Nghiên cứu sử dụng rong câu chỉ (Gracilatia tenuistipitata) xử lý đầu cuối nước thải nhiễm mặn và thu hồi sinh khối rong

Nghiên cứu sử dụng rong câu chỉ (gracilatia tenuistipitata) xử lý đầu cuối 32 NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG RONG CÂU CHỈ (Gracilatia tenuistipitata) XỬ LÝ ĐẦU CUỐI NƢỚC THẢI NHIỄM MẶN VÀ THU HỒI SINH KHỐI RONG Lê Hùng Anh * , Nguyễn Thị Ngọc Bích** TÓM TẮT Rong Câu Chỉ (Gracilatia tenuistipitata) là loài rong biển phổ biến ở các vùng ven biển Việt Nam, có giá trị sử dụng trong nhiều lĩnh vực kinh tế. Rong Câu Chỉ hấp thụ nhanh các nguồn dinh dưỡng trong nước nhiễm mặn. Nghiên cứu đã sử dụng rong Câu Chỉ xử lý đầu cuối thành phần N và P của nước thải chế biến thủy sản đồng thời thu được sinh khối rong để cung cấp cho một số ngành chế biến khác. Rong Câu Chỉ có thể xử lý nước nhiễm mặn tối ưu ở nồng độ 10‰ và đạt mức độ tăng trưởng sinh khối 10,22%/ngày. Từ khóa: Gracilatia tenuistipitata, xử lý nước thải nhiễm mặn, sinh khối rong Câu. USING GRACILATIA TENUISTIPITATA FOR TREATMENT OF SALINED WASTE WATER AND PRODUCTION OF ALGAE BIOMASS ABSTRACT Gracilatia tenuistipitata is a common species of seaweed in coastal areas of Vietnam, with values used in many economic sectors. They rapid absorption of nutrients in salined water and contribute to improve, enhance environmental quality of polluted water caused by N and P. Gracilatia tenuistipitata was used for treatment of seafood processing wastewater and production of biomass for other processing industries. Gracilatia tenuistipitata can handle salinity water optimum at a concentration of 10 ‰ and growth reached 10.22% biomass / day. Keywords: Gracilatia tenuistipitata, salined waste water treatment, biomass of seaweed. 1. GIỚI THIỆU Trên thế giới đã có một số công trình nghiên cứu về việc sử dụng rong Câu trong xử lý môi trường nước. So sánh kết quả nghiên cứu của năm 1996 [1] và năm 2004 [2], Neori và cộng sự đã đưa ra bằng chứng từ công trình của mình rằng phương pháp sinh học xử lý nước thải trong nuôi trồng thủy sản bằng tảo phù du, vi sinh không cho hiệu quả kinh tế cao, do hệ thống xử lý bằng vi sinh chỉ có nhiệm vụ chuyển hoá đạm amôn thành dạng nitrogen ít độc hơn hoặc nitrat, bằng quá trình nitrat hoá mà không lấy dinh dưỡng ra khỏi môi trường nước và chỉ dưới điều kiện kỵ khí các vi khuẩn mới chuyển nitrat thành khí N2 giải phóng khỏi hệ thống (Neori et al., 1996) và hệ thống xử lý bằng tảo tốn nhiều chi phí khi lọc lấy tảo ra khỏi môi trường. Tuy nhiên, khi thay các đối tượng tảo phù du hay vi sinh vật bằng rong biển cho thấy tính kinh tế tốt hơn, không những cho môi trường mà còn tăng thêm lợi nhuận từ việc thu sinh khối rong biển (Lobban and Harrison, 1994; Carmona et al., 2001; Noeri,1996; Chopin and Wagey, 1999). Ở Việt Nam, rong Câu bắt đầu được nghiên cứu ứng dụng trong xử lý nước thải với các đề tài của tác giả Ngô Quốc Bưu và cộng sự (2000), Võ Duy Sơn và cộng sự (2004), Nguyễn Hữu Khánh và các cộng sự (2005), Lê Như Hậu (2006). Kết quả cho thấy rong Câu có khả năng hấp thụ mạnh các muối dinh dưỡng (N, P) trong nước thải ưu dưỡng, làm * Trường Đại học Công nghiệp TPHCM Trường Cao đẳng nghề Kỹ thuật Công nghệ TPHCM Tạp chí Đại học Công nghiệp 33 sạch nước và gia tăng chất lượng môi trường nước. Tuy nhiên, các tác giả chưa quan tâm đến vấn đề hàm lượng dinh dưỡng (N, P) còn lại sau khi xử lý cũng như độ mặn của nước thải chế biến thuỷ sản đầu vào cho thí nghiệm. 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Vật liệu - Rong Câu Chỉ (RCCh) (Gracilatia tenuistipitata) được thu từ các ao nuôi ở Khánh Hòa - Nha Trang và được nuôi ổn định ở ba độ mặn 15‰, 10‰, 5‰ với nhiệt độ tự nhiên theo ngày (khoảng 25oC - 28oC) trong hai ngày rồi bố trí thí nghiệm (theo Lê Như Hậu, 2006). - Thùng xốp có kích thước lọt lòng: (Dài x rộng x cao) 34,5 x 25,0 x 29,0 (cm). - Bơm sục khí Trung Quốc hiệu ACO- 006, công suất 80W với lưu lượng đầu ra 88L/phút. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thu mẫu nước thải: Với mô hình thùng xốp, dùng lọ nhựa dung tích 200 ml, ban đầu úp ngược và nhấn xuống gần đáy rồi từ từ xoay lọ lại để lấy mẫu phân tích. Với mô hình pilot, dùng chai nhựa dung tích 500 ml lấy mẫu ở đầu ra của pilot. - Đo độ mặn: Sử dụng khúc xạ kế (SA- 100, Singapore). Đo 2 lần/ngày vào đầu buổi sáng ( lúc 7g) và cuối buổi chiều (lúc 4g30). - Đo nhiệt độ và oxy hòa tan (DO): Sử dụng máy đo DO cầm tay (HACH - SensION 6). Đo 2 lần/ngày và thực hiện song song với đo độ mặn. - Đo pH: Sử dụng máy đo pH để bàn (Sartorius PY-P12, Đức). Đo 1 lần/ngày vào 10g sáng. - Phân tích chỉ tiêu nhu cầu oxy hóa học (COD): Xác định theo phương pháp TCVN 6491:1999. - Phân tích chỉ tiêu nhu cầu oxy sinh hóa (BOD): Xác định theo phương pháp SMEWW 5210 B: 2005 cho mô hình pilot. Đối với mô hình thùng xốp, tiến hành theo phương pháp nhân với hệ số 0,68 với lượng COD xác định được ở mỗi thùng thí nghiệm. - Phân tích amoni (N-NH4 + ): Áp dụng phương pháp Nessler hóa trực tiếp. Amoni tác dụng với thuốc thử Nessler trong môi trường kiềm, sản phẩm có màu vàng được so màu ở bước sóng λ = 430 nm bằng máy đo quang phổ kế (Thermo Scientific, Senesys 20). Mẫu nước được thêm NaOH và ZnSO4 để kết tủa cặn và được lọc qua giấy lọc thủy tinh trước khi thêm Nessler. - Phân tích nitrat (N-NO3 + ): Phản ứng giữa nitrat và brucine cho sản phẩm màu vàng được áp dụng để xác định hàm lượng nitrat bằng phương pháp so màu ở nước sóng λ = 410 nm bằng máy đo quang phổ kế (Thermo Scientific, Senesys 20). - Phân tích phosphat (PO4 3- ) trong nước: Phosphat phản ứng với ammonium molybdate để giải phóng axit molybdophosphoric, sau đó axit này bị khử bởi SnCl2 cho molybdenum màu xanh dương. Để tĩnh sau 10 phút (không quá 12 phút) đo độ hấp thu bằng máy quang phổ kế (Thermo Scientific, Senesys 20) ở bước sóng λ = 690 nm. - Xác định chất rắn lơ lửng (SS): Phương pháp so màu quang phổ trên máy quang phổ kế (Thermo Scientific, Senesys 20). Đo mẫu ở chương trình 630 với bước sóng 810 nm sau khi đã chuẩn zero bằng nước cất. - Hàm lượng Nitơ tổng trong nước: xác định theo phương pháp TCVN 5987-95 (phân tích tại Trung tâm Sắc Ký Hải Đăng, do Hồ Lương Thưởng thực hiện). - Xác định hàm lượng các chất trong rong câu được phân tích tại Trung tâm Sắc Ký Hải Đăng, do Hồ Lương Thưởng thực hiện. Cụ thể gồm các hàm lượng sau: hàm lượng Nghiên cứu sử dụng rong câu chỉ (gracilatia tenuistipitata) xử lý đầu cuối 34 Nitơ tổng theo TCVN 8557 - 2010, hàm lượng Photpho theo TCVN 8563 - 2010, hàm lượng Kali theo TCVN 8562 - 2010, hàm lượng Protein theo FAO 14/7 - 1986, hàm lượng chất hữu cơ theo Ref AOAC 967.05. Tính toán tốc độ hấp thụ chất dinh dưỡng của rong T (gam rong tƣơi/ngày) = (CĐC – CR)/(m.t) Trong đó: m : Lượng rong trong thùng thí nghiệm (gam rong tươi/l) t : Thời gian thí nghiệm (ngày) CĐC : Hàm lượng chất dinh dưỡng ở thùng đối chứng (mg/l N hoặc P) CR : Hàm lượng chất dinh dưỡng ở thùng có rong (mg/l N hoặc P) Xác định tốc độ tăng trƣởng của rong theo công thức Penniman et al (1986): Trong đó: SGR : Tốc độ tăng trọng tương đối ngày (%/ngày) Wo : Trọng lượng ban đầu (gam). Wt : Trọng lượng sau thời gian t ngày (gam). t : Thời gian giữa hai lần cân (ngày). 2.1 Khảo sát ảnh hƣởng của độ mặn đến sự ổn định rong (Thí nghiệm 1) Cách bố trí mô hình thí nghiệm: nước thải chế biến thuỷ sản sau xử lý sinh học được bổ sung muối hột để đạt các độ mặn lần lượt là: 5‰, 10‰ và 15‰. Mỗi độ mặn bố trí ba mẫu (1 mẫu đối chứng không thả rong và 2 mẫu có thả rong Câu Chỉ). Điều kiện thí nghiệm - Vị trí đặt mô hình: dưới mái hiên phòng thí nghiệm để che chắn nắng buổi trưa, chiều cao từ mái hiên xuống thềm hiên là 3 m. Chiều cao cột nước trong mỗi thùng xốp: 28 cm. - Nước thải được lọc qua hai lớp vải thun để giảm bớt lượng cặn trước khi đưa vào thùng xốp thí nghiệm. - Sục khí vào ban ngày cho tất cả các thùng nghiên cứu với thời gian từ 6 đến 7 giờ mỗi ngày. - Thí nghiệm lặp lại ba lần và lấy số liệu trung bình. Thực hiệ ục trong thời gian 7 ngày. - Tiến hành lấy mẫu phân tích mỗi ngày/ lần vào khoảng 7g30 đến 8g sáng, đồng thời quan sát sự thay đổi của mẫu nước và sự ổn định của rong ở ba độ mặn nghiên cứu. - Mật độ rong: 100g/thùng, tương ứng 5 kg rong/1 m 3 nước thải. - Sự thay đổi các chất ô nhiễm (COD, BOD, N tổng, N-NH4 + , N-NO3 - , P-PO4 3- ) trong nước thải chế biến thuỷ sản ở các mức độ mặn khác nhau được đo và xác định song song mỗi ngày kể từ ngày bắt đầu thí nghiệm đến ngày cuối của thí nghiệm ở tất cả các thùng có rong và không rong. 2.2 Khảo sát mức độ giảm chất ô nhiễm và khả năng thu hồi sinh khối rong theo thời gian a. Mô hình thùng xốp (Thí nghiệm 2) Cách bố trí mô hình thí nghiệm: Nước thải chế biến thuỷ sản sau được bổ sung muối hột để đạt độ mặn 10‰. Tiến hành bố trí ba lô thí nghiệm: lô A được sục khí ban ngày, lô B được sục khí ban đêm và lô C không được sục khí. M i lô gồm ba mẫu (1 mẫu đối chứng không thả rong và 2 mẫu thả rong Câu Chỉ). Điều kiện thí nghiệm - Công thức độ mặn tiếp tục nghiên cứu được lựa chọn từ thí nghiệm 1. Tạp chí Đại học Công nghiệp 35 - Các điều kiện thực hiện thí nghiệm 2 tương tự như thí nghiệm 1. Riêng điều kiện sục khí có thay đổi là 10 – 12 giờ/ngày. b. Mô hình động – Mô hình pilot (Thí nghiệm 3) Cách bố trí mô hình thí nghiệm: Hình 1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm pilot Điều kiện thí nghiệm - Công thức độ mặn tiếp tục nghiên cứu được lựa chọn từ thí nghiệm 2. - Vị trí đặt mô hình: Trước sân phòng thí nghiệm có nhiều ánh sáng và có bố trí lưới che chắn để giảm bớt ánh nắng lúc trưa. - Nước thải cũng được lọc qua hai lớp vải thun để giảm bớt lượng cặn trước khi đưa vào thí nghiệm. Thời gian thí nghiệm từ 7 đến 10 ngày. - Tốc độ dòng chảy vào các lô thí nghiệm được chọn lựa lần lượt như sau: q1 = 47 ml/phút; q2 = 94 ml/phút; q3 = 141 ml/phút; q4 = 188 ml/phút. - Mật độ rong và các chỉ tiêu thí nghiệm tương tự thí nghiệm 1 và 2. - Lấy mẫu phân tích mỗi ngày/ lần vào khoảng 11g đến 13g trưa, đồng thời quan sát sự thay đổi của mẫu nước, đánh giá khả năng thu hồi sinh khối rong, đánh giá tốc độ hấp thụ dinh dưỡng và tốc độ tăng trưởng tương đối ngày của rong sau khi kết thúc đợt thí nghiệm. 2.3 Khả năng thu hồi và sử dụng sinh khối rong câu (Thí nghiệm 4) Dựa vào các thí nghiệm trên và khảo sát sự tăng trưởng của rong cũng như sự thay đổi thành phần các dinh dưỡng của rong theo thời gian thí nghiệm. Đánh giá số lượng và chất lượng rong thu hồi trong thí nghiệm 3, từ đó đề xuất hướng ứng dụng rong từ quá trình nuôi rong trong nước thải chế biến thuỷ sản cho các ngành công nghiệp sử dụng rong làm nguyên liệu. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Ảnh hưởng của độ mặn đến sự ổn định rong (Thí nghiệm 1) Theo quan sát, sau hai ngày thí nghiệm, nước ở các thùng có rong trong hơn nước ở các thùng đối chứng. Đến ngày thứ 5, rong ở thùng có độ mặn 5‰ bắt đầu chết dần, có sự phát triển của loài tảo xanh nước ngọt, nước đục trở lại và có mùi hôi tanh. Độ mặn 15‰, rong có xu hướng cứng cáp nhất, thân rong to tròn hơn thùng có độ mặn 10‰. Ở hai độ mặn này nước trong, không có tảo phù du, rong có màu nâu sậm so với màu sắc ban đầu (màu A B C D 1A 2B 3C 4D Xả nước vào nguồn tiếp nhận Bể lắng và ổn định nồng độ nước thải chế biến thuỷ sản Bể pha trộn và ổn định độ mặn 10‰ q1 q2 q3 q4 Bổ sung muối hột RCCh Lượng nước xả vào nguồn trong ngày Nghiên cứu sử dụng rong câu chỉ (gracilatia tenuistipitata) xử lý đầu cuối 36 vàng sáng xen kẽ nâu sáng, thân và nhánh rong thanh mảnh) do sự hình thành thêm các sắc tố phycoerythrin để thích nghi với cường độ ánh sáng nghiên cứu khi bố trí mô hình dưới mái hiên trước phòng thí nghiệm. Điều này phù hợp với nghiên cứu của Lê Như Hậu (2006) là rong phân bố càng sâu, ánh sáng càng yếu thì hàm lượng sắc tố càng tăng. Ở hầu hết các thùng đối chứng không có rong đều có sự phát triển của rêu tảo làm cho nước có màu xanh. - Về chỉ tiêu COD và BOD: Ở lô độ mặn 15‰, hiệu quả xử lý cao nhất là vào ngày thứ 6 và đạt 66,87% COD. Lô thí nghiệm ở độ mặn 10‰ đạt hiệu quả xử lý nhanh ở ngày thứ 2 (74,23% COD). Còn ở lô độ mặn 5‰, kể từ sau ngày đầu giảm mạnh thì những ngày tiếp sau đó giá trị COD và BOD tiếp tục tăng nhẹ, tương đối đều và kéo dài đến ngày cuối của thời gian thí nghiệm. Ở độ mặn cao nhất thì rong có khả năng ổn định tốt hơn nhưng hiệu quả xử lý ở mức độ mặn này kém hơn mức độ mặn 10‰. độ mặn Kết quả phân tích trên cho thấy tương đối phù hợp với những hiện tượng xuất hiện được quan sát bằng mắt. Hiện tượng giá trị COD, BOD giảm là do các chất hữu cơ có trong nước thải bị oxy hóa trong điều kiện hiếu khí, đồng thời khi các chất hữu cơ được vô cơ hóa thì chúng sẽ được rong hấp thụ vì vậy làm giảm nhanh lượng COD, BOD. - Về chỉ tiêu nitơ tổng: các giá trị Nitơ tổng số có xu hướng giảm đều theo thời gian thí nghiệm. Trong đó, mức giảm của lô thí nghiệm ở độ mặn cao nhất (15‰) có khuynh hướng giảm ít biến động nhất và đạt 82,5% vào ngày cuối thí nghiệm. Độ mặn 10‰ có hiệu quả xử lý đạt 80% vào ngày thứ 4 đến thứ 6 của thí nghiệm. Riêng lô thí nghiệm ở độ mặn 5‰ có hiệu quả xử lý cao nhất vào ngày thứ 5 và 6 của đợt thí nghiệm là 75% nhưng sau đó thì hiệu quả xử lý này có giảm đi ở ngày cuối của thí nghiệm. Có thể hiểu được rằng độ mặn càng cao thì sự hấp thụ Nitơ tổng số của rong nước mặn sẽ càng cao. Mức giảm này đồng nghĩa với việc rong câu hấp thụ mạnh nitơ để hình thành cấu trúc của hệ sắc tố và protein trong tế bào rong vì vậy mà nhận thấy rong có màu nâu xen lẫn đen sậm trong quá trình thực hiện thí nghiệm, khác hoàn toàn với màu sắc ban đầu khi lấy rong giống thí nghiệm. Tạp chí Đại học Công nghiệp 37 3. Biến thiên ộ mặn - Về chỉ tiêu amoni: Kết quả thể hiện trên sơ đồ cho thấy trong hai ngày đầu thí nghiệm, nồng độ Amoni (NH4 + ) ở các lô thí nghiệm đều giảm nhanh và tăng khá lớn vào ngày thứ 3 rồi sau đó tiếp tục giảm vào các ngày cuối của đợt thí nghiệm, trong đó giảm nhiều nhất là hai lô thí nghiệm có độ mặn cao nhất ứng với hiệu quả xử lý 95,21% cho lô thí nghiệm độ mặn 15‰ và 98,40% cho lô thí nghiệm 10‰. Khi sục khí, N-NH3 sẽ được giải phóng một phần ra ngoài. Đồng thời, sự tồn tại của các vi sinh vật sống bám ở gốc rong có tác dụng chuyển hóa N-NH4 + thành dạng N-NO3 - trong điều kiện hiếu khí thông qua quá trình nitrat hóa làm giảm nồng độ NH4 + . Ngoài ra, tảo nước lợ xuất hiện cũng góp phần tiêu thụ NH4 + trong nước. Tuy nhiên, nguyên nhân chủ yếu làm giảm NH4 + trong các thí nghiệm là do hoạt động sống của rong. Trong quá trình quang tổng hợp, rong sử dụng ánh sáng, nguồn carbon vô cơ và chất dinh dưỡng để sinh trưởng. Nitơ tồn tại ở dạng NH4 + chủ yếu trong nước thải cũng là nguồn dinh dưỡng rong dễ hấp thụ hơn so với NO3 - để đồng hóa axit amin tự do trong tế bào rong làm tăng sinh khối (Kartik Baruah et al). 4. Biế c độ mặn - Về chỉ tiêu nitrat: sự thay đổi nitrat theo thời gian thí nghiệm có nhiều biến động lớn trong ba ngày đầu thí nghiệm với xu hướng tăng rồi giảm bất thường ở hai lô thí nghiệm có độ mặn cao nhất và thấp nhất. Riêng lô thí nghiệm có độ mặn còn lại có mức giảm nitrat tương đối ổn định và không có nhiều thay đổi lớn, đạt hiệu quả xử lý 73,23% ở ngày thứ 5. Lô thí nghiệm độ mặn cao nhất đạt hiệu quả xử lý 49,63% và lô thí nghiệm ở độ mặn thấp nhất có hiệu quả xử lý 45,16% vào ngày thứ 6 của đợt thí nghiệm. Sự biến đổi các giá trị cho thấy rong câu hấp thụ amoni tốt hơn nitrat do phụ thuộc vào đặc tính sinh học của loài. Kết quả này hoàn toàn phù hợp với những thí nghiệm đã được Nghiên cứu sử dụng rong câu chỉ (gracilatia tenuistipitata) xử lý đầu cuối 38 thực hiện. Các loài rong thuộc bộ rong Đỏ hấp thụ NH4 + tốt hơn NO3 - do góp phần hình thành các sắc tố phycoerythrin (Deboer và CS, 1978; Jones và CS, 1996; Lê Như Hậu và CS, 2006). H 5. Biế ộ mặn - Về chỉ tiêu phosphat: hiệu quả xử lý phosphat thấp hơn so với các chỉ tiêu khác trong thí nghiệm này. Hiệu suất đạt cao nhất 34,87% thuộc về lô thí nghiệm có độ mặn 10‰ vào ngày thứ 2 trong thời gian thí nghiệm. Khả năng hấp phụ phosphat trong nước thấp có thể do rong câu chưa thực sự thích nghi với môi trường sống mới nên hạn chế về mặt hấp thụ PO4 3- . Tuy nhiên, nếu không có phosphat thì khả hấp thụ nitơ của rong trong nước cũng giảm (Lapointe và CS, 1978). 6. Biến t phos ộ mặn Tóm lại, nước có độ mặn 10‰ là thích hợp nhất cho sự phát triển của rong Câu Chỉ, hiệu quả xử lý các chất ô nhiễm tốt và rong phát triển ổn định hơn so với độ mặn 5‰ và 15‰. 3.2 Mức độ giảm chất ô nhiễm và khả năng thu hồi sinh khối rong theo thời gian 3.2.1 Mô hình thùng xốp (Thí nghiệm 2) - Về chỉ tiêu COD và BOD: Hiệu quả xử lý COD cao nhất ở lô thí nghiệm sục khí đêm đạt 71,58% vào ngày thứ 2 của đợt thí nghiệm. Hiệu quả xử lý 68,32% COD thuộc về lô thí nghiệm sục khí ban ngày và lô không sục khí đạt hiệu quả xử lý 69,9% COD vào ngày thứ 5. Tạp chí Đại học Công nghiệp 39 7. Biế 8. Biế - Về chỉ tiêu nitơ tổng: Các giá trị Nitơ tổng số ở cả ba lô thí nghiệm đều có xu hướng giảm đều theo thời gian thí nghiệm. Trong đó, mức giảm của lô thí nghiệm sục khí đêm là ổn định nhất và cho hiệu quả xử lý ở ngày cuối thí nghiệm đạt 71,46% cao nhất so với lô sục khí ngày (69,64%) và lô không sục khí (64,57%). 9. Biế Nghiên cứu sử dụng rong câu chỉ (gracilatia tenuistipitata) xử lý đầu cuối 40 - Về chỉ tiêu amoni: sau 7 ngày thí nghiệm, cả ba lô đều cho thấy mức giảm rất ổn định từ ngày đầu cho đến ngày cuối của đợt thí nghiệm. Các mức giảm đều đạt hiệu quả xử lý cao nhất vào ngày cuối của thí nghiệm và mức đạt cao nhất là 88,73% (lô thí nghiệm sục khí đêm), mức thứ hai là 85,82% (lô thí nghiệm sục khí ngày) và 83,28% (lô thí nghiệm không sục khí). 0. Biế - Về chỉ tiêu nitrat: mặc dù có biến động lớn ở ngày đầu thí nghiệm nhưng hiệu quả xử lý ở cả ba lô thí nghiệm đều đạt trên 98,8%. 1. Biế - Về chỉ tiêu phosphat: Sự biến động của PO4 3- tương đối giống với sự biến động của NO3 - , mức giảm nhiều nhất vào ngày đầu thí nghiệm ở cả ba lô và hiệu quả cao nhất là 65,88% (lô sục khí đêm), 63,12 % (lô sục khí ngày), 62,34% (lô không sục khí) và đạt hiệu quả cao hơn 78% ở ngày cuối của đợt thí nghiệm cho cả ba lô. 2. Biế Tạp chí Đại học Công nghiệp 41 Qua thí nghiệm, ta xác định được rong Câu có khả năng hấp thụ dinh dưỡng để tăng trưởng sinh khối và đồng thời đã làm giảm các chất ô nhiễm có trong nước, thể hiện rõ nhất ở lô thí nghiệm sục khí đêm. 3.2.2 Mô hình động – Mô hình pilot (thí nghiệm 3) - Về chỉ tiêu COD và BOD: ta thấy, khi tốc độ nước càng nhỏ thì mức giảm chất ô nhiễm, hiệu quả xử lý chất ô nhiễm sẽ càng tăng và ngược lại. Trong thí nghiệm, lô A có hiệu quả xử lý cao nhất (75,6%). Mức hiệu quả đạt được này chủ yếu là do tốc độ nước được khống chế ở mức thấp nhất nên khi nước đi qua bể rong thì sẽ được giữ lâu hơn để rong được tiếp xúc với nguồn chất dinh dưỡng trong nước và có đủ thời gian để các chất chuyển hóa thành nguồn dinh dưỡng dễ hấp thụ hơn cho rong. Nhờ điều này mà giá trị COD hay BOD cũng đồng thời được xử lý khá tốt. Hình 13. Biế 4. Biế - Về chỉ tiêu nitơ tổng: Có xu hướng giảm đáng kể ở cả bốn lô thí nghiệm. Mức giảm chất ô nhiễm cao nhất vẫn chiếm ưu thế cho lô thí nghiệm A có tốc độ nước chảy chậm nhất, hiệu quả xử lý đạt mức cao ở những ngày cuối (79%). 5. Biế Nghiên cứu sử dụng rong câu chỉ (gracilatia tenuistipitata) xử lý đầu cuối 42 - Về chỉ tiêu amoni: Lô A có hiệu quả xử lý đạt giá trị cao nhất ở ngày cuối là 81,38%, lô B đạt 69,22%, lô C đạt 50,27% và lô D đạt 31,68%. 6. Biế - Về chỉ tiêu nitrat: hiêu quả xử lý chất ô nhiễm đạt cao nhất của lô A trong đợt thí nghiệm là 75,1% và 60,1% là hiệu quả xử lý của lô B, lô C chỉ đạt 21% thấp hơn nhiều so với lô A và lô B ở ngày cuối thí nghiệm. 7. Biến thiên trat - Về chỉ tiêu phosphat: Hiệu quả xử lý cao nhất của lô A là 67,5% (ngày thứ 4) và 82,8% (ngày thứ 8); của lô B là 70% (ngày thứ 4); của lô C là 70,6% (ngày thứ 5); của lô D là 71,2% (ngày thứ 4). 8. Biến thiên Tạp chí Đại học Công nghiệp 43 Sự hấp thụ dinh dưỡng của rong câu ở thí nghiệm này cho thấy tốc độ tăng trưởng tương đối ngày của lô A là cao nhất (13,13%) và xếp theo thứ tự tiếp theo là lô B (12,71%), lô C (8,95%), lô D (5,35%). Vậy tốc độ dòng chảy càng thấp, hiệu quả xử lý chất ô nhiễm và tốc độ tăng trưởng của rong càng tốt. 3.3 Khả năng thu hồi và đề xuất sử dụng sinh khối rong Câu (Thí nghiệm 4) Kết quả phân tích mẫu rong Câu Chỉ trước và sau khi thí nghiệm TT Chỉ tiêu Chất lƣợng rong ban đầu Kết quả ệm Mô hình tĩnh (TN2) Tỷ trọng so với đầu vào (%) Mô hình động (TN3) Tỷ trọng so với đầu vào (%) 1 Nitơ tổng (%) 4,31 2,02 46,87 3,07 71,23 2 Photpho tổng (mg/kg) 864,47 227,87 26,36 253,02 29,27 3 Kali tổng (%) 3,60 5,14 143,00 5,72 159,00 4 Protein (%) 26,93 12,63 46,90 17,66 65,57 5 Hàm lượng CHC (%) 52,46 51,64 98,43 51,85 98,83 Từ kết quả phân tích mẫu rong trên cho thấy khả năng thu hồi các dưỡng chất từ rong câu sau hai đợt thí nghiệm phần lớn đều chiếm tỷ trọng trên 45%. Riêng chỉ tiêu photpho tổng chiếm tỷ trọng dưới 30% ở cả hai đợt thí nghiệm so với mẫu ban đầu. Đặc biệt, chỉ tiêu kali tổng ở cả hai thí nghiệm cho tỷ trọng vượt từ 147.8% (thí nghiệm 1) lên 159% (thí nghiệm 2), chứng tỏ kali chiếm ưu thế lớn nhất trên mẫu rong thí nghiệm và tiếp đến là phải kể đến hàm lượng chất hữu cơ chiếm tỷ trọng gần 100% trong các mẫu rong ở hai thí nghiệm. Với kết quả phân tích này, nhận thấy các thành phần của rong sau khi thu hồi khá lớn so với mẫu rong câu giống ban đầu và rất phù hợp cho một số ngành công nghiệp sử dụng rong nguyên liệu cho sản xuất ra các sản phẩm có cung cấp các thành phần chính như nitơ, protein, hàm lượng chất hữu cơ và đặc biệt là thành phần kali. 4. KẾT LUẬN Thứ nhất, khi sử dụng rong Câu Chỉ trong xử lý đầu cuối của nước thải chế biến thủy sản nhiễm mặn, độ mặn thích hợp nhất cho rong phát triển là 10‰. Ở độ mặn thấp hơn 10‰, rong không phát triển. Độ mặn trên 10‰, khả năng xử lý các thành phần ô nhiễm trong nước thải kém ổn định. Thứ hai, khi được nuôi trong mô hình tĩnh (thùng xốp) rong phát triển và cho hiệu quả xử lý các chất ô nhiễm tốt nhất khi được sục khí vào ban đêm. Với mô hình động, nước thải trong lô có tốc độ nước chậm nhất (47 ml/phút) được xử lý tốt nhất, tốc độ tăng trưởng tương đối ngày của rong đạt cao nhất (10,22 Thứ ba, hàm lượng các chất khô trong rong tăng 71,23% (N), tăng 159% (K), tăng 65,57% (protein), tăng 98,83% (hàm lượng Nghiên cứu sử dụng rong câu chỉ (gracilatia tenuistipitata) xử lý đầu cuối 44 chất hữu cơ) so với đối chứng đầu vào, điều này cho thấy sử dụng rong Câu để xử lý hàm lượng dinh dưỡng trong nước thải vừa có lợi về môi trường, vừa có lợi về kinh tế. Rong sau khi được nuôi trong nước thải nhiễm mặn đã qua xử lý có thành phần dinh dưỡng cao hơn rất nhiều so với cây giống ban đầu, là nguyên liệu cho một số ngành công nghiệp khác. Tuy n trong S ển mở rộng nuôi trồng rong Câu ở Việt Nam. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Như Hậu (2004), "Thành phần loài và phân bố rong Câu (Gracilaria) ven biển Việt Nam", Tuyển Tập các Báo cáo Khoa học, Hội thảo khoa học tại Hải Phòng, tr. 183-201. [2] Lê Như Hậu (2006), Luận án tiến sĩ sinh học, Viện Hải dương học. [3] Lê Như Hậu, Nguyễn Hữu Đại (2006), “Contribution to stydy of Gracilaria and relative Genera (Gracilariales, Rhodophyta) from Vietnam”, Coastal Marine Science. 30 (1), pp. 214-221. [4] Lê Như Hậu, Nguyễn Hữu Đại (2008), “Rong Câu Việt Nam - Nguồn lợi và sử dụng”, NXB Khoa học tự nhiên và công nghệ. [5] (2004), “ - , Nha Trang, Tr.17. [6] Ngô Quố "Nghiên cứu sử dụng rong biển để xử lý nhiễm bẩn dinh dưỡng trong nước thải ao nuôi tôm",Tạp Chí Hóa Học, T.38, số 3: 19-21. [7] Tuyển tập các công trình nghiên cứu khoa học công nghệ (1985-2007), Viện nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Nha Trang, năm 2007. [8] Penniman C.A., Mathieson A.C., Penniman C.E. (1986), “Reproductive phenology and growth of Gracilaria tikvahiae McLachlan (Gigartinales, Rhodophyta) in the Great Bay Estuary”, New Hampshire, Bot. Mar., 29: 147-154. [9] Chopin, T & Wagey, B. T. (1999), “Factorial stuydy of the effects of phosphorus and nitrogen enrichments on nutrient and carrageenan content in Chondrus crispus (Rhodophyceae) and on residual nutrient concentration in seawater”, Botanica, Marina, 42:23-31. [10] Lobban C.S & Harrison P.J. (1994), “Seawead Ecology and physiology”, Cambridge University Press: New York. 366 pp. [11] Kartik Baruah, et al (2006), “Seaweeds : an ideal conponent for wastewater treatment for use in aquaculture”. Tạp chí Đại học Công nghiệp 45 [12] Deboer J. A., Harry J. G., Thomas L. I. and Christophe F. D. (1978), "Nutrionnal Studies of two red Algae.1. Growth rate as a function of nitrogen source and concentration", Collected Prints, Woods Hole ocean. Inst. 2, pp. 261-265. [13] Jones A. B., Stewart G. R. and Denninson W. C. (1996), "Macroalgal responses to nitrogen source and availability: amino acid metabolic profiling as a bioindicator using Gracilaria edulis (Rhodophyta)", J. Phycol., 32, pp. 757-766. [14] Lapointe B. E. and Ryther J. H. (1978), "Some aspects of the growth and yield of Gracilaria tikvahiae in culture", Collected prints, pp. 185-193. [15] Neori A., Krom M. D., Ellner S.P., Boyd C. E., Popper D., Rabinovitch R., Davison P.J., Dvir O., Zuber D., Ucko M., Angel D., Gordin H. (1996), "Seaweed biofilters as regulators of water quality in integrated fish-seaweed culture units), Aquaculture, 141, pp. 183-199. [16] Neori A., Chopin T, Troel M., (2004), “Integrated aquaculture; rationale, evolution and state of the art emphasizing seaweed biofiltration in modern mariculture”, Aquaculture 231: 361-391.