Đang tải... (xem toàn văn)
Ô nhiễm môi trường do nuôi trồng thủy sản (NTTS) ven biển Thông thường có 2 loại hình ô nhiễm do NTTS ven biển là ô nhiễm môi trường đầm nuôi và bên ngoài đầm nuôi: Ô nhiễm môi trường đầm nuôi bị hình thành trong quá trình nuôi như các chất thải từ thức ăn và các hoá chất tích tụ ở đáy đầm nuôi tạo thành một lớp bùn ô nhiễm.
CÁC PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC XỬ LÝ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO NUÔI TRỒNG THUỶ SẢN VEN BIỂN I Ô nhiễm môi trường nuôi trồng thủy sản (NTTS) ven biển Thơng thường có loại hình nhiễm NTTS ven biển ô nhiễm môi trường đầm nuôi bên ngồi đầm ni: Ơ nhiễm mơi trường đầm ni bị hình thành q trình ni chất thải từ thức ăn hố chất tích tụ đáy đầm nuôi tạo thành lớp bùn ô nhiễm Thành phần lớp bùn chủ yếu chất hữu prôtêin, lipids, axit béo với công thức chung CH3(CH2)nCOOH , photpholipids, Sterol - vitamin D3, hoocmon, carbohydrate, chất khống vitamin, vỏ tơm lột xác, Lớp bùn ln tình trạng ngập nước, yếm khí, vi sinh vật yếm khí phát triển mạnh, phân huỷ hợp chất tạo thành sản phẩm hydrosulphua (H2S), Amonia (NH3), khí metan (CH4), có hại cho thuỷ sinh vật, ví dụ nồng độ 1,3 ppm H2S gây sốc, tê liệt chí gây chết tơm Khí amonia (NH3) sinh từ trình phân huỷ yếm khí thức ăn tồn dư gây độc trực tiếp cho tôm, làm ảnh hưởng đến độ pH nước kìm hãm phát triển thực vật phù du (Hassanai Kongkeo,1990) Ơ nhiễm mơi trường bên ngồi đầm nuôi sản sinh từ nguồn thức ăn, phân bón, thuốc thú y thủy sản, q trình chăn ni thải bên ngồi đầm ni Các chất nhiễm chủ yếu: - Các bon hữu (gồm thức ăn, phân bón v.v) - Ni tơ phân huỷ từ prôtêin - Phốt phân huỷ từ prôtêin Nồng độ chất ô nhiễm biểu thị số tiêu chung tiêu nhu cầu ơxy hố sinh - BOD (Biochemical Oxygen Demand), tổng Nitơ (NT) tổng Phôtpho (TP) II Các phương pháp sinh học xử lý ô nhiễm môi trường Có nhiều phương pháp sinh học ứng dụng rộng rãi xử lý ô nhiễm môi trường, đặc biệt chất thải hữu Tiêu biểu việc sử dụng hệ sinh vật để phân hủy hấp thụ/hấp phụ chất ô nhiễm hữu cơ, vô từ chất thải sản xuất sinh hoạt Có thể nêu lên số phương pháp sau : - Sử dụng hệ vi sinh vật để phân hủy chất hữu chất thải - Sử dụng hệ động thực vật thủy sinh để hấp thụ chất hữu Phương pháp sử dụng hệ vi sinh vật Có số lồi vi sinh vật có khả sử dụng chất hữu số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng tạo lượng, sinh trưởng nhờ sinh khối chúng tăng lên Các vi sinh vật sử dụng để phân huỷ chất ô nhiễm hữu vơ có chất thải từ NTTS Quá trình phân hủy gọi trình phân hủy ơxy hóa sinh hóa Có thể phân phương pháp thành hai loại (Trần Văn Nhân Ngô Thị Nga, 1999) : - Phương pháp hiếu khí : phương pháp sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí Ðể đảm bảo hoạt động sống chúng cần cung cấp oxy liên tục cho chúng trì nhiệt độ khoảng 20 - 40oC - Phương pháp yếm khí : phương pháp sử dụng vi sinh vật yếm khí Trong xử lý nước thải cơng nghiệp, phương pháp xử lý yếm khí sử dụng rộng rãi Phương pháp sử dụng hệ động thực vật để hấp thụ chất ô nhiễm Bản chất việc sử dụng hệ động, thực vật để loại bỏ chất ô nhiễm dựa sở q trình chuyển hóa vật chất hệ sinh thái thông qua chuỗi thức ăn Thông thường người ta sử dụng thực vật làm sinh vật hấp thụ chất dinh dưỡng nitơ phốt pho, cácbon để tổng hợp chất hữu làm tăng sinh khối (sinh vật tự dưỡng), tảo hay thực vật phù du, rong câu loài thực vật ngập mặn khác Kế tiếp chuỗi thức ăn động vật bậc - động vật ăn thực vật Ðiển hình động vật bậc vùng nước ven biển loại ngao, vẹm, hàu lồi tiêu thụ thực vật phù du cải thiện điều kiện trầm tích đáy Các loài cá ăn thực vật phù du mùn bã hữu cá măng, cá đối thử nghiệm sử dụng kênh thoát nước thải (Micheal J Phillips, 1995) Rừng ngập mặn (RNM) hệ sinh thái vùng đất ngập nước phổ biến ven biển Việt nam Có thể sử dụng RNM bể lọc sinh học chất ô nhiễm hữu từ chất thải đô thị, công nghiệp ni trồng thủy sản Theo tính tốn lý thuyết, điều kiện Việt Nam, 1ha RNM năm tăng trưởng 56 sinh khối hấp thụ 219 kg nitơ, 20 kg phôt (Jesper Clausen, 2002) Ngồi ra, RNM với rễ có cấu tạo đặc biệt nơi bẫy trầm tích có chứa kim loại nặng, hóa chất bảo vệ thực vật Thực vật ngập mặn với toàn hệ sinh thái RNM bể lọc sinh học chất thải từ hoạt đông nuôi trồng thủy sản ven biển Trong thực tế, để đảm bảo đạt hiệu suất xử lý cao chất ô nhiễm với chi phí vận hành tối thiểu, người ta thường sử dụng kết hợp nhiều phương pháp, kết hợp nhiều hệ thống tác nhân khác Tùy theo hàm lượng chất ô nhiễm nước thải điều kiện cụ thể khu vực III Các hệ thống xử lý ô nhiễm môi trường phương pháp sinh học Hệ thống xử lý phương pháp hiếu khí (Aerobic methods) Tác nhân tham gia vào hệ thống xử lý bao gồm vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm số vi sinh bậc thấp Các dụng cụ thường bể thơng khí sinh học (Aeroten) đĩa lọc sinh học Quá trình xử lý diễn sau : - Bùn hoạt tính (vi sinh vật trạng thái huyền phù) có nước thải từ đầm nuôi tôm đưa vào hệ thống xử lý - Tiến hành sục khí làm cho nước bão hịa ơxy bùn hoạt tính trạng thái lơ lửng Có thể áp dụng thiết bị sục khí : + Sục khí sục đầu khuyếch tán + Sục khí chất lỏng khuấy học + Sục khí kết hợp khuấy nước cánh quạt tuabin hệ thống khuyếch tán - Ðĩa lọc sinh học: gồm loạt đĩa tròn lắp trục cách khoảng nhỏ Khi trục quay, phần đĩa ngập hồ/bể chứa nước thải, phần lại tiếp xúc với khơng khí Các vi khuẩn bám đĩa lọc phân huỷ chất hữu có nước thải - ưu điểm hệ thống: thời gian xử lý diễn nhanh hơn, chất ô nhiễm phân hủy triệt để, xử lý khối lượng lớn nước thải với nồng độ chất ô nhiễm cao, khơng cần sử dụng nhiều diện tích đất, kiểm soát vấn đề mùi cách dễ dàng Tuy nhiên, chi phí xây dựng, lắp đặt thiết bị vận hành cao Hệ thống xử lý phương pháp kỵ khí (Anaerobic methods) hay cịn gọi bể metan Phương pháp sử dụng vi sinh vật kỵ khí để phân huỷ chất nhiễm hữu Hệ thống khơng thích hợp cho xử lý nhiễm mơi trường ni trồng thuỷ sản chi phí xây dựng cao Tuy nhiên hệ thống lại có ưu điểm giải phóng nitơ, giảm gây ô nhiễm NO3(nitơrat) cho nước mặt nước ngầm Các hệ thống làm nước thải điều kiện tự nhiên 3.1 Hồ sinh học: gọi hồ ôxy hóa hay hồ chứa lắng, bao gồm chuỗi từ đến hồ Trong hồ, nước thải làm q trình tự nhiên thơng qua tác nhân tảo vi khuẩn Hồ sinh học bao gồm loại hồ: a Hồ hiếu khí tự nhiên (Aerobic pond) : độ sâu từ 0,20,4m, diện tích đất lớn, chi phí vận hành gần Tải lượng BOD : 250 kg- 300 kg/ngày cho diện tích hồ rộng khoảng Nước thải đưa vào thoát theo đường chéo hồ tăng hiệu suất xử lý b Hồ kỵ khí (Anaerobic pond- Metan pond): độ sâu nước 2,4 -3,6 m, thời gian lưu nước từ 2-5 ngày Diện tích nhỏ khoảng 10-20% diện tích hồ hiếu khí Nhiệt độ tối ưu: 30-35oC pH : 6,5-7,5 Thời gian tối ưu ngày c Hồ hiếu- kị khí (Facultative pond): độ sâu từ 0,7-1,8 m Thời gian lưu nước tính tốn được, phụ thuộc vào hiệu suất xử lý (nồng độ chất ô nhiễm đầu vào đầu ra), dao động từ đến 30 ngày Các phản ứng phân huỷ kỵ khí xảy lớp đáy trình ổn định hiếu khí xảy lớp Nhiệt độ tối ưu: >15oC Tải lượng BOD : 100-150 kg /ha/ngày Có thể xử lý 50-60% BOD 20 -30% TN ưu điểm hệ thống : chi phí vận hành Nhược điểm phải diện tích đất lớn, nước thải có hàm lượng ô nhiễm cao hiệu xử lý không triệt để, khó kiểm sốt mùi Một hệ thống hồ sinh học có hồ xắp xếp sau : hồ hiếu khí Aerobic pond hồ hiếu-kị khí - Facultative pond hồ kỵ khí - Anaerobic pond Nước thải d Hồ thơng khí nhân tạo hay cịn gọi hồ sục khí: Là hồ sinh học sục khí nhằm thúc đẩy trình phân hủy hiếu khí vi sinh vật hiếu khí Tăng hiệu xuất xử lý rút ngắn thời gian xử lý 3.2 Các hệ thống đất ngập nước Do hoạt động nuôi trồng thủy sản ven biển diễn vùng nước mặn- lợ, sử dụng hệ thống đất ngập nước để xử lý ô nhiễm môi trường, cụ thể sau : a Hệ thống dựa vào thực vật, động vật thủy sinh rong câu, cá, ngao, vẹm, hàu Hệ thống thường vùng ngập nước có độ sâu 0,9 - 1,5 m với hệ sinh vật thủy sinh Có thể xử lý chất nhiễm số trình sinh học : + Q trình phân hủy hiếu-kỵ khí vi sinh vật + Quá trình quang hợp thực vật nước rong câu, tảo làm tăng ơxy hịa tan, giảm CO2, tăng pH, tăng trình bay NH4, tăng lắng đọng phốt + Các động vật thủy sinh bậc loại cá ăn thực vật phù du, động vật đáy ngao, vẹm, hàu ăn thực vật phù du chất mùn bã hữu * Yêu cầu kỹ thuật hệ thống là: - Nước thải có hàm lượng BOD 50-300 kg/ngày/ha - Thời gian lưu nước tuỳ thuộc vào nồng độ chất nhiễm có nước thải từ - ngày từ - 10 ngày Hợp phần SUMA sử dụng hệ thống để xử lý nước thải cho khu nuôi tôm quảng canh cải tiến bán thâm canh Dự án cộng đồng xã Thạch Bàn huyện Thạch Hà, Hà Tĩnh * ưu điểm hệ thống : chi phí vận hành gần 0, tăng thêm lợi nhuận kinh tế khu ni thâm canh có thêm nguồn thu cho người nuôi trồng * Nhược điểm : phải sử dụng diện tích đất lớn b Hệ thống rừng ngập mặn RNM Hệ thống dựa vào loài thực vật rễ đáy, thân vươn lên mặt nước (Macrophyte) RNM hấp thụ lượng lớn chất hữu từ hoạt động nuôi trồng thủy sản ven biển Thực vật hệ thống có vai trị sau: - Phần vươn lên khơng khí : + Làm giảm ánh sáng chiếu xuống mặt nước, giảm trình quang hợp, hạn chế phát triển thực vật phù du tảo + Tạo điều kiện điều hòa vi khí hậu, đặc biệt cách nhiệt mùa đơng, nhiệt độ cao làm tăng nhanh trình phân hủy chất hữu + Hấp thụ chất dinh dưỡng hữu Phần ngập nước có tác dụng cung cấp bề mặt cho vi khuẩn bám dính (biofilm), cung cấp ôxy cho quang hợp, hấp thụ chất dinh dưỡng Phần rễ đới rễ có tác dụng giúp ổn định giảm xói mịn, tạo điều kiện cho q trình lắng đọng bùn tạo trầm tích - Ngoài ra, Hệ động vật hệ sinh thái rừng ngập mặn hàu, vẹm, cua, cá tác nhân loại bỏ chất ô nhiễm hữu V- Kết luận Có nhiều phương pháp sinh học sử dụng để xử lý ô nhiễm môi trường nuôi trồng thủy sản ven biển, phương pháp có ưu, nhược điểm riêng, xong việc lựa chọn phương pháp cho thích hợp với điều kiện Việt Nam phương diện kinh tế, xã hội môi trường phụ thuộc vào điều kiện cụ thể vùng Tuy nhiên, việc sử dụng hồ sinh học hệ thống đất ngập nước có nhiều ưu xét phương diện kinh tế lẫn môi trường, suất nuôi trồng thủy sản thâm canh Việt Nam chưa cao số nước khác khu vực, chất thải có nồng độ khơng q cao, nên việc sử dụng bể aeroten bể metan giai đoạn tốn Trần Thị Thu Ngân - Hợp phần SUMA ... hệ sinh thái rừng ngập mặn hàu, vẹm, cua, cá tác nhân loại bỏ chất ô nhiễm hữu V- Kết luận Có nhiều phương pháp sinh học sử dụng để xử lý ô nhiễm môi trường nuôi trồng thủy sản ven biển, phương. .. nhiều phương pháp, kết hợp nhiều hệ thống tác nhân khác Tùy theo hàm lượng chất ô nhiễm nước thải điều kiện cụ thể khu vực III Các hệ thống xử lý ô nhiễm môi trường phương pháp sinh học Hệ thống xử. .. prôtêin Nồng độ chất ô nhiễm biểu thị số tiêu chung tiêu nhu cầu ơxy hố sinh - BOD (Biochemical Oxygen Demand), tổng Nitơ (NT) tổng Phôtpho (TP) II Các phương pháp sinh học xử lý ô nhiễm môi trường