

môi trường thí nghiệm.Cây thuỷ trúc được ghi nhận là phát triển đồng đều ở cả 4

môi trường thí nghiệm, trong khi cây rau muống lại được ghi nhận phát triển mạnh

nhất ở Đồng Quan, kém hơn ở Cầu Chiếc, Cống Thần và kém nhất ở mẫu thu được

ở Cầu Tó. Ngổ trâu có sức chống chịu kém hơn với môi trường nước sông Nhuệ ở 3

vị trí Cầu Tó, Cầu Chiếc, Đồng Quan, sống và phát triển tốt tại Cống Thần.

3.4.3. Diễn biến các yếu tố chất lượng nước và trầm tích sông Nhuệ trong và sau

quá trình trồng các thuỷ sinh thực vật

Kết quả phân tích mẫu nước và mẫu trầm tích sông Nhuệ trước thí nghiệm cho

thấy các mẫu nước và trầm tích này mang tính chất đặc trưng của nước và trầm tích

sông Nhuệ vào mùa khô. Các mẫu nước này bị ô nhiễm nặng nề bởi các chất hữu

cơ, các chất gây phú dưỡng nguồn nước, các vi sinh vật và một hàm lượng các kim

loại nặng. Hầu hết các thông số chất lượng nước đều cho thấy nước sông Nhuệ

không đủ tiêu chuẩn để sử dụng cho mục đích tưới tiêu thuỷ lợi. Các mẫu trầm tích

sông Nhuệ cũng cho thấy những dấu hiệu ô nhiễm nặng các kim loại Pb - cao gấp từ

116

1,45 ÷2,59 lần GTGH QCVN 43:2012/BTNMT, Cd - cao gấp từ 1,24÷2,84 GTGH

QCVN 43:2012/BTNMT, Zn - cao hơn GTGH QCVN 43:2012/BTNMT ở 2/5 vị trí

và có hàm lượng Fe lớn.

Trong suốt thời gian thí nghiệm (14 ngày), bên cạnh việc theo dõi sự tăng

trưởng và phát triển của các thực vật, chất lượng nước, chất lượng trầm tích cũng đã

được theo dõi. Các chỉ tiêu vật lý gồm độ pH, DO, TSS của nước được đo vào 9h

sáng mỗi ngày thí nghiệm. Các chỉ tiêu hoá học được phân tích trong phòng vào sau

mỗi 7 ngày thí nghiệm.Trong thời gian thí nghiệm, cùng với sự lớn lên của thực vật,

nhận thấy sự thay đổi rõ rệt của các yếu tố chất lượng môi trường nước.

3.4.4.1. Diễn biến của các yếu tố chất lượng nước

- Diễn biến của pH theo thời gian

Sau các giai đoạn thí nghiệm, giá trị pH của các bể thí nghiệmcó trồng TV

giảm mạnh hơn hẳn so với các bể đối chứng không trồng TV (Bể số 1a, 2a, 3a,4a).

Sự thay đổi pH khi trồng TV, đặc biệt là Thuỷ trúc (Bể số 1b, 2b,3b,4b) có sự thay

đổi rõ rệt theo thời gian, dao đọng về mức trung tính và trong ngu ỡng cho phép theo

QCVN 08- MT: 2015/BTNMT – B1, thích hợp cho sự phát triển của thực vạ t thủy

sinh. Hình 3.26 biểu diễn các giá trị pH trong môi trường nước sông Nhuệ ở các

giai đoạn thí nghiệm của các bể thí nghiệm.

117

Hình 3.26. pH trong môi trường nước sông Nhuệ theo thời gian thí nghiệm

- Diễn biến của EC theo thời gian

Hình 3.27 biểu diễn các giá trị EC ở các giai đoạn thí nghiệm của các bể thí

nghiệm. Giá trị EC ở các bể có trồng TV có xu thế giảm hơn nhiều so với EC ở các

bể đối chứng. Cụ thể, trong giai đoạn 1, các bể đối chứng chỉ giảm được 1,96 ÷

8,3% EC trong khi các bể thuỷ trúc giảm được 11,84 ÷ 29,4%, các bể rau muống

giảm được 5,4÷26,6%, các bể ngổ trâugiảm được 2,3 ÷30,1%. Trong giai đoạn 2, ở

các bể đối chứng giảm được 2,2 ÷ 4,95%, các bể thuỷ trúc giảm 5,4 ÷ 14,9%, các bể

rau muống giảm 2,9÷ 21,24%, các bể ngổ trâu giảm 2,7 ÷15,7%. Theo thời gian do

các ion có trong nước sông được vận chuyển theo mạch của TV lên thân và lá, cung

cấp cho các quá trình sinh trưởng tổng hợp nên các thành phần tế bào, cho các mô

TV để tăng sinh khối TV hay được dự trữ dưới dạng các tinh thể muối trong không

bào hoặc đôi khi nằm ở vách tế bào [4].

118

Hình 3.27. EC trong môi trường nước sông Nhuệ theo thời gian thí nghiệm

- Diễn biến của TSS theo thời gian

Rễ của các thực vật thuỷ sinh ở tất cả các bể thí nghiệm đều gia tăng đáng kể

về độ lớn và chiều dài rễ nhằm đáp ứng vai trò làm tăng diện tích rễ, tăng diện tích

tiết chất nhờn tạo môi trường bám dính các chất hữu cơ lơ lửng cũng như các chất ô

nhiễm lơ lửng khác. Khi nu ớc ô nhiễm đi qua hẹ thống rễ, mọt phần chất ô nhiễm là

các chất rắn lơ lửng sẽ bị lắng, các chất ô nhiễm dạng hòa tan sẽ đuợc hấp thụ bởi rễ

thực vật hoặc đuợc loại bỏ do vi khuẩn trong nuớc, hoạc đuợc hấp thụ và biến đổi

119

bởi các co thể sống bám ở rễ thực vật (các co thể này sử dụng nguồn oxy do cây vạ n

chuyển từ không khí tới rễ thực vật và nguồn oxy do TV nhả ra trong quá trình

quang hợp).

Theo thời gian, kết quả đo TSS ở tất cả các bể trồng thực vật đều giảm mạnh

hơn hẳn các bể đối chứng. Điều này thể hiện tính ưu việt hơn hẳn của các loài

TVTS trong việc loại bỏ các chất lơ lửng trong nước làm trong sạch nguồnnước.

Hình 3.28 biểu diễn các giá trị TSS ở các giai đoạn thí nghiệm của các bể thí

nghiệm. Trong giai đoạn 1 thí nghiệm, ở các bể đối chứng, TSS giảm từ 12.4

÷13.5%, ít hơn hẳn so với các bể thuỷ trúc (58 ÷73%), các bể rau muống (60 ÷

72%), các bể ngổ trâu (50 ÷ 75%). Ở giai đoạn 2, các bể đối chứng giảm 18,6 ÷

21% TSS, còn các bể trồng thực vật hàm lượng giảm từ 16,6 ÷ 21,9% TSS ở các bể

thuỷ trúc, 17,7 ÷ 18,8% TSS giảm ở các bể trồng rau muống và 13,8 ÷ 25% đối với

các bể trồng ngổ trâu.

120

Hình 3.28. TSS môi trường nước sông Nhuệ theo thời gian thí nghiệm (mg/l)

Như vậy nhờ có hệ rễ chùm phát triển của cả 3 loài TV cùng với khả năng tiết

chất nhờn thu hút các chất ô nhiễm vào vùng rễ tạo môi trường cho các VSV có ích

phân huỷ, hấp thu, chuyển hoá các chất ô nhiễm mà ở các bể có trồng TV có hàm

lượng TSS giảm đi đáng kể, nước trong các bể có trồng TV

- Diễn biến của DO theo thời gian

Hình 3.29 biểu diễn các giá trị DO ở các giai đoạn thí nghiệm của các bể thí

nghiệm.

Giá trị DO của các bể thí nghiệm có trồng thực vật có xu hướng tăng nhanh

theo thời gian, thể hiện qua giá trị DO vào thời điểm giữa và cuối thí nghiệm đều

cao hơn so với giá trị DO đầu vào.

Hình 3.29. Hàm lượng oxy hòa tan môi trường nước sông Nhuệ theo thời gian

thí nghiệm

Trong giai đoạn 1 thí nghiệm, DO trong các bể đối chứng tăng từ 0,3 ÷ 0,7, ở

các bể trồng thuỷ trúc, rau muống, ngổ trâu lần lượt tăng 0,5÷2,1mg/l; 0,9÷

1,2mg/l; 0,8÷0,9mg/l. Trong giai đoạn 2 thí nghiệm, DO trong các bể đối chứng

tăng từ 0,4 ÷ 1,8 mg/l, ở các bể trồng thuỷ trúc, rau muống, ngổ trâu lần lượt tăng

1,1÷1,5mg/l; 0,5÷0,9mg/l; 0,7÷1,2mg/l. Quá trình quang hợp tổng hợp các chất hữu

121

cơ bởi diệp lục là một trong những tác nhân quan trọng nhất khiến lượng oxy trong

các bể trồng thực vật cao hơn từ 66 đến 200% so với các bể không trồng thực vật.

- Diễn biến của các chất ô nhiễm hữu cơ theo thời gian

Khi thực vật sinh trưởng, chúng đã hấp thụ các chất hữu cơ có trong môi

trường nước để tạo thành sinh khối tăng trưởng cơ thể. Hình 3.30 biểu diễn hàm

lượng nhu cầu oxy hoá học COD ở các giai đoạn thí nghiệm của các bể thí nghiệm.

Sau giai đoạn 1 thí nghiệm, trong các bể đối chứng, có 15÷20% COD có trong môi

trường nước đã được làm sạch trong khi ở các bể trồng thuỷ trúc, rau muống và ngổ

trâu lần lượt có 61 ÷ 81%, 35 ÷55, 31 ÷57 COD trong môi trường nước đã được hấp

thụ bởi TV và làm sạch bởi các quá trình tự làm sạch của nước. Tổng cộng cả hai

giai đoạn thí nghiệm, nếu trong các bể đối chứng, có 29 ÷68% COD được làm sạch

thì trong các bể trổng thuỷ trúc, rau muống và ngổ trâu lần lượt có 80÷83%, 70 ÷

86%, 65 ÷ 85% COD đã được làm sạch khỏi môi trường nước sông Nhuệ.

Hình 3.30. Nhu cầu oxy hoá học COD trong nước sông Nhuệ theo thời gian

thí nghiệm

122

Hình 3.31. Nhu cầu oxy sinh hoá BOD5 trong nước sông Nhuệ theo thời gian

thí nghiệm

- Diễn biến của Tổng Coliform theo thời gian thí nghiệm

Mật độ tổng coliform ở các giai đoạn thí nghiệm của các bể thí nghiệm được

biểu diễn trong Hình 3.32.

Hình 3.32. Mật độ tổng coliform trong nước sông Nhuệ theo thời gian thí nghiệm

123

Giá trị tổng coliform của các bể thí nghiệm thay đổi theo thời gian. Tốc độ

giảm tổng coliform của các bể trồng thuỷ trúc là nhanh hơn các bể có trồng rau

muống và ngổ trâu, có thể là do thuỷ trúc có bộ rễ dày và dài hơn tạo môi trường

cho các VSV sống có ích phát triển hơn. Tổng coliform bị tiêu diệt bởi ánh sáng

mặt trời và các VSV sống quanh rễ, hơn nữa hàm lượng oxy tăng trong môi trường

bởi các TV cũng tiêu diệt một phần đáng kể các VSV vốn ưa sống trong môi trường

kỵ khí này.

- Diễn biến của các chất gây phú dưỡng nguồn nước theo thời gian

Nhận thấy sự tương quan tỷ lệ nghịch giữa sinh khối TV và hàm lượng các

chất gây phú dưỡng nguồn nước có trong môi trường nước sông. Trong 3 loài TV

dùng cho thí nghiệm, thuỷ trúc thể hiện hiệu quả ổn định trong quá trình hấp thụ các

hợp chất của nitơ và photpho ở các bể thí nghiệm hơn hẳn rau muống và ngổ trâu.

Do ngổ trâu và rau muống có sinh khối tăng kém ở các bể Cầu Tó và Cầu Chiếc

nên khả năng hấp thụ các hợp chất gây phú dưỡng nguồn nước ở các bể này rất

kém. Bên cạnh sinh khối tăng đồng đều giữa các bể thí nghiệm dẫn đến hàm lượng

TN, TP hấp thụ vào cơ thể TV ổn định, khả năng tạo môi trường cho các quá trình

tự làm sạch nước như các quá trình chuyển hoá nitơ và của photpho để tạo ra các

chất khí và các chất kết tủa của thuỷ trúc cũng hơn hẳn rau muống và ngổ trâu.

124

Hình 3.33. N- NH4+ trong nước sông Nhuệ theo thời gian thí nghiệm

Sau giai đoạn 1 thí nghiệm, trong các bể đối chứng, có 34÷40% amoni có

trong môi trường nước đã được chuyển hoá trong khi ở các bể trổng thuỷ trúc, rau

muống và ngổ trâu lần lượt có 73 ÷ 76%, 61 ÷80, 51 ÷79 amoni trong môi trường

nước đã được hấp thụ bởi TV và chuyển hoá bởi các quá trình tự làm sạch của

nước. Tổng cộng cả hai giai đoạn thí nghiệm, nếu trong các bể đối chứng, có 49

÷65% amoni được chuyển hoá thì trong các bể trổng thuỷ trúc, rau muống và ngổ

trâu lần lượt có 89÷93%, 84 ÷ 96%, 80 ÷ 95% amoni đã được làm sạch khỏi môi

trường nước sông Nhuệ. Hình 3.33 biểu diễn hàm lượng N- NH4+của môi trường

nước thí nghiệm theo thời gian.

Sau giai đoạn 1 thí nghiệm, trong các bể đối chứng, có 18÷20% phosphat có

trong môi trường nước đã được chuyển hoá trong khi ở các bể trổng thuỷ trúc, rau

muống và ngổ trâu lần lượt có 73 ÷ 90%, 45 ÷79, 30 ÷79 phosphat trong môi trường

nước đã được hấp thụ bởi TV, chuyển hoá và lắng đọng bởi các quá trình tự làm

sạch của nước.

Hình 3.33. P- PO43- trong nước sông Nhuệ theo thời gian thí nghiệm (mg/l)

Tổng cộng cả hai giai đoạn thí nghiệm, nếu trong các bể đối chứng, có 49

÷60% phosphat được chuyển hoá, lắng đọng khỏi nước thì trong các bể trồng thuỷ

125

trúc, rau muống và ngổ trâu lần lượt có 88÷91%, 80÷ 95%, 82 ÷ 96% phosphat đã

được làm sạch khỏi môi trường nước sông Nhuệ. Hình 3.34 biểu diễn hàm lượng

P- PO43-của môi trường nước thí nghiệm theo thời gian.

Như vậy, sau 14 ngày tự làm sạch, ở các bể đối chứng, nước vẫn không đủ tiêu

chuẩn để cấp nước tưới tiêu thuỷ lợi còn ở các bể trồng TV, ngoại trừ các bể trồng

rau muống và ngổ trâu ở Cầu Tó và Cầu Chiếc, các bể trồng TV còn lại đều có chất

lượng nước thoả mãn tiêu chuẩn nước tưới tiêu về thông số amoni và phosphat.

- Diễn biến của các KLN Fe, Zn theo thời gian

Các KLN Fe và Zn vốn có hàm lượng cao trong nước sông Nhuệ, đặc biệt ở

Cầu Tó. Sau 7 ngày thí nghiệm, hàm lượng Fe giảm từ 6%÷ 9% ở các bể đối chứng.

Ở các bể trồng Thuỷ trúc, Rau muống và ngổ trâu lần lượt giảm 53 ÷ 68%, 44÷69%,

38 ÷71% hàm lượng Fe. Đến cuối thí nghiệm, tổng lượng sắt giảm trong cả thí

nghiệm là 17 ÷ 29% ở các bể đối chứng, còn ở các bể trồng thuỷ trúc, rau muống và

ngổ trâu, số lượng sắt giảm từ 77 ÷ 89%, 65÷90%, 61÷91%. Hình 3.34 biểu diễn

hàm lượng Fe ở các giai đoạn thí nghiệm của các bể thí nghiệm.

Hình 3.34. Hàm lượng Fe ở các giai đoạn thí nghiệm (mg/l)

Hàm lượng Zn ở các giai đoạn thí nghiệm của các bể thí nghiệm được biểu

diễn qua Hình 3.35.

126

Hình 3.35. Hàm lượng Zn ở các giai đoạn thí nghiệm (mg/l)

Sau 7 ngày thí nghiệm, hàm lượng Zn giảm rất ít, chỉ từ 1%÷ 12% ở các bể

đối chứng trong khi các bể trồng thuỷ trúc, rau muống và ngổ trâu lần lượt giảm 21

÷ 48%, 14÷47%, 16 ÷57% hàm lượng Zn. Đến cuối thí nghiệm, tổng lượng Zn giảm

trong cả thí nghiệm là 3 ÷ 16% ở các bể đối chứng, còn ở các bể trồng thuỷ trúc, rau

muống và ngổ trâu, số lượng Zn giảm lần lượt 60÷83%, 44 ÷ 80%, 45÷82%.

Hàm lượng các KLN giảm đi trong môi trường nước một phần do các thực vật

thuỷ sinh hấp thụ xây dựng cấu trúc cơ thể thực vật, một phần được rễ thực vật thuỷ

sinh hút vào vùng rễ, một phần bị lắng đọng kết tủa xuống trầm tích đáy.

3.4.3.2. Diễn biến của các yếu tố chất lượng trầm tích

Bảng 3.19. Sự tăng giảm hàm lượng các chất ô nhiễm trong trầm tích ở các bể thí nghiệm

Bể thí nghiệm Sự thay đổi hàm lượng % chất ô nhiễm trong trầm tích (%)

TN TP Fe Zn Bể 1a -0,3 5,8 2,6 1,0 Bể 1b 1,4 15,2 8,2 2,9 Bể 1c 3,1 16,1 1,1 1

127

Bể 1d 3,4 17,9 1,5 0,4 Bể 2a -5,5 5,3 0,7 1,1 Bể 2b 1,8 9,6 3,2 2,3 Bể 2c 4,0 10,5 2,1 0,9 Bể 2d -1,1 14,0 1,8 1,4 Bể 3a 3,2 3,2 2,4 0,8 Bể 3b -0,8 7,5 5,9 2,2 Bể 3c 7,1 17,7 4,7 1,4 Bể 3d 11,1 29,0 6,3 1,7 Bể 4a 1,3 6,7 2,3 1 Bể 4b 1,3 23,3 5,9 1,8 Bể 4c 3,8 20,0 6,2 1,6 Bể 4d 9,0 18,5 6,8 1,9 Trong nghiên cứu này, diễn biến của các yếu tố chất lượng trầm tích sông

được theo dõi chi tiết để đánh giá và xác định khả năng hấp thụ các chất ô nhiễm

trong trầm tích của các loài TVTS, sự tương quan vật chất giữa môi trường nước

với môi trường trầm tích và với các loài TVTS. Khác với xu hướng giảm pH, các

chất hữu cơ, các chất gây phú dưỡng nguồn nước trong nước sông do quá trình

trồng các thực vật,hàm lượng TN, TP các KLN trong trầm tích sông Nhuệ đã không

giảm mà lại đa phần có chiều hướng tăng so với giai đoạn đầu thí nghiệm do quá

trình lắng đọng, kết tủa của các hợp chất này.

- Diễn biến của pH theo thời gian: Các giá trị pH không thay đổi nhiều theo

thời gian thí nghiệm, dao động không đáng kể và vẫn nằm trong khoảng từ 6,6

7,5.

- Diễn biến của hàm lượng các chất dinh dưỡng TN, TP theo thời gian: Nhìn

chung, TN đã tăng lên một lượng nhỏ trong trầm tích sông so với trước thí nghiệm

ở các bể trồng thực vật, khoảng 1,4 11,1%, còn ở những bể không trồng thực vật,

TN tăng không đáng kể, ở một số bể như bể mẫu đối chứng trầm tích ở Cầu Tó,

Cầu Chiếc TN giảm. TP tăng 5,8 6,7% ở các bể đối chứng trong khi ở các bể

trồng thực vật TP tăng 9,6 23,3. Như vậy sự có mặt của các thực vật trong môi

trường nước, không những lấy đi những chất ô nhiễm trong nước bằng quá trình

hấp thụ mà còn là tác nhân tăng cường các quá trình lắng đọng của TN và TP trong

trầm tích.

128

- Diễn biến của hàm lượng các KLN theo thời gian:

Ở các bể đối chứng, có từ 0,7 2,6% hàm lượng Fe tăng lên ở lớp trầm tích

đáy trong khi ở các bể trồng thủy trúc, có từ 3,28,2%, ở các bể trồng ngổ trâu có từ

1,56,8%, ở các bể trồng rau muống có từ 1,1 6,2% hàm lượng Fe tăng lên trong

lớp trầm tích.

Đối với kim loại kẽm, có 0,61,0% hàm lượng kẽm tổng số tăng lên trong lớp

trầm tích đáy ở các bể không trồng thực vật trong khi ở các bể trồng thực vật, có từ

1,82,9% hàm lượng Zn ở các bể trồng thủy trúc, 0,41,8% hàm lượng Zn ở các bể

trồng ngổ trâu, 0,91,6% hàm lượng Zn ở các bể trồng rau muống tăng lên trong

lớp trầm tích. Kết quả cho thấy sự có mặt của thực vật không chỉ có hiệu quả hấp

thụ các kim loại Fe, Zn vào chính thực vật, mà thực vật còn tạo được môi trường

giúp các kim loại này rời khỏi nước bằng quá trình lắng đọng kết tủa xuống lớp

trầm tích đáy. Sự giảm pH của môi trường nước ở các bể trồng thực vật có thể là

nguyên nhân chính khiến quá trình kết tủa của các hợp chất của KLN này gia tăng.

3.4.3.2. Sự cân bằng vật chất các chất ô nhiễm ở các bể thí nghiệm

Khối lượng của vật chất, kể cả các chất ô nhiễm, luôn được bảo toàn. Xem xét

cân bằng khối lượng của các chất ô nhiễm sau khoảng thời gian thí nghiệm nhận

thấy các chất ô nhiễm trong nước sông được chuyển hoá tạo thành các chất kết tủa,

được lắng đọng một phần xuống trầm tích, hoặc chuyển hoá tạo thành các chất khí

có thể đi ra khỏi nước, cũng có thể được thực vật hấp thụ tạo sinh khối hay bị hấp

phụ vào phần rễ thực vật, một phần còn lại trong nước. Từ công thức 2.3 và 2.4, sự

cân bằng vật chất đối với các chất ô nhiễm có hàm lượng cao cần phải làm sạch

trong nước sông Nhuệ là nitơ tổng, photpho tổng, Fe tổng, Zn tổng đã được tính

toán và phản ánh trong Bảng 3.20, Bảng 3.21, Bảng 3.22, Bảng 3.23.

- Sự cân bằng nitơ và photpho trong môi trường:

Bảng 3.20. Bảng cân bằng vật chất đối với các chất ô nhiễm là hợp chất của nitơ

Bể TNG CTN bốc hơi(%) CTN lắng đọng(%) CTN cuối (%) CTNTV(%)

Bể 1a 28 12 60 0 Bể 1b 20 46,6 7 26.4

129

Bể 1c 25 36,3 18 24.7 Bể 1d 23 43,2 32 1.8 Bể 2a 25 9 66 0 Bể 2b 24 66,8 19 23.8 Bể 2c 22 27 30 21.0 Bể 2d 20 44,6 23 12.4 Bể 3a 27 11 62 0 Bể 3b 21 38,2 8 32.8 Bể 3c 17 50 6 27.0 Bể 3d 18 51,3 7 24.7 Bể 4a 31 8 61 0 Bể 4b 22,7 42 4 31.3 Bể 4c 18 48 3 25.0 Bể 4d 23 41,9 3 32.1

Phần lớn nitơ và phospho tồn tại trong môi trường dưới dạng chưa sử dụng

được ngay cho sinh vật. Trong tự nhiên, do sự hoạt động của các vi sinh vật, nitơ và

phospho được chuyển hoá thành các các muối hoà tan và được sinh vật sử dụng. Sự

chuyển hoá của nitơ và photpho trong môi trường phụ thuộc vào nhiều yếu tố ảnh

hưởng như: pH, sự phân tầng nước, nhiệt độ, độ mặn…

Trong môi trường thí nghiệm, các hợp chất của nitơ có thể đi ra khỏi môi

trường nước sau khi được các vi sinh vật chuyển hoá thành các chất khí, chất kết

tủa, và được thực vật hấp thụ. Các hợp chất của nitơ trong môi trường nước sông

Nhuệ bao gồm chủ yếu là amoni nên các quá trình chuyển hoá của amoni chiếm ưu

thế trong các quá trình chuyển hoá của nitơ.

Bảng 3.21.Bảng cân bằng vật chất đối với các chất ô nhiễm là hợp chất của photpho

Bể TNG CTP kết tủa(%) CTP cuối (%) CTPTV(%)

Bể 1a 29 71 0 Bể 1b 60 9.6 30,4 Bể 1c 21 55 23,9 Bể 1d 28,2 70 1,8 Bể 2a 26 74 0 Bể 2b 40 29,1 30,9 Bể 2c 33,2 40 26,8 Bể 2d 23 57,8 19,2 Bể 3a 18 82 0

Bể 3b 49 17,4 33,6

130

Bể 3c 42 29,8 27,2 Bể 3d 41,2 40 18,8

Bể 4a 24 76 0 Bể 4b 57 11,3 31,7 Bể 4c 64,6 5 30,4 Bể 4d 40 30,7 29,3

Phospho tồn tại trong môi trường nước chủ yếu dưới dạng orthophotphat

(PO43-) có hóa trị 5+. Khả năng tồn tại của phosphat sinh học hoàn toàn phụ thuộc

vào pH. Trong điều kiện pH cao, phospho hình thành các hợp chất không hoà tan.

Trong điều kiện hiếu khí có ion Fe thì phosphat tan nhiều nhất ở pH = 6÷7. Tuy

nhiên, môi trường nước sông Nhuệ có hàm lượng oxy hoà tan thấp, thêm pH hơi

kiềm là điều kiện thuận lợi để phosphat kết hợp với Fe tạo thành các chất kết tủa.

Như vậy, các hợp chất của photpho trong môi trường nước thí nghiệm mà chủ yếu

là các orthophotphat có thể bị chuyển hoá thành các chất kết tủa, bị lắng đọng tạo

trầm tích, hoặc bị TV hấp thu, phần còn lại vẫn tồn tại trong môi trường nước. Nhận

thấy ở các bể đối chứng, photpho bị kết tủa, bị lắng đọng ít hơn hẳn so với các bể

trồng TV. Như vậy ở các bể trồng TV, photpho không chỉ được lấy khỏi môi trường

nước bởi sự hấp thu, hấp phụ của các TV, sự có mặt của TV còn tăng cường quá

trình kết tủa lắng đọng xuống trầm tích đáy các hợp chất của photpho.

Sắt là một trong số ít những kim loại thiết yếu cần thiết cho sức khoẻ con

người do sắt là nhân tố quyết định đến việc vận chuyển oxi trong máu. Thiếu sắt sẽ

dẫn đến sự đình trệ của chuỗi phản ứng oxy hoá, tạo điều kiện cho bệnh thiếu máu

phát triển. Kẽm giúp tăng cường phân chia tế bào, thúc đẩy sự tăng trưởng của cơ

thể. Nếu thiếu kẽm sẽ gây ra chậm lớn, suy dinh dưỡng thấp còi.

Thế nhưng các kim loại nặng sắt, kẽm cũng giống như chì, cadimi, thuỷ

ngân, nhôm, và mangan, là những KLN có khả năng tích luỹ sinh học cao, chúng rất

dễ được các cơ thể sống hấp thụ và tích luỹ. Nên nếu trong môi trường nước có

nhiều sắt, kẽm được dùng làm nước tưới sẽ có thể gây nên bệnh thừa sắt, kẽm ở

những sinh vật trong chuỗi thức ăn. Thừa sắt, kẽm sẽ dễ phát triển các bệnh ung thư

gan, ruột thừa do cơ thể có khả năng hạn chế trong bài tiết sắt, kẽm.

131

Bảng 3.22. Bảng cân bằng vật chất đối với chất ô nhiễm là KLN Fe

Bể TNG CFe kết tủa(%) CFe cuối (%) CFeTV(%)

Bể 1a 7 93 0 Bể 1b 32 65,8 2,2 Bể 1c 3 92,7 4,3 Bể 1d 4 94,9 1,1 Bể 2a 3 97 0 Bể 2b 24 74,95 1,05 Bể 2c 9 86,03 4,97 Bể 2d 8 88,9 3,1 Bể 3a 6 94 0

Bể 3b 25 74,17 0,83 Bể 3c 22 74,34 3,66 Bể 3d 16 70,3 13,7

Bể 4a 8 92 0 Bể 4b 31 68 1 Bể 4c 32 56,76 11,24 Bể 4d 34 37,2 28,8

Kết quả tính toán sự cân bằng Zn trong các bể thí nghiệm được trình bày

trong Bảng 3.23

Bảng 3.23. Bảng cân bằng vật chất đối với các chất ô nhiễm là KLN Zn Bể TNG CZn kết tủa(%) CZn cuối (%) CZn TV(%)

Bể 1a 3 97 0 Bể 1b 15 43,69 41,31 Bể 1c 5 91,48 3,52 Bể 1d 2 86,3 11,7 Bể 2a 8 92 0 Bể 2b 18 79,92 2,08 Bể 2c 7 87,56 5,44 Bể 2d 11 83,5 15,5 Bể 3a 7 93 0

Bể 3b 19 89,49 2,51 Bể 3c 12 84,44 3,66 Bể 3d 15 59,2 25,8

Bể 4a 10 90 0

Bể 4b 19 79,43 2,57

Bể 4c 17 72,84 11,16 Bể 4d 16 19,9 65,1

132

Các hợp chất của các KLN Fe, Zn có trong môi trường nước, gặp điều kiện

thuận lợi có thể bị chuyển hoá thành các hợp chất kết tủa lắng đọng xuống trầm

tích, hoặc vẫn tồn tại ở dạng các hợp chất lơ lửng trong nước. Trong môi trường thí

nghiệm, các hợp chất của Fe và Zn bị các TV hấp thu một phần đáng kể (từ 1,1 đến

28,8% Fe, 1,31 đến 41,31% Zn), phần còn lại thì được chuyển hoá tạo thành các

chất kết tủa lắng đọng xuống trầm tích đáy, một phần vẫn ở lại trong nước. Không

giống như nitơ, các hợp chất của các KLN này không thể chuyển hoá thành các chất

khí để đi ra khỏi môi trường nước, chúng chỉ có thể ra khỏi nước bởi sự hấp thụ của

thực vật và lắng đọng kết tủa xuống trầm tích đáy.

3.5. Các nguồn thải gây ô nhiễm đoạn sông Nhuệ từ Cầu Tó tới Cống Thần và

công tác quản lý nhà nước về môi trường lưu vực sông

3.5.1. Hiện trạng các nguồn thải vào đoạn sông Nhuệ từ Cầu Tó tới Cống Thần

Mỗi ngày sông Nhuệ phải tiếp nhận toàn bộ nước thải sinh hoạt, bệnh viện,

công nghiệp, nông nghệp,...của Hà Nội chưa qua xử lý từ sông Tô Lịch xả vào qua

đập Thanh Liệt ở Cầu Tó với lưu lượng trung bình từ 11- 17 m3/s, lưu lượng cực đại

đạt 30 m3/s là nguyên nhân chính làm cho nước sông Nhuệ bị ô nhiễm. Ảnh hưởng

của dòng chảy sông Tô lịch vào sông Nhuệ là rất lớn, dòng chảy này mang theo một

lượng lớn các chất ô nhiễm hữu cơ, các KLN vào môi trường nước sông Nhuệ [7],

[10], [94].

3.5.1.1. Nguồn thải sinh hoạt

Là nguồn thải đặc trưng, là nguồn gây ô nhiễm chính dòng sông Nhuệ- đó

chính là nguồn nước thải sinh hoạt của thành phố Hà Nội đông dân, mật độ dân số

cao. Mỗi ngày Hà Nội xả thải khoảng gần 1.000.000m3 nước thải sinh hoạt vào

dòng sông Nhuệ mang theo lượng lớn các chất hữu cơ, các chất gây phú dưỡng

nguồn nước, các KLN, vi sinh vật...

3.5.1.2. Nguồn thải công nghiệp và làng nghề

Bên cạnh việc phải đón nhận nước sông Tô Lịch ô nhiễm, mỗi ngày, sông

Nhuệ cũng phải đón nhận nước thải từ các nhà máy, xí nghiệp, và khoảng hơn 40

133

làng nghề tiểu thủ công nghiệp nằm ven sông. Một cách thường xuyên, các làng

nghề như làng nghề dệt Vạn Phúc, làng nghề nhuộm, in Dương Nội, làng dao kéo

Đa Sĩ... ở Hà Đông, làng nghề làm da trâu, da bò, làng nghề bông vải sợi, làng chạm

khảm, làng làm tượng... ở các huyện Thường Tín, Thanh Oai, Phú Xuyên... đổ trực

tiếp nước thải không qua xử lý hoặc xử lý tạm ra dòng sông. Hoạt động của các

làng nghề này làm phát sinh khoảng 450.000- 600.000m3 nước thải mỗi ngày đêm

[7]. Vào mùa kiệt, lượng nước thải này có khi chiếm một phần ba dung tích dòng

sông. Bởi các dòng xả thải đó, sông Nhuệ đậm đặc hóa chất, chất thải hữu cơ,

KLN,...

3.5.1.3. Nguồn thải nông nghiệp

Chất thải phát sinh từ nông nghiệp chủ yếu do hoạt động chăn nuôi như: phân,

nước tiểu gia súc, thức ăn dư thừa, nước cọ rửa chuồng trại, tắm rửa cho vật nuôi và

hoạt động trồng trọt như: thuốc bảo vệ thực vật và các loại phân bón hóa học, phân

bón hữu cơ, không được thu gom và xử lý mà thải trực tiếp vào môi trường, trong

đó, lo ngại nhất là nước thải từ chăn nuôi, chứa rất nhiều chất hữu cơ cũng như chất

rắn lơ lửng cao, việc kiểm soát nguồn ô nhiễm này rất khó do chăn nuôi có qui mô

nhỏ lẻ và phân tán theo hộ gia đình.

Nguồn thải phát sinh từ trồng trọt chủ yếu do lượng nước thải mang theo một

lượng lớn các chất ô nhiễm trong phân hóa học, thuốc bảo vệ thực vật… gây ô

nhiễm đất và nước trên phạm vi rộng. Ước tính mỗi ngày Hà Nội xả thải khoảng

300.000m3 nước thải nông nghiệp vào sông Nhuệ làm gánh nặng ô nhiễm của dòng

sông càng trở nên nặng nề.

3.5.1.4. Nguồn thải y tế

Nước thải từ các cơ sở y tế bao gồm nước thải phát sinh từ các hoạt động

chăm sóc và sinh hoạt trong bệnh viện với nồng độ chất thải rắn lơ lửng, chất hữu

cơ, và các chất dinh dưỡng cao, nhiều chất ô nhiễm độc hại và lượng các vi sinh vật

gây bệnh. Đoạn sông từ Cầu Tó tới Cống Thần phải đón nhận toàn bộ lượng nước

thải của hàng chục các bệnh viện lớn của Hà Nội với số lượng lớn bệnh nhân từ

134

nhiều tỉnh thành trên toàn quốc qua đập Thanh Liệt. Hầu hết các bệnh viện chưa có

hệ thống thu gom và xử lý nước thải, riêng một số bệnh viện đã có hệ thống xử lý

nước thải, nhưng hiệu quả xử lý chưa cao, nước thải sau khi xử lý ra môi trường vẫn

vượt quá Quy chuẩn nhiều lần.

3.5.1.5. Nguồn chất thải rắn

Bao gồm các chất thải rắn sinh hoạt, chất thải rắn công nghiệp, chất thải rắn

xây dựng,... được vứt bỏ một cách bừa bãi ven sông và trong sông gây nên tình

trạng tắc nghẽn lòng sông, sông bị bốc mùi do sự phân huỷ các chất hữu cơ trong

điều kiện kỵ khí. Đây cũng là một trong những tác nhân đáng kể gây ô nhiễm dòng

sông Nhuệ.

3.5.2. Công tác quản lý nhà nước về môi trường lưu vực sông

3.5.2.1. Hệ thống văn bản pháp luật bảo vệ môi trường

Về hệ thống pháp lý, chính phủ cũng như các Bộ, ngành đã ban hành nhiều

văn bản pháp quy quy định về việc quản lý, bảo vệ môi trường, cụ thể là:

* Luật

- Luật Bảo vệ môi trường 2005, được thông qua vào ngày 29/11/2005

- Luật Tài nguyên nước năm 1998 của Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ

nghĩa Việt Nam, quy định việc quản lý, bảo vệ, khai thác, sử dụng tài nguyên nước;

phòng, chống và khắc phục hậu quả tác hại do nước gây ra.

* Văn bản dưới luật

Một số văn bản dưới luật liên quan đến bảo vệ môi trường và các văn bản

chính sách pháp luật quan trọng đã được ban hành, bao gồm:

- Nghị định 179/1999/NĐ-CP của Chính phủ quy định việc thi hành Luật Tài

nguyên nước.

- Quyết định số 67/2000/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ ngày 15/6/2000

thành lập Hội đồng quốc gia về tài nguyên nước.

- Quyết định số 99/2001/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ ngày 28/6/2001

ban hành quy chế tổ chức và hoạt động của Hội đồng quốc gia về tài nguyên nước.

135

- Chỉ thị số 16/2002/CT-TTg ngày 31/7/2002 của Thủ tướng Chính phủ về

tiếp tục tăng cường công tác quản lý nhà nước đối với các hoạt động khảo sát, thăm

dò, khai thác cát, sỏi và nạo vét kết hợp tận thu cát, sỏi lòng sông.

- Quyết định số 64/2003/QĐ - TTg ngày 22/4/2003 của Thủ tướng Chính phủ

về việc xử lý triệt để các cơ sở gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.

- Nghị định 67/2003/NĐ-CP ngày 13/6/2003 của Chính phủ về phí bảo vệ môi

trường đối với nước thải.

- Nghị định số 149/2004/NĐ-CP của Chính phủ về cấp phép thăm dò, khai

thác, sử dụng tài nguyên nước và xả nước thải vào nguồn nước.

- Nghị quyết số 41-NQ/TW ngày 15/11/2004 của Bộ Chính trị về bảo vệ môi

trường trong thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước.

- Nghị định số 67/2004/ NĐ- CP của Chính Phủ về việc nộp phí nước thải

công nghiệp.

- Nghị định 175/CP ngày 18/10/1994 của Chính phủ hướng dẫn thi hành luật

Bảo vệ môi trường

- Chỉ thị 36CT-TW ngày 25/6/1998 của Bộ Chính trị về tăng cường công tác

bảo vệ môi trường trong thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước.

- Nghị định 26/CP ngày 26/4/1996 của Chính phủ về quy định xử phạt vi

phạm hành chính về bảo vệ môi trường.

- Quyết định số 256/2003/QĐ-TTg ngày 02/12/2003 của Thủ tướng Chính phủ

về việc phê duyệt Chiến lược bảo vệ môi trường quốc gia đến năm 2010 và định

hướng đến năm 2020.

- Chỉ thị số 25/2005/CT-TU ngày 30/5/2005 về việc Bảo vệ môi trường trong

thời kỳ đẩy mạnh Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá đất nước.

- Nghị định 121/NĐ-CP của chính phủ về xử phạt vi phạm hành chính về

BVMT.

- Quyết định số 2406/QĐ-TTg ngày 18 tháng 12 năm 2011 của Thủ tướng

Chính phủ về việc ban hành Danh mục các chương trình mục tiêu quốc gia giai

đoạn 2012 – 2015.

136

- Văn bản chính sách pháp luật của các tỉnh nằm trên lưu vực sông Nhuệ - Đáy

- Công văn 2117/TBNMT-BVMT về việc báo cáo tình hình thực hiện công tác

bảo vệ môi trường trên địa bàn: Hà Nội, Hà Tây, Hà Nam, Nam Định và Ninh Bình

thuộc lưu vực sông Nhuệ, sông Đáy.

- Công văn 5369/BTNMT-BVMT ngày 05/12/2006 về việc tổ chức kiểm tra

thanh tra về bảo vệ môi trường đối với các cơ sở sản xuất kinh doanh và dịch vụ,

khu công nghiệp, cụm công nghiệp và làng nghề về tình hình ô nhiễm môi trường

lưu vực sông Nhuệ - Đáy.

- Thực hiện Quyết số 856/QĐ-TCMT ngày 17/07/2009 của Tổng cục trưởng

Tổng cục Môi trường về việc kiểm tra, giám sát liên ngành về bảo vệ môi trường

theo Quyết định số 64/2003/QĐ-TTg ngày 22 tháng 4 năm 2003 của Thủ tướng

Chính phủ trên địa bàn các tỉnh, thành phố thuộc lưu vực sông Nhuệ, sông Đáy đã

tiến hành thành lập đoàn thanh tra một số đơn vị y tế, cơ sở sản xuất trên địa bàn

các tỉnh của lưu vực sông Nhuệ - Đáy.

- UBND Thành phố Hà Nội có Quyết định số 1955/QĐ-UBND ngày

15/5/2007 thành lập tổ công tác liên tỉnh xây dựng, hoàn chỉnh Đề án tổng thể bảo

vệ môi trường lưu vực sông Nhuệ, sông Đáy.

- Nghị quyết số 03/2009/NQ-HĐND ngày 17/07/2009 của Hội đồng nhân dân

Thành phố Hà Nội tại kỳ họp thứ 18, khoá XIII từ ngày 14/7 đến 17/7/2009 về việc

Quyết nghị "Nhiệm vụ và các giải pháp xử lý ô nhiễm môi trường bức xúc trên địa

bàn thành phố Hà Nội đến năm 2010";

- Thông báo số 120/TB-UBND ngày 27/03/2009 của Văn phòng UBND

Thành phố thông báo kết luận chỉ đạo của Chủ tịch UBND Thành phố về việc xử lý

tình trạng ô nhiễm môi trường sông Nhuệ (đoạn qua Hà Nội).

3.5.2.2. Cơ cấu tổ chức và quản lý nhân sự

Ủy ban BVMT LVS Nhuệ - sông Đáy được thành lập theo Quyết định

1404/QĐ- TTg ngày 31 tháng 8 năm 2009. Ủy ban có trách nhiệm tổ chức chỉ đạo,

điều phối liên ngành, liên vùng nhằm thực hiện thống nhất và có hiệu quả các nội

dung của “Đề án tổng thể bảo vệ môi trường lưu vực sông Nhuệ - Đáy đến năm

137

2020”. Tổng cục MT và các bộ ngành có liên quan thực hiện các nhiệm vụ, chức

năng của mình để hỗ trợ Ủy ban thực hiện có hiệu quả những công việc đề ra.

Về mặt thể chế, chính sách quản lý môi trường LVS chưa được hoàn thiện,

dẫn đến việc triển khai thực hiện Luật và các văn bản dưới luật vẫn còn nhiều khó

khăn, vì vậy, hiệu quả thực thi chưa cao. Bên cạnh đó các hoạt động trên LVS

thường mang tính đa ngành, đa lĩnh vực như nông nghiệp, thủy lợi, thủy điện, lâm

nghiệp, công nghiệp, cấp nước, thoát nước và xử lý nước thải, BVMT, bảo vệ các

hệ sinh thái đầu nguồn và vùng cửa sông… dẫn tới khó khăn cho công tác quản lý

môi trường; việc nhất quán về mặt quản lý nhà nước giữa các địa phương trong

cùng một lưu vực đối với việc khai thác, sử dụng TNN và các quy định về mặt quản

lý, BVMT nước còn hạn chế.

3.5.2.3. Năng lực và trình độ chuyên môn của đội ngũ cán bộ quản lý môi trường

Tiềm lực và năng lực quản lý của các cấp trên lưu vực sông Nhuệ thuộc đoạn

sông nghiên cứu là nơi có đội ngũ cán bộ làm công tác quản lý môi trường và có

kinh nghiệm còn mỏng, nghiệp vụ chuyên môn còn hạn chế, vì vậy năng lực công

tác quản lý chưa đáp ứng với yêu cầu của nhiệm vụ. Cơ sở vật chất và các điều kiện

đảm bảo cho công tác quản lý môi trường còn chưa đáp ứng yêu cầu công việc.

Công tác tổ chức cán bộ quản lý môi trường, ngoài Quận Hà Đông có cán bộ riêng

phụ trách các vấn đề môi trường, các huyện còn lại trong khu vực quản lý đoạn

sông nghiên cứu còn chưa được xác định rõ cán bộ nào chuyên trách đảm nhiệm

làm công tác quản lý môi trường hoặc nếu có thì chưa phù hợp với chuyên môn,

vẫn chủ yếu tập trung vào lĩnh vực đất đai. Việc phối hợp giữa cấp thành phố và

huyện chưa được chặt chẽ. Vì vậy, việc thẩm định đối với các bản cam kết bảo vệ

môi trường của các dự án chưa đầy đủ, không đánh giá hết những tác động tới môi

trường và đưa ra các yêu cầu về bảo vệ môi trường khi triển khai dự án, dẫn đến

khó khăn trong công tác quản lý, giám sát sau này.

Nói chung, năng lực quản lý môi trường cấp huyện vẫn còn hạn chế, cần bổ

sung, cần đào tạo và nâng cấp trình độ cán bộ để theo kịp và triển khai tốt các

nhiệm vụ bảo vệ môi trường trên lưu vực.

138

3.5.2.4. Các hoạt động quản lý môi trường ở đoạn sông từ Cầu Tó tới Cống Thần

Trong các năm từ 2010-2016, Ủy ban nhân dân thành phố Hà Nội đã tiếp tục

thực hiện và ban hành các văn bản cụ thể hóa và tăng cường công tác BVMT như:

cơ chế chính sách đầu tư, hỗ trợ từ ngân sách thành phố thực hiện thu gom, vận

chuyển, xử lý chôn lấp rác thải nông thôn; quản lý hệ thống cây xanh đô thị, công

viên, vườn hoa, vườn thú; quản lý cụm công nghiệp và quản lý chất thải rắn thông

thường.

Trong các năm 2010 và 2015, tiến hành quan trắc, đánh giá chất lượng và lưu

lượng xả thải tại các cửa xả trực tiếp vào sông Nhuệ ( 26 điểm).

UBND 5 quận, huyện trên đoạn sông đã ủy quyền cho Ban Quản lý các khu

công nghiệp và khu chế xuất thực hiện xác nhận cam kết BVMT đối với các cơ sở

hoạt động trong KCN theo quy định, đáp ứng yêu cầu quản lý môi trường của các

khu công nghiệp.

Việc tiến hành thanh tra, kiểm tra thực hiện Luật BVMT và Luật Tài nguyên

nước đối với các cơ sở sản xuất và xử lý vi phạm được diễn ra hàng năm.

Công tác tuyên truyền, phổ biến pháp luật BVMT trên địa bàn LVS cũng từng

bước được nâng cao. Sở TN&MT, UBND thành phố, Ban Tuyên giáo Thành phối

hợp đưa nội dung BVMT vào tài liệu sinh hoạt nội bộ; tổ chức lớp tập huấn cho các

ngành, Ban tuyên giáo quận, huyện, thị xã về Nghị quyết 03-HĐND và Đề án số

141 của UBND thành phố về BVMT; tổ chức tốt các cuộc giao ban báo chí về ô

nhiễm môi trường làng nghề; phối hợp với các tổ chức chính trị - xã hội thực hiện

chương trình “Hướng dẫn phân loại rác tại nguồn, sử dụng rác thải sau phân loại

làm phân hữu cơ tại nhà phục vụ trồng rau xanh và cây cảnh.

3.5.2.5. Hệ thống quan trắc và giám sát môi trường

Trong vùng lưu vực sông Nhuệ, hàng năm đều tiến hành quan trắc định kỳ

chất lượng nước mặt, nước ngầm, nước thải và không khí. Tuy nhiên, việc quy

hoạch một cách có hệ thống các điểm quan trắc, giám sát môi trường trên địa bàn

còn nhiều bất cập. Hiện ở khu vực nghiên cứu, chưa có trạm quan trắc và giám sát

139

chất lượng nước, mới chỉ hình thành một số điểm quan trắc quan trắc môi trường

nước tập trung chủ yếu ở Quận Hà Đông ( 3 điểm: Đập Thanh Liệt, Phúc La, Cự

Đà), 3 điểm còn lại nằm ở 3 huyện Thường Tín (Cầu Chiếc), huyện Thanh Oai

(Đồng Quan), huyện Phú Xuyên (Cống Thần). Các thông số được quan trắc thường

là pH, BOD, COD, DO, TSS, Coliform, NH3-…

Ngoài ra, trên đoạn sông cũng đã có mạng trạm quan trắc thủy văn và quan

trắc chất lượng nước ngầm gồm các trạm ở phường Nguyễn Trãi, Phú Lãm thuộc

quận Hà Đông, phường Đông Mai ở huyện Thanh Oai và một số trạm sẽ hình thành

trong tương lai cũng ở huyện Thanh Oai.

3.6. Đề xuất các giải pháp nhằm cải thiện chất lượng nước, bảo vệ phát triển hệ

sinh thái sông Nhuệ

3.6.1. Cơ sở khoa học đề xuất các giải pháp

Môi trường, hệ sinh thái sông, các nguồn lợi thuỷ sản và các giá trị cảnh quan

mà một dòng sông có thể mang lại cho chúng ta là nguồn tài nguyên vô cùng quý

giá và rất cần thiết cho đời sống cộng đồng cũng như sự phát triển kinh tế xã hội

của vùng lưu vực sông. Cải thiện chất lượng nước sông Nhuệ bằng các loài TVTS

để lấy đi các chất ô nhiễm trong dòng sông là việc làm rất có ý nghĩa thực tiễn bởi

rất nhiều điểm ưu việt và tính thân thiện với môi trường do không cần bổ sung thêm

hoá chất vào dòng sông, chất ô nhiễm được lấy đi vĩnh viễn khỏi môi trường chỉ

bằng cách thu hoạch thực vật mang đi xử lý sinh khối, hiệu quả xử lý ô nhiễm

cao,... Tuy nhiên, để các loài TVTS phát huy được hiệu quả tối đa của nó, cần có sự

phối hợp của nhiều giải pháp khác nhau, trong đó cần thiết phải ngăn chặn việc xả

thải các dòng ô nhiễm vào sông là điều kiện tiên quyết. Việc nâng cao ý thức của

người dân trong bảo vệ môi trường nước và hệ sinh thái thuỷ sinh lưu vực sông

Nhuệ là việc làm vô cùng cần thiết. Do đó việc huy động nhân lực và các nguồn lực

tài chính của vùng lưu vực cho các công tác bảo vệ tài nguyên môi trường nước,

bảo vệ HST thuỷ sinh lưu vực sông Nhuệ cần được đặc biệt chú ý quan tâm. Ngoài

ra, để các hoạt động bảo vệ môi trường nước và hệ sinh thái thuỷ sinh lưu vực sông

Nhuệ đạt được hiệu quả thì phải gắn kết các hoạt động này với các kế hoạch phát

140

triển kinh tế xã hội của vùng lưu vực và cũng phải được lồng ghép vào chủ trương,

chính sách phát triển của vùng lưu vực sông, cụ thể là thành phố Hà Nội và tỉnh Hà

Nam.

3.6.2. Các giải pháp về luật pháp và chính sách

* Tăng cường tiến hành thanh kiểm tra, kiểm soát để phát hiện những cơ sở

sản xuất trốn xử lý chất thải, xả thải các dòng thải, chất thải ô nhiễm gây suy thoái

chất lượng nước sông. Đối tượng thanh tra bao gồm các KCN, các dự án đầu tư và

các cơ sở nằm ngoài các khu (cụm) công nghiệp có nguy cơ gây ô nhiễm môi

trường. Thông tin về kết quả thanh tra, kiểm tra và tình hình ô nhiễm trên địa bàn

cũng như tình hình tuân thủ pháp luật của các cơ sở sản xuất, kinh doanh trên LVS

cần được công bố công khai trên các phương tiện thông tin đại chúng.

* Tăng cường năng lực và nhân lực cho lực lượng thanh tra chuyên ngành

môi trường tại các cấp từ Trung ương đến địa phương. Tăng cường bố trí kinh phí

đào tạo để nâng cao kiến thức về BVMT cho đội ngũ cán bộ làm công tác BVMT ở

cơ sở. Đầu tư trang thiết bị hiện đại cho các địa phương đủ sức đáp ứng yêu cầu

giám sát môi trường, phục vụ công tác quản lý và thanh tra, kiểm tra BVMT tại địa

phương.

*Áp dụng các công cụ kinh tế:

- Thực hiện nguyên tắc gây thiệt hại đối với môi trường phải khắc phục, bồi

thường. Thực hiện việc tính phí, ký quỹ môi trường, buộc bồi thường thiệt hại về

môi trường;

- Áp dụng các chính sách cơ chế hỗ trợ vốn, khuyến khích về thuế, trợ giá đối

với hoạt động BVMT;

- Khuyến khích các cơ chế chuyển nhượng, trao đổi quyền phát thải và trách

nhiệm xử lý chất thải phù hợp với cơ chế thị trường;

- Đẩy mạnh hoạt động thu phí bảo vệ môi trường đối với nước thải công

nghiệp theo Nghị định số 67/2003/NĐ-CP và phí bảo vệ môi trường đối với chất

thải rắn theo Nghị định số 174/2007/NĐ-CP. Xây dựng kế hoạch và tổ chức triển

141

khai các hoạt động thu phí bảo vệ môi trường đối với nước thải sinh hoạt, chất thải

rắn và khí thải;

- Thành lập quỹ môi trường tại các tỉnh. Quỹ môi trường hoạt động trên

nguyên tắc vì lợi ích cộng đồng, tự bù đắp chi phí hoạt động, bù đắp và phát triển

vốn trên cơ sở đầu tư và hỗ trợ tài chính có hiệu quả.

3.6.3. Các giải pháp về tuyên truyền và huấn luyện

Vấn đề bảo vệ môi trường sông Nhuệ là sự nghiệp của toàn dân và cả cộng

đồng, đặc biệt là những người sống và làm việc trong vùng lưu vực sông. Tuyên

truyền nâng cao ý thức cộng đồng dân cư dọc hành lang hai bờ sông không thải rác

thải trực tiếp xuống dòng sông hoặc thải rác vào các cống chảy ra sông.

Tăng cường quản lý đất đai, trật tự xây dựng, giám sát chặt chẽ và ngăn chặn

việc đổ rác thải xây dựng, bùn thải dọc trên bờ sông. Phát triển các hoạt động bảo

vệ môi trường cho cộng đồng. Công khai các cơ sở gây ô nhiễm môi trường trên lưu

vực trên các phương tiện thông tin đại chúng, tạo sức ép dư luận đối với các cơ sở

này.

Tiếp tục triển khai các hoạt động tuyên truyền, nâng cao nhận thức cộng

đồng trên nhiều phương diện, lấy nòng cốt là các tổ chức chính trị xã hội tại địa

phương. Phối hợp với Hội Nông dân và Hội Phụ nữ tiến hành các khoá phổ biến

kiến thức về BVMT. Lồng ghép nội dung bảo vệ môi trường vào Hương ước của

từng làng xã nông thôn.

Tăng cường giáo dục môi trường nói chung trong các trường học, lồng ghép

các kiến thức về môi trường một cách khoa học với một khối lượng hợp lý trong các

chương trình giáo dục của từng cấp học; khuyến khích các cơ sở giáo dục – đào tạo

tổ chức các hoạt động nhằm nâng cao ý thức tự giác bảo vệ môi trường.

3.6.4. Các giải pháp về kỹ thuật

3.6.4.1. Các giải pháp vật lý nhằm cải thiện chất lượng nước sông Nhuệ

- Cần nạo vét, khơi thông dòng chảy, hạn chế tình trạng ứ đọng rác thải, nước

thải trên dòng sông.

142

- Tăng cường các quá trình làm giàu oxy trong nước để giảm bớt các quá trình

phân huỷ kỵ khí tạo H2S là chất khí tạo nên mùi hôi đặc trưng của dòng sông bằng

các quá trình sục khí, thổi khí.

3.6.4.2. Giải pháp sinh học nhằm cải thiện chất lượng nước sông Nhuệ

a) Cơ sở khoa học và thực tiễn của việc sử dụng các loài thực vật trong khu vực

nghiên cứu cho mục đích xử lý ô nhiễm môi trường nước sông Nhuệ

- Co sở khoa học của phuong pháp xử lý nuớc thải bằng hệ thực vật bậc

cao là sự kết hợp của các loài thực vật và các vi sinh vật. Sự phân hủy các chất

hữu cơ do vi sinh vật sống trong hệ thống rễ của các loài thực vật đóng vai trò quan

trọng trong quá trình xử lý. Các vi sinh vật sinh sống trong hệ thống rễ thực vật

thủy sinh có mối quan hệ cộng sinh với những loài thực vật bậc cao hơn. Ngoài ra,

các vi sinh vật có thể sử dụng một phần hoặc toàn bộ các chất ô nhiễm trong nước

thải như một nguồn dinh dưỡng. Vì vậy quá trình phân hủy chất hữu cơ xảy ra

nhanh hơn và các chất hữu cơ gây ô nhiễm trong nước thải được loại bỏ [99].

- Mô hình sử dụng TVTS để giảm thiểu ô nhiễm môi truờng nuớc ở khu

vực nghiên cứu sẽ sử dụng toàn bộ là các loài bản địa do việc dùng các loài này

để xử lý nước rất có ý nghĩa vì bản thân chúng đã tồn tại và thích nghi tốt với môi

trường rồi nên tính thực tiễn cao hơn và thường cho hiệu quả xử lý tốt.

143

Bảng 3.23. Danh sách các loài thực vạ t đất ngạ p nước trong khu vực nghiên cứu có

khả na ng xử lý ô nhiễm môi trường nước

STT Họ Tên khoa học

Tên Viẹt Nam

1. Acoraceae Acorus calamus L.

Thủy xuong bồ

2. Amaranthaceae Alternanthera sessilis (L.)A.DC.

Rau rệu thuờng

3. Araceae Pistia stratiotes L. Bèo cái 4. Asteraceae Enydra fluctuans Lour. Ngổ trâu 5. Azollaceae Azolla pinnata R.Br. Bèo hoa dâu 6. Convolvulaceae Ipomoea aquatica Forsk. Rau muống 7. Cyperaceae Cyperus alterfolious Cói quạt, Thủy trúc 8. Eriocaulaceae Eriocaulon gracile Mart. Cỏ dùi trống 9. Lemnaceae Lemna perpusilla Torr. Bèo tấm 10. Onagraceae Ludwigia adscendens (L.) Hara

Rau dừa nuớc

11. Onagraceae Ludwigia octovalvis (Jacq.) Raven

Rau muong đứng

12. Poaceae Echinochloa crus-galli (L.) Beauv.

Cỏ lồng vực nước

144

13. Poaceae Panicum repens L.

Cỏ gừng nu ớc

14. Poaceae Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud.

Sậy nam

15. Polygonaceae Polygonum hydropiper L.

Nghể ram

16. Pontederiaceae Eichhornia crassipes(Mart.) Solms.

Lục bình, bèo tây

17. Salviniaceae Salvinia cucullata Roxb. ex Bory

Bèo tai chuọt

18. Salviniaceae Salvinia natans (L.) All. Bèo ong

- Từ kết quả điều tra về thành phần các loài thực vật có mạch phân bố

trong hệ sinh thái chịu ngập nước ngọt thường xuyên và tạm thời và đất ướt

ven sông trên lưu vực sông Nhuệ, cùng với điều tra của Phan Văn Mạch (2008)

[28], nhận thấy trong hệ sinh thái chịu ngập nước ngọt thường xuyên, tạm thời và

đất ướt ven sông Nhuệ có 33 loài thực vật đất ngập nước. Dựa theo nghiên cứu của

Trần Văn Tựa và cộng sự (2004) [51],Bhupinder Dhir (2013) [62], Kadlec R.H. và

Kadlec Hey D.L. (1994) [79], Wolverton, B.C (1987) [99] thì trong số 33 loài này,

có đến 18 loài thuộc 14 họ có thể có khả năng sử dụng cho mục đích xử lý ô nhiễm

môi trường nước được liệt kê trong Bảng 3.23.

- Đối chiếu với các tiêu chí chọn loài TVTS để xử lý nước ô nhiễm của

Blaylock M.J và Huang J.W, 2000 [64], trong số 18 loài nói trên có thuỷ trúc, rau

muống, ngổ trâu đáp ứng các tiêu chí là những thực vật ưa nước và có khả năng

chống chịu cao đối với các chất ô nhiễm, có tỷ lệ thoát hơi nước cao, là cây dài

ngày, sức sống tốt, hệ thống rễ dày và dài. Hơn nữa qua các đợt khảo sát, nhận thấy

có rất ít loài TVTS có tần suất bắt gặp nhiều trên đoạn sông từ Cầu Tó tới Cống

Thần như thuỷ trúc, rau muống, ngổ trâu.

145

- Kết quả thí nghiệm trồng các loài TVTS thuỷ trúc, rau muống và ngổ trâu

bằng nước và trầm tích sông Nhuệ cũng cho thấy:

+Thuỷ trúc sống và phát triển tốt trong môi trường nước sông Nhuệ trên cả

đoạn sông từ Cầu Tó tới Cống Thần. Điều này rất có ý nghĩa vì ở đoạn sông từ Cầu

Tó tới Cống Thần là đoạn sông ô nhiễm nặng, có rất ít loài TVTS có thể sống được.

Bên cạnh đó thuỷ trúc còn thể hiện khả năng cao, ổn định trong việc hấp thụ các

chất ô nhiễm hữu cơ, các chất gây phú dưỡng nguồn nước có trong sông, làm giảm

nhanh chóng TSS, KLN Fe, Zn, tăng DO trong nước, đem đến lượng sinh khối lớn

mang theo hàm lượng cao các chất ô nhiễm.

+Rau muống sống sót và phát triển kém ở môi trường nước thu tại Cầu Tó,

Cầu Chiếc nhưng lại có tỷ lệ sống sót cao và phát triển tốt ở môi trường nước thu tại

Đồng Quan và Cống Thần. Tại các môi trường nướcthu tại Đồng Quan và Cống

Thần Rau muống hấp thụ tốt các chất ô nhiễm hữu cơ, các chất gây phú dưỡng

nguồn nước có trong sông, làm giảm nhanh chóng TSS, KLN Fe, Zn, tăng DO trong

nước, đem đến lượng sinh khối lớn mang theo hàm lượng cao các chất ô nhiễm.

+ Ngổ trâu sống sót và phát triển kém ở môi trường nước thu tại Cầu Tó, Cầu

Chiếc nhưng có thể sống tại môi trường nước Đồng Quan, sống và phát triển tốt ở

môi trường nước thu tại Cống Thần. Tại môi trường nước thu tại Cống Thần ngổ

trâu thể hiện khả năng hấp thụ tốt các chất ô nhiễm hữu cơ, các chất gây phú dưỡng

nguồn nước có trong sông, làm giảm nhanh chóng TSS, KLN Fe, Zn, tăng DO trong

nước, đem đến lượng sinh khối lớn mang theo hàm lượng đáng kể các chất ô nhiễm.

b) Giải pháp sinh học sử dụng các loài thực vật cho mục đích xử lý ô nhiễm

môi trường nước sông Nhuệ

- Mô hình chính được sử dụng là mô hình đất ngập nước với dòng chảy

bề mặt bao gồm vùng ven bờ thích hợp cho thực vật có rễ phát triển và mực nước

chảy qua hệ tương đối nông, vận tốc dòng chảy nhỏ, có thân cây và lá điều tiết lưu

lượng nước, đảm bảo điều kiện dòng chảy không bị xáo trộn. Một trong những mục

đích thiết kế chính của hệ là cho nước sông tiếp xúc với bề mặt sinh học hoạt động

[98], [100].

146

- Vị trí xây dựng: Từ Cầu Tó đến cầu Cống Thần, có chiều dài khoảng 32

km, chiều rộng của sông trung bình khoảng 18m, độ sâu khoảng 2,1 m. Tại đây,

nước sông chảy chậm, rất phù hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của ba loại thực

vật.

- Loài thực vật sử dụng: Thuỷ trúc (Cyperus flabelliformis Rottb), rau

muống (Ipomoea aquatica Forsk.), rau ngổ trâu (Enydra fluctuans Lour.). Ngoài 3

loài TV này, có thể sử dụng kết hợp bèo tây Eichhornia crassipes (Mart.) Solms. là

loài TVTS sống nổi, có bộ rễ dài, có sẵn trong vùng lưu vực sông Nhuệ, đã được

khẳng định vai trò làm sạch nước trong rất nhiều nghiên cứu [2], [86], [100],…

- Thời gian trồng: Căn cứ vào điều kiện khí hậu thời tiết vùng lưu vực sông

Nhuệ, căn cứ vào đặc điểm sinh thái của từng loài thực vật, nhận thấy thời gian

trồng thích hợp để cây cho sinh khối cao và phát triển tốt đối với từng loài thực vật

như sau:

+ Thuỷ trúc Cyperus flabelliformis Rottb: nhiệt độ tối ưu từ 20 tới 30°C .

Cây có thể sống tốt trong bóng râm và cũng có thể sống trong môi trường có ánh

sáng mạnh. Cây có thể sống nơi đất hơi ẩm, nơi đầm lầy ẩm ướt hoặc cũng có thể

sống tốt trong môi trường nước. Như vậy thời gian tháng 4, tháng 5, tháng 9, tháng

10 hàng năm là thời gian thích hợp để trồng thuỷ trúc. Sau khoảng thời gian này,

cây có thể sinh trưởng và phát triển tốt, kể cả trong thời tiết đông lạnh giá.

+ Rau muống Ipomoea aquatica Forsk: Nhiệt độ tối ưu của rau muống từ 24

tới 30°C, rất thích hợp trồng tại những nơi có ánh sáng cao. Như vậy thời gian

tháng 4, tháng 5, tháng 6, tháng 7, tháng 8 hàng năm là thời gian thích hợp để trồng

rau muống. Sau các khoảng thời gian này, nếu bắt đầu trồng, cây sẽ khó thích nghi

được với môi trường, phát triển kém hơn, do rau muống có khả năng chống chịu và

phát triển kém trong điều kiện sương muối.

+ Rau ngổ trâu Enydra fluctuans Lour: Rau ngổ trâu được cho là loài cây

luôn tốt tươi suốt 4 mùa. Tuy nhiên, thời gian trồng ngổ trâu, có thể bắt đầu từ

tháng 4 đến tháng 10 hàng năm. Sau thời gian này, do điều kiện nhiệt độ xuống

147

thấp, cây có khả năng chống chịu kém hơn đối với thời tiết, do đó cho năng suất

kém.

+ Bèo tây Eichhornia crassipes Solms: Tương tự như ngổ trâu, bèo tây là

loài TV luôn tốt tươi suốt 4 mùa kể cả mùa đông lạnh giá nhưng để bèo có thể phát

triển và cho năng suất tốt, nên tránh thả bèo tây trong những ngày đông quá lạnh

giá.

- Cách bố trí: Dùng các bè nổi ven sông: Do việc khơi thông làm thoáng

dòng chảy diễn ra thường xuyên nên việc dùng các bè nổi ven sông để làm sạch

nước cần phải được tính toán kỹ lưỡng. Các bè nổi có thực vật ven sông sẽ làm cho

cảnh quan của sông thêm phần sống động, xoá đi phần nào mùi hôi và màu đen của

nước.

*Đoạn sông từ Cầu Tó tới Cầu Chiếc: Là đoạn sông ô nhiễm hơn cả, cây

rau muống và ngổ trâu sống và phát triển kém hơn trên khúc sông này trong khi

thuỷ trúc sống tốt ở đoạn sông do đó sử dụng thuỷ trúc trên đoạn sông từ Cầu Tó tới

Cầu Chiếc. Ngoài thuỷ trúc còn có thể sử dụng bèo tây. Dọc theo chiều dài đoạn

sông, các bè nổi có chiều rộng 1,5m được nối với nhau. Việc tạo bè sẽ mang lại

hiệu quả tốt do tạo được mặt nước tĩnh và môi trường sống cố định cho các loài

TVTS sinh trưởng và phát triển. Trên các bè nổi này, thuỷ trúc sẽ được neo lại bởi

hệ thống lưới phía đáy và các dây chằng. Bè sẽ lên xuống theo mực lên xuống của

dòng nước. Nước sông chứa các chất ô nhiễm sẽ chảy luồn dưới các đám rễ cây

thuỷ trúc. Sự tiếp xúc giữa nguồn nước ô nhiễm với hệ thống rễ TV là cơ sở cho

quá trình xử lý các hợp chất ô nhiễm trong nước. Dòng chảy sông sẽ ít nhiều bị rễ

TV cản trở khiến vận tốc dòng chảy giảm, tạo điều kiện tốt cho quá trình lắng của

các cặn, vụn hữu cơ. Rễ thuỷ trúc cũng là giá thể cho các loài vi sinh vật sống sinh

trưởng, phát triển và tạo màng sinh học xử lý các chất ô nhiễm. Oxy tạo ra bởi quá

trình quang hợp của TV sẽ nhanh chóng được các VSV hiếu khí tại các màng sinh

học hấp thụ để oxy hoá chất ô nhiễm tạo các chất khí. Diện tích bề mặt giá thể càng

lớn thì hiệu quả xử lý càng cao. Thuỷ trúc với tốc độ phát triển nhanh chóng là lợi

thế trong việc xử lý nước ô nhiễm.

148

Hình 3.37. Mô hình trồng TVTS cải thiện chất lượng nước sông Nhuệ tại đoạn sông

từ Cầu Tó tới Đồng Quan

* Đoạn sông từ Cầu Chiếc tới Đồng Quan: Trên đoạn sông này, thuỷ trúc và

rau muống đều có thể sống và phát triển tốt. Việc trồng xen kẽ các bè rau muống

với các bè thuỷ trúc ven sông làm tăng tính đa dạng TV cho vùng sông nước ô

nhiễm. Tuy nhiên rau muống là loại rau thương phẩm, sẽ có thể được hái đem ra thị

trường. Hơn nữa trên phần đầu đoạn sông này, hàm lượng chì cao trong nước dẫn

tới hàm lượng cao trong rễ có thể nguy hại cho các động vật nước đến ăn rau

muống, nên việc trồng rau muống cũng nên hạn chế.

* Đoạn sông từ Đồng Quan tới Cống Thần: Do cả 3 loại TV nghiên cứu

đều có thể sống tốt trên khúc sông này nên có thể áp dụng mô hình đất ngập nước

với dòng chảy bề mặt để trồng cả ba loài TV để cải thiện chất lượng nước sông

Nhuệ. Việc trồng xen kẽ 3 loài TVTS giúp làm tăng tính đa dạng TV trên khúc

sông, lại xử lý kết hợp được nhiều loại chất ô nhiễm, tích cực áp dụng được những

mặt ưu khuyết của mỗi loại TV như thuỷ trúc có thể hấp thụ tốt các chất gây phú

dưỡng nguồn nước hơn nhưng rau muống, ngổ trâu lại hấp thụ tốt các KLN hơn.

Để tránh việc người dân hái rau muống đem bán, cần trồng 3 loài TV thành bè nối

tiếp và hỗn hợp, nơi ngổ trâu và rau muống được trồng vào nhau khiến việc thu

149

hoạch rau muống đem bán trở nên khó khăn và khó thực hiện. Mô hình trồng TVTS

cải thiện chất lượng nước sông Nhuệ tại đoạn sông từ Đồng Quan tới Cống Thần

được phản ánh trong Hình 3.38.

Hình 3.38. Mô hình trồng TVTS cải thiện chất lượng nước sông Nhuệ tại đoạn sông

từ Đồng Quan tới Cống Thần

- Mật độ thích hợp và thu hoạch sinh khối: Cây sẽ phát triển nhanh chóng

khi gặp điều kiện thuận lợi. Theo tính toán của một số nhà khoa học, mật độ tối ưu

cho sự phát triển của các loài TV này như sau:

+ Đối với thuỷ trúc: Khuyến nghị mật độ cây trồng theo trọng lu ợng tu oi từ

1,7 ÷3,5 kg/m2 (Cui L và cộng sự) [61].

150

+ Đối với rau muống: Mật độ tối ưu là 1,5 ÷2,5kg/m2 theo trọng lu ợng tươi

(Duc và cộng sự) [51]. Do rau muống phát triển nhanh, khối lượng có thể tăng gấp

đôi trong thời gian 6 – 8 ngày trong điều kiện tối ưu nên việc thu hoạch rau muống

là điều kiện cần thiết để duy trì tốc độ tăng trưởng cao và sự hấp thu chất ô nhiễm.

+ Đối với ngổ trâu: Chưa có nghiên cứu nào công bố về mật độ tối ưu của ngổ

trâu. Tuy nhiên ngổ trâu là loài TV có nhiều điểm tương đồng và gần giống rau

muống nên có thể lấy mật độ tối ưu của rau muống áp dụng cho ngổ trâu, với mật

độ tối u u là 1,5 ÷2,5kg/m2 theo trọng lu ợng tươi. Tương tự với rau muống, ngổ trâu

cũng phát triển nhanh ở môi trường thích hợp nên việc thu hoạch ngổ trâu là điều

kiện cần thiết để duy trì tốc độ tăng trưởng cao và sự hấp thu chất ô nhiễm.

- Viẹc thu hoạch thực vật theo định kỳ:

Bảng 3.24. Thời gian đạt sinh khối tối ưu của các loài TVTS

STT

Loài TV Mật độ TV Năng suất tối ưu trên đoạn

sông

Sinh khối cần thu hoạch

Thời gian vượt sinh khối tối

ưu 1 Cây thuỷ

trúc Cyperus alternifolius

1,7 ÷3,5 kg/m2TLT (Cui L và cộng sự)

[59].

111,2 gTLT/m2/ng

10,5 kg/m2TLT (Cui L và

cộng sự) [59].

21 ngày 42 ngày

151

2 Cây rau muống

Ipomoea aquatica F.

1,5÷2,5kg/m2TLT(Duc và

cộng sự) [49].

226,7 gTLT/m2/ng

10 kg/m2TLT(Duc và cộng sự)

[49].

10 ngày20

ngày

3 Cây ngổ trâu Enydra

fluctuans Lour.

1,5÷2,5kg/m2TLT

190,2 gTLT/m2/ng

10kg/m2TLT(Duc và cộng

sự) [49].

11 ngày22

ngày

Khi TV phát triển vượt mức sinh khối tối ưu 1 tuần, việc thu hoạch theo định

kỳ là cần thiết. Bảng 3.21 tính toán thời gian để các TV phát triển vượt mức sinh

khối tối ưu.

- Xử lý sinh khối: Ba loài cây thuỷ trúc Cyperus flabelliformis Rottb, rau

muống Ipomoea aquatica Forsk., rau ngổ trâu Enydra fluctuans Lour. đều có giá trị

sử dụng trong thực tiễn nên sau khi dùng để xử lý nước sông Nhuệ, có thể dùng cho

các mục đích khác nhau. Tuy nhiên, chỉ nên khuyến khích sử dụng làm sinh khối

hầm ủ biogas hoặc làm nguyên liệu cho khí hoá tạo năng lượng khí và năng lượng

điện năng phục vụ cho các vùng còn thiếu điện hoặc các cơ sở sản xuất.

Bảng 3.25. Giải pháp sinh học tạo bè nổi trên sông- Mô hình đất ngập nước với dòng chảy

bề mặt sử dụng các loài TV cho mục đích xử lý ô nhiễm môi trường nước sông Nhuệ

Đoạn sông

Cách bố trí Thời gian trồng

Mật độ trồng

Thu hoạch sinh khối

Xử lý sinh khối

Từ Cầu Tó đến

Cầu Chiếc

Cây thuỷ trúc

Từ cầu Chiếc đến

Đồng Quan

Cây thuỷ trúc

Tháng 4, 5, 9, 10

2,5 kg/m2

Cây thuỷ trúc

Tháng 4, 5,

9, 10

2,5 kg/m2

Sau 21 42 ngày: Cắt thân cách gốc 10cm, sau 6 tháng thu hoạch toàn bộ.

Từ Đồng Cây rau muống Tháng 4, 5,

6, 7, 8 1,7

kg/m2

Dùng làm sinh khối hầm ủ biogas hoặc làm nguyên liệu cho khí hoá

152

Quan đến

Cống Thần

Cây ngổ trâu Tháng 4, 5, 6, 7, 8, 9,

10

1,7 kg/m2

Sau 12 20 ngày: Cắt thân cách gốc 10cm, sau 3 tháng thu hoạch xử lý toàn bộ sinh khối. Thu hoạch toàn bộ sinh khối trước tháng 11 để tránh hiện tượng cây chết vào mùa lạnh giá,phân huỷ sinh khối làm ô nhiễm sông.

tạo năng lượng.

+ Ủ hoặc đóng rắn sinh khối: Phương pháp này làm giảm lượng lớn sinh khối

của thực vật. Sau khi thực vật được xử lý có thể mang đến bãi chôn lấp tập trung.

+ Khí hóa: Đây là phương pháp rất có ý nghĩa, giúp cho phương pháp xử lý

bằng TV có hiệu quả kinh tế và triệt để. Sinh khối thực vật được khí hoá trong môi

trường thiếu ôxi để sản sinh ra các chất khí dễ cháy bao gồm carbon monoxide

(CO), hydro (H2) và một phần khí metan (CH4). Hỗn hợp khí này có thể được sử

dụng để chạy động cơ đốt trong hay được sử dụng để sản xuất methanol (CH3OH) -

nhiên liệu cho động cơ nhiệt cũng như là nguyên liệu cho ngành công nghiệp hóa

chất và quan trọng là nguyên liệu cho hệ thống máy phát điện thông qua động cơ

đốt trong để tạo công cơ học làm quay máy phát tạo ra nguồn điện. Bảng 3.20 tóm

tắt giải pháp sinh học sử dụng các loài thực vật cho mục đích xử lý ô nhiễm môi

trường nước sông Nhuệ trên đoạn sông từ Cầu Tó tới Cống Thần.

153

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ

KẾT LUẬN

1.Về chất lượng nước và trầm tích sông Nhuệ trên đoạn sông từ Cầu Tó cho tới

Cống Thần:

- Chất lượng nước sông Nhuệ ở đoạn sông nghiên cứu bị ô nhiễm nặng bởi các

chất hữu cơ, các chất gây phú dưỡng nguồn nước và một hàm lượng đáng kể các

KLN Fe, Zn. Các thông số chất lượng nước COD, BOD5, NH4+, PO4

3-, Fe, Zn cao

và vượt giá trị giới hạn B1 của Quy chuẩn QCVN 08:2008/ BTNMT ở hầu hết các

điểm nghiên cứu. Mức độ ô nhiễm có sự khác nhau rõ rệt giữa mùa khô và mùa

mưa.

- Trầm tích sông Nhuệ bị ô nhiễm nặng bởi các chất hữu cơ và một số KLN

như Cd, Pb, Zn. Các thông số KLN này rất cao trong trầm tích sông Nhuệ, vượt các

GTGH của QCVN 43:2012/BTNMT đối với chất lượng trầm tích.

2. Hệ sinh thái lưu vực sông Nhuệ có sự đa dạng TV bạc cao có mạch sống trong

vùng ngập nước, bán ngập nước và ven sông với 33 loài sống trong hệ sinh thái.

Xác định được 18 loài trong số các loài TVTS nêu trên là những loài có vai trò

trong việc làm sạch nước. Thuỷ trúc Cyperus alterfolious, rau muống Ipomoea

aquatica Forsk, rau ngổ trâu Enydra fluctuans Lour được lựa chọn từ 18 loài TV

này để nghiên cứu cụ thể khả năng cải thiện chất lượng nước sông Nhuệ do đáp

ứng các tiêu chí là những TV bản địa ưa nước, có khả năng chống chịu cao đối với

các chất ô nhiễm, có tỷ lệ thoát hơi nước cao, là cây dài ngày, sức sống tốt, hệ thống

rễ dày và dài.

3. 3 loài thuỷ trúc, rau muống, ngổ trâu có khả năng hấp thụ các chất ô nhiễm có

hàm lượng cao TN, TP, Fe, Zn trong nước sông Nhuệ. Cụ thể thuỷ trúc đã hấp thụ

từ 23,8 ÷32,8 %TN, 30,4 ÷33,6% TP, rau muống hấp thụ 21,0 ÷27% TN, 23,9

÷30,4 TP, ngổ trâu hấp thụ từ 1,8 ÷32,1%TN, 1,8 ÷29,3%TP. Quá trình tự làm sạch

của nước ở các bể đối chứng đạt hiệu quả thấp so với các bể thí nghiệm trồng thuỷ

trúc, rau muống và ngổ trâu. Sau 14 ngày TNG, chỉ 31÷ 35% TSS ở các bể đối

chứng giảm so với 75 ÷ 93% ở các bể trồng thuỷ trúc, 77,7 ÷91% ở các bể trồng rau

154

muống; 64 ÷ 97% ở các bể trồng ngổ trâu. Như vậy tại thời điểm cuối thí nghiệm, ở

các bể có trồng thực vật, chất lượng nước sông Nhuệ hầu hết đạt được tiêu chuẩn

nước tưới tiêu thuỷ lợi của BTNMT (QCVN 08:MT/BTNMT/2015).

4. Giải pháp sinh học góp phần cải thiện chất lượng nước sông Nhuệ ở đoạn sông từ

Cầu Tó tới Cống Thần:

- Mô hình chính được sử dụng là mô hình đất ngập nước với dòng chảy bề

mặt với vị trí xây dựng trên đoạn sông từ Cầu Tó đến cầu Cống Thần sử dụng các

loài TVTS như sau: Từ Cầu Tó tới Đồng Quan: Thuỷ trúc; Từ Đồng Quan tới Cống

Thần: Thuỷ trúc, rau muống, rau ngổ trâu.

- Thời gian trồng: Đối với thuỷ trúc: tháng 4, tháng 5, tháng 9, tháng 10; rau

muống: tháng 4, tháng 5, tháng 6, tháng 7, tháng 8; rau ngổ trâu: từ tháng 4 đến

tháng 10.

- Cách bố trí: Dùng các bè nổi ven sông có chiều rộng 1m tính từ ven bờ

sông ra đến mặt sông với mật độ thích hợp và sinh khối được thu hoạch theo định

kỳ.

- Sinh khối sau xử lý: nên khuyến khích sử dụng làm sinh khối hầm ủ biogas

hoặc làm nguyên liệu cho khí hoá tạo năng lượng khí và năng lượng điện năng phục

vụ cho các vùng còn thiếu điện hoặc các cơ sở sản xuất.

KHUYẾN NGHỊ

1. Với kết quả công trình nghiên cứu nêu trên, đề nghị sử dụng 3 loại TVTS thuỷ

trúc, rau muống, ngổ trâu theo mô hình đất ngập nước với dòng chảy bề mặt theo

các định hướng sau là kết quả của nghiên cứu để cải thiện chất lượng môi trường

nước sông ở các khu vực sông phù hợp:

- Đối với thuỷ vực bị ô nhiễm nặng bởi các hợp chất của nitơ và phot pho: Sử

dụng rau muống, thuỷ trúc.

- Đối với thuỷ vực bị ô nhiễm bởi các KLN: Sử dụng cây ngổ trâu, thuỷ trúc.

2. Hà Nội cần tiếp tục nghiên cứu thêm các đối tượng TVTS và triển khai rộng rãi ở

các thủy vực thường xuyên bị ô nhiễm trong nội đô, các khu công nghiệp, các làng

155

nghề. Áp dụng phổ biến mô hình sử dụng TVTS cải thiện chất lượng nước sông cho

các thành phố lớn khác. DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LUẬN ÁN

1. Vũ Thị Phương Thảo (2014), “Đánh giá chất lượng nước sông Nhuệ đoạn

từ đầu nguồn tới Cầu Chiếc”, Tạp chí Khoa học và công nghệ biển số 3 (T.14),

2014, trang 280-289.

2. Vu Thi Phuong Thao, Le Xuan Tuan (2014), “Content of some heavy

metals in water and in Impomoea aquatic collecting from Nhue River”,

International conference on Advances in Mining and tunneling, 10/2014, Vung Tau,

Viet nam, Publishing House for Science and Technology, pages 582 – 587.

3. Vũ Thị Phương Thảo, Lê Xuân Tuấn, Nguyễn Mạnh Khải (2014), “Hiện

trạng ô nhiễm một số kim loại nặng môi trường nước sông Nhuệ”, Tạp chí Khoa

học Tài nguyên và Môi trường số 9 năm 2014, trang 118-125

4. Vũ Thị Phương Thảo, Đinh Thái Hưng, Đỗ Cao Cường (2015), “Khả năng

tích tụ kim loại chì của cây Rau muống và Ngổ dại thu được trên sông Nhuệ đoạn từ

Cầu Tó tới Cống Thần”, Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường số 7, tháng 3/

2015, trang 24 – 29.

5. Vũ Thị Phương Thảo (2015), “Hàm lượng một số kim loại nặng trong nước

và trầm tích sông Nhuệ đoạn từ Cầu Tó tới Cống Thần”, Tạp chí Tài nguyên và môi

trường, ISSN 1859- 1477, số 24 (230), trang 30 – 32.

6. Vu Thi Phuong Thao, Nguyen Manh Khai, Tran Thi Kim Ha (2016),

“Effect of using Cyperus alternifolius to improve water quality of Nhue river”.

International conference on Earth Sciences and sustainable Geo- resource

Development. 11/2016, Hanoi, Vietnam. Transport publishing House, pages 105 –

109.

156

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu tiếng Việt

1. Lê Quý An, Lê Văn Khoa, Lê Thạc Cán và cộng sự, (2006), Việt Nam - Môi trường

và cuộc sống, Trang tin Hội bảo vệ thiên nhiên và môi trường.

2. Đặng Thị Ân, (2006), “Sự phân bố Cu, Zn, Hg và Cd trong rau muống thu từ sông

Nhuệ và Tô Lịch ở Việt Nam”, Tạp chí phân tích hoá, lý và sinh học, số 3, trang

87-90.

3. Lê Huy Bá, (2006), Phương pháp nghiên cứu khoa học (Tập 2), Nhà xuất bản Đại

học Quốc gia Hồ Chí Minh.

4. Nguyễn Bá (1977), Hình thái học thực vật, tập 1, Nhà xuất bản Đại học và Trung

học chuyên nghiệp, Hà Nội.

5. Đặc Đình Bạch, Nguyễn Văn Hải, (2006), Giáo trình hóa học môi trường, Nhà xuất

bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.

6. Nguyễn Tiến Bân (2005), Danh lục các loài thực vật Việt Nam, Nhà xuất bản Nông

nghiệp Hà Nội,Tập 3.

7. Bộ Tài Nguyên và Môi Trường, (2006), Hiện trạng môi trường nước 3 lưu vực

sông: Cầu, Nhuệ - Đáy, hệ thống sông Đồng Nai, Báo cáo môi trường Quốc gia.

8. Bộ Tài nguyên và Môi trường, (2012), Báo cáo môi trường nước mặt, Báo cáo môi

trường Quốc gia năm 2012.

9. Bộ Tài nguyên và Môi trường, (2012), Báo cáo tổng hợp kết quả quan trắc chất

lượng môi trường lưu vực sông Nhuệ - Đáy năm 2013.

10. Bộ Tài nguyên và Môi trường, (2015), Báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia

giai đoạn 2011- 2015.

11. Bộ Tài nguyên và Môi trường (1997), ISO 5667-12:1995, Hướng dẫn lấy mẫu trầm

tích đáy.

12. Bộ Tài nguyên và Môi trường (1997), TCVN 6663-13: 2000 (ISO 5667-13:1997),

Chất lượng nước - Lấy mẫu. Phần 13: Hướng dẫn lấy mẫu bùn nước, bùn nước thải

và bùn liên quan.

157

13. Bộ Tài nguyên và Môi trường (1998), TCVN 6663-14 (ISO 5667-14:1998), Chất

lượng nước - Lấy mẫu. Phần 14: Hướng dẫn đảm bảo chất lượng lấy mẫu và xử lý

mẫu nước môi trường.

14. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2008), QCVN 08 : 2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ

thuật quốc gia về chất lượng nước mặt.

15. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2012), QCVN 43:2012/BTNMT - Quy chuẩn kỹ

thuật quốc gia về chất lượng trầm tích.

16. Bộ Tài nguyên và Môi trường, (2016), QCVN 08 MT: 2015/BTNMT- Quy chuẩn kỹ

thuật quốc gia về chất lượng nước mặt.

17. Bộ y tế, (2011), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với giới hạn ô nhiễm kim loại

nặng trong thực phẩm QCVN 8-2:2011.

18. Nguyễn Văn Cư, (2005), Xây dựng đề án tổng thể bảo vệ môi trường lưu vực sông

Nhuệ - sông Đáy.

19. Hoàng Diên, (2014), Triển khai Đề án bảo vệ môi trường lưu vực sông Nhuệ-sông

Đáy.

20. Nguyễn Văn Đức, (2011), Nghiên cứu đánh giá thực trạng và đề xuất giải pháp

nâng cao chất lượng nước sông Nhuệ, Đại học Lâm nghiệp.

21. Nguyễn Đoàn, (2007), “Bảo vệ môi trường lưu vực sông - Vì tương lai sự sống”,

Tạp chí Tài nguyên và Môi trường, số 5.

22. Chu Thị Hà và cộng sự, (2005), Nghiên cứu sử dụng bèo tây (Eichhornia Classipes)

để đánh giá tình trạng ô nhiễm kim loại nặng ở sông Nhuệ và Tô Lịch, Báo cáo KH

về sinh thái và tài nguyên sinh vật, Hội thảo Quốc gia lần thứ nhất, Hà Nội,

17/5/2005, NXB Nông nghiệp, tr. 710-714.

23. Lê Văn Khoa, Trần Khắc Hiệp, Trịnh Thị Thanh, (1996). Hóa học nông nghiệp.

Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội.

24. Lê Văn Khoa, (2001). Đất và môi trường, Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam.

25. Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Quýnh, Nguyễn Quốc Việt, (2007). Chỉ thị sinh học

Môi trường, Nhà xuất bản giáo dục.

158

26. Lê Văn Khoa, Trần Thiện Cường, Lê Văn Thiện, (2009), Dinh dưỡng khoáng thực

vật, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.

27. Lê Văn Khoa và cộng sự, (2009), Môi trường và phát triển bền vững, Nhà xuất bản

giáo dục Việt Nam.

28. Nguyễn Mạnh Khải và cộng sự, (2012), “Nghiên cứu chất lượng nước sông Nhuệ

khu vực Hà Nội”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ

28, Số 4S (2012) 111-117

29. Đặng Đình Kim, Lê Đức, Trần Văn Tựa, Bùi Thị Kim Anh, Đặng Thị An (2012),

Xử lý ô nhiễm môi trường bằng thực vật, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội.

30. Phan Văn Mạch, (2008), Báo cáo tổng kết về thuỷ sinh vật lưu vực sông Nhuệ - Đáy

năm 2008, Viện Sinh Thái và Tài Nguyên Sinh Vật.

31. Nguyễn Thị Nga, (2012), Nghiên cứu đề xuất mô hình quản lý nguồn thải gây ô

nhiễm môi trường nước sông Nhuệ đoạn chảy qua Hà Nội, Luận văn thạc sỹ khoa

học.

32. Nguyễn Thị Viẹ t Nga, (2012), Nghiên cứu tính đa dạng thực vật đất ngạp nuớc của

sông Nhuệ - Đáy (phần chảy qua tỉnh Hà Nam) và khả nang sử dụng chúng để xử lý

ô nhiễm môi truờng, Luận văn thạc sỹ ngành khoa học môi trường.

159

33. Trương Thị Nga và Võ Thị Kim Hằng (2010), “Hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi

bằng cây rau ngổ (Enydra fluctuans. Lour) và cây lục bình (Eichhoria crassipes

(Mart.) Solms)”, Tạp chí Khoa học Đất số 34/2010.

34. Chris Olszak, Lê Hữu Thuận và Phi Quốc Hào, (2005), Tìm hiểu nhu cầu dùng

nước, sự phân phối nước và ý nghĩa kinh tế của tài nguyên nước lưu vực sông Nhuệ

- Đáy, Chương trình hợp tác môi trường Á – Mỹ.

35. Sở Kế hoạch và Đầu tư Hà Nam, (2014), Hà Nam đẩy mạnh phát triển kinh tế xã

hội, tăng cường quốc phòng an ninh.

36. Vũ Trung Tạng, (2009), Sinh thái học các hệ sinh thái nước, Nhà xuất bản giáo dục

Việt Nam.

37. Vũ Quyết Thắng, (1998), “Hàm lượng kim loại nặng trong đất và rau muống ở

Thanh Trì”, Tạp chí Hoạt động khoa học, Số 2, tr. 31-32.

38. Lê Thị Hồng Thanh, (2009), Nghiên cứu ảnh hưởng của nước thải lên sinh trưởng

và khả năng tích lũy một số chất độc hại ở rau muống (Ipomoea aquatica Forsk),

rau ngổ trân (Enydra fluctuans Lour) và rau dừa nước (Jussiaea repens Linn) tại

thôn Trà Lâm, xã Trí Quả, huyện Thuận Thành, tỉnh Bắc Ninh, Luận văn Thạc sĩ

khoa học sinh học.

39. Trịnh Thị Thanh, (2000), Độc học môi trường và sức khoẻ con người, Nhà xuất bản

Đại học Quốc gia, Hà Nội.

40. Trịnh Thị Thanh, Nguyễn Xuân Thành, (2003), Một số kết quả nghiên cứu về

nghiên cứu rau, cá tưới và nuôi bằng nước thải tại huyện Thanh Trì, Hà Nội, Hội

thảo khoa học môi trường nông thôn Việt Nam, Đề tài KC – 08.

41. Nguyễn Quốc Thông, (2003), Hấp thụ kim loại nặng Cr và Ni từ nước thải mạ điện

của cây cải xoong (Nasturtium officinale), Hội nghị Công nghệ Sinh học toàn quốc,

Hà Nội 2003, tr. 815-819.

42. Nguyễn Quốc Thông, (2003), Nghiên cứu khả năng hấp thụ kim loại nặng Cr và Ni

của bèo cái (Pistia Stratiotes L.) từ nước thải, Tuyển tập: Những vấn đề nghiên cứu

cơ bản trong khoa học sự sống, Báo cáo KH tại Hội nghị toàn quốc lần thứ hai.

160

NCCB trong sinh học, nông nghiệp, y học, Huế, 25-26/7/2003. NXB KHKT, tr.

401-404.

43. Hoàng Thị Thanh Thủy, Từ Thị Cẩm Loan, Nguyễn Như Hà Vy (2006), “Nghiên

cứu địa hóa môi trường một số kim loại nặng trong trầm tích sông rạch Thành Phố

Hồ Chí Minh”, Tạp chí phát triển KH và CN, tập 10, số 1 năm 2007.

44. Tổng cục Môi trường, (2012), Điều tra, đánh giá bổ sung các nguồn gây ô nhiễm và

đề xuất các giải pháp quản lý, khắc phục tình trạng ô nhiễm môi trường nước sông

Nhuệ - Đáy, Báo cáo kết quả đề tài Nhà nước 2012.

45. Tổng cục Môi trường, (2010, 2011, 2012, 2013, 2014, 2015), Chương trình quan

trắc Tổng thể chất lượng môi trường nước sông Nhuệ - Đáy giai đoạn 2010 – 2015.

46. Tổng cục thống kê (1999), Dân số và mật độ dân số tại thời điểm 1/4/1999 phân

theo địa phương, Nhà xuất bản Thống kê.

47. Tổng cục thống kê (2009), Dân số và mật độ dân số tại thời điểm 1/4/2009 phân

theo địa phương, Nhà xuất bản Thống kê.

48. Tổng cục thống kê (2014), Dân số và mật độ dân số tại thời điểm 1/4/2014 phân

theo địa phương, Nhà xuất bản Thống kê.

49. Tổng cục thống kê, (2014), Tình hình kinh tế - xã hội Thành phố Hà Nội năm 2014,

Nhà xuất bản Thống kê.

50. Tổng cục thống kê, (2014), Tình hình kinh tế - xã hội Thành phố Hà Nam năm

2014, Nhà xuất bản Thống kê.

51. Trần Văn Tựa, (2004), Khả năng ứng dụng thực vật thuỷ sinh trong xử lý ô nhiễm

các thuỷ vực, Hội thảo “Ứng dụng biện pháp sinh học nâng cao chất lượng hồ Hà

Nội, Hà Nội, 22/9/2004.

52. Trung Tâm Hỗ trợ nghiên cứu Châu Á, Trường Đại học khoa học Tự nhiên, (2005),

Nghiên cứu ô nhiễm môi trường làng nghề trồng rau ngoại thành Hà Nội và đề xuất

biện pháp giảm thiểu, Báo cáo kết quả dự án.

53. Viện Môi trường và phát triển bền vững, (2005), Dự án RURBIFARM- Thuỵ Điển-

Việt Nam- Trung Quốc- Thái Lan, Báo cáo kết quả nghiên cứu khoa học giai đoạn

2002- 2004 WP1- WP5, Hà Nội

161

54. Phạm Hùng Việt, Trần Tú Hiếu, Nguyễn Văn Nội, (1999), Hóa học môi trường cơ

sở, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội.

Tài liệu tiếng Anh

55. APHA, AWWA, and WEF, (1998), Standard methods for the examination of water

and wastewater, America Public Health Association.

56. ANZECC and ARMCANZ, (2000), Australian and New Zealand Guidelines for

Fresh and Marine Water Quality, National Water Management Strategy No 4.

57. Azizur Rahman M., (2007), “Arsenic accumulation in duckweed (Spirodela

polyrhiza L.): A good option for phytoremediation”, Chemosphere,Volume 69,

Issue 3, pages 493–499.

58. Asia Development Bank, (2013), “Polluted Rivers”.

59. B. M. Duc, (1999), “Iron and vitamin content of commonly consumed foods in

Vietnam”, Asia Pacific Journal of Clinical Nutrition, volume 8, issue 1, pages 36–

38.

60. Baeko J. W., (1998), “Effects of submerged aquatic macrophytes on nutrient

dynamics, sedimentation and resuspension”, Springer.

61. B. Wu, D. Y. Zhao, H. Y. Jia, Zhang X. X., Zhang S., P. Cheng, (2009),

“Preliminary Risk Assessment of Trace Metal Pollution in Surface Water from

Yangtze River in Nanjing Section, China”, Bulletin of Environmental

Contamination and Toxicology, Volume 82, Issue 4, pages 410-421

62. Bhupinder Dhir, (2013), Phytoremediation: Role of aquatic plants in Environmental

Clean – up, Springer New Delhi

63. Bieby Voijant Tangahu, (2011), “A Review on Heavy Metals (As, Pb, and Hg)

Uptake by Plants through Phytoremediation”, International Journal of Chemical

Engineering.

64. Blaylock M.J và Huang J.W, (2000), Phytoextraction of metals. In: Raskin I, Ensley

BD (eds) Phytoremediation of toxic metals using plants to clean up the

environment, Wiley, New York, pages 53–70

162

65. Lindau C.W., Delaune R. D., Scaroni A. E., Nyman J. A., (2008), “Denitrification

in Cypress swamp within the Atchafalaya River Basin”, Louisiana Chemosphere

Volume 70, Issue 5, pages 886–894

66. Choo T.P. (2006), “Accumulation of chromium (VI) from aqueous solutions Using

Gravel and Industrial Waste Substrata”, Water Science & Technology, pages 107–

113.

67. Cui L. H., Zhu X. Z., Ouyang Y., Chen Y., Yang F.L., (2011), “Total phosphorus

removal from domestic wastewater with Cyperus alternifolius in vertical-flow

constructed wetlands at the microcosm level”, International journal of

phytoremediation, volume 13, issue 7, pages 692-701

68. Li-Hua Cui, Ying Ouyang, Yin Chen, Xi-Zhen Zhu, Wen-Ling Zhu, (2009),

“Removal of total nitrogen by Cyperus alternifolius from wastewaters in simulated

vertical-flow constructed wetlands”, Ecological Engineering, volume 35, issue 8,

pages 1271-1274

69. Ebrahimi A., (2013), “Efficiency of constructed wetland vegetated with Cyperus

alternifolius applied for municipal wastewater treatment”, Journal of

Environmental and Public Health.

70. Edward D. Burton, Ian R. Phillips, Darryl W. Hawker (2004), “Reactive sulfide

relationships with trace metal extractability in sediments from southern Moreton

Bay, Australia, Baseline”, Marine Pollution Bulletin, Volume 50, pages 583–608.

71. FAO, (1994), “Water quality for agriculture. Technical paper No.29. Irrigation and

Drainage”, Food and Agriculture Organization of the United Nations Rome.

72. Fu Kaidao, (2012), “Pollution assessment of heavy metals along the Mekong River

and dam effects”, Journal of Geographical Sciences Volume 22, Issue 5, pages

874-884.

73. Hailiang Song, Xianning Li, Wei Li, Xiwu Lu, (2014), “Role of biologic

components in a novel floating-bed combining Ipomoea aquatic, Corbicula

fluminea and biofilm carrier media”, Frontiers of Environmental Science &

Engineering, Volume 8, Issue 2, pages 215-225

163

74. Marcussen H., Joergensen K., Holm P. E., Brocca D., Simmons R. W., Dalsgaard

A., (2008), “Element contents and food safety of water spinach (Ipomoea aquatica

Forsk.) cultivated with wastewater in Hanoi, Vietnam”, Environmental Monitor

Assess.

75. Nguyen Thi Lan Huong, (2008), “Heavy metal polution of water and sediments in

the rivers of Viet Nam, and its effects on the quanlity agricutral and crops,

Philosophy”, Environmental Monitor Assess.

76. Jan Vymazal, (2007), “Removal of nutrients in various types of constructed

wetlands”, Science of the Total Environment, 380, pages 48–65

77. Kabata Pendias A. và Pendias H, (2001), “Trace elements in soils and plants”,

London: CRC Press.

78. Kadlec R.H, Knight R.L, (1996), Treatment wetlands, Boca Raton, FL: CRC Press;

Lewis Publishers.

79. Kadlec R. H. và Kadlec Hey D L, (1994), “Constructed Wetlands for River Water-

Quality Improvement”, Water Science and Technology (1994) Volume 29, pages:

159-168

80. Leng R.A., (1999), Duckweed – a tiny aquatic plant with enormous potential for

agriculture and environment, APHP Series. FAO, pages 108- 128.

81. Liao X., Luo S., Wu Y., Wang Z. (2005), “Comparison of nutrient removal ability

between Cyperus alternifolius and Vetiveria zizanioides in constructed wetlands”,

Chinese Journal of Applied Ecology, volume 16, issue 1, pages 156–160.

82. Low K.S. and Lee C.K., (1981), “Copper, zinc, nickel and chromium uptake by

water kangkong (Impomea aquatica Forsk.)”, Pertanika, Volume 4, pages 16–20

83. Mann R. A. and Bavor H. J.,(1993), “Phosphorus Removal in Constructed Wetlands

using water lilies (Nymphaea spontanea)”, Chemosphere 62, pages 961–967

84. Neralla S, Weaver RW, Varvel TW, Lesikar BJ, (1999), “Phytoremediation and On-

Site Treatment of Septic Effluents in Sub-Surface Flow Constructed Wetlands”,

Environmental Technology, volume 20, issue 11, pages 1139-1146

164

85. Petrucio M. M., Esteves F. A., (2000), “Uptake rates of nitrogen and phosphorus in

water by Eichhornia crassipes and Salvinia auriculata”, Rev Braz Biol 10, pages

229–236

86. Rao T. P., Ito O., Matsunga R., (1993), “Differences in uptake kinetics of

ammonium and nitrate in legumes and cereals”, Plant Soil , pages 67–72

87. Reddy K.R. và D'Angelo, (1997), “Biogeochemical indicators to evaluate pollutant

removal efficiency in constructed wetlands”, Water Science Technology.

88. Raskin P., (1997), “Phytoremediation of metal: using plants to remove pollutionts

from the environment”, Curr. Op. Biotechnonogy 8, pages 221 – 226.

89. Rubatzky V. E. & M. Yamaguchi, (1997), “World vegetables: Principles,

production, and nutritive values”, New York: Chapman & Hall. pages 711–713

90. Shahi D. H., Eslami H., Ehrampoosh M. H., Ebrahimi A., Ghaneian M. T.,

Ayatollah S., Mozayan M. R., (2013), “Comparing the efficiency of Cyperus

alternifolius and Phragmites australis in municipal wastewater treatment by

subsurface constructed wetland”, Pak J Biology Science, pages 79-84.

91. Shimp JF, Tracy JC, Davis LC, Lee E, Huang W, Erickson LE, Schnoor JL, (1993),

“Beneficial effects of plants in the remediation of soil and groundwater

contaminated with organic materials”, Environmental Science Technology, pages

41–77.

92. Shim S.M., (2012), “Comparison of volatile and non-volatile compounds as

antioxidant indicators of water spinach (Ipomoea aquatic Forsk.)”, Journal of the

Korean Society for Applied Biological Chemistry, pages 297-302.

93. Ho Thi Lam Tra, (2000), Heavy metal polution agricultural soil and river sediment

in Ha Noi sediment, Vietnam, Thesis of agricultural Sciences Doctor, Laboratory of

soil Sciences.

94. Kikuchi T., Furuichi T., Hai H.T., Tanaka S. (2009), “Assessment of heavy metal

pollution in River Water of Hanoi, Vietnam Using Multivariate analyses”, Bull

Environmental Contaminated Toxicol, Volume 83, pages 575- 582.

165

95. Vajpayee P., Rai U.N., Sinha, S., Tripathi, R.D., Chandra, P., 1995,

“Bioremediation of tannery effluent by aquatic macro- phytes”, Bull. Environment

Contamination Toxicol. Volume 55, pages 546 - 553.

96. Vymazal J, Kropfelova L, (2008), “Wastewater treatment in constructed wetlands

with horizontal sub-surface flow”, Environmental pollution, Springer, Dordrecht

97. World Wide Fund for Nature, (2007), 10 Rivers most at Risk.

98. Wang K, Huang L, Lee H, Chen P, Chang S, (2008), “Phytoextraction of cadmium

by Ipomoea aquatica (water spinach) in hydroponic solution: effects of cad- mium

speciation”, Chemosphere 72, pages 666–672.

99. Wolverton, B.C. (1987), “Aquatic plants for wastewater treatment: an overview, in:

Aquatic Plants for Water Treatment and Resource Recovery”, Springer.

100. Xiaomei L., Kruatrachue M, Pokethitiyook P, Homyokb K, (2004), “Removal of

cadmium and zinc by water hyacinth, Eichhornia crassipes”, Journal Science of

Asia 30, pages 93-103.

101. Xu X., Guyan Lou, Jianfeng Zheng, Lianghua Han, (2010), Purification of

pollutants by ecological floating-bed process for heavily polluted river, 4th

International Conference on Bioinformatics and Biomedical Engineering.

102. Ying-Feng Lin, Shuh-Ren Jinga, Tze-Wen Wangb, Der-Yuan Leea (2001),

“Effects of macrophytes and external carbon sources on nitrate removal from

groundwater in constructed wetlands”, Environmental Pollution, pages 119-120.