Cải thiện chất lượng môi trường nước sông Nhuệ bằng giải pháp sinh học

Hệ sinh thái sông và lưu vực sông đóng vai trò quan trọng, là phần không thể tách rời của môi trường sông, bởi 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 tự làm sạch của nước. 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 người dân, nhằm đảm bảo sức khoẻ cộng đồng cũng như mỹ quan đô thị. Vì vậy, việc ứng dụng công nghệ sinh học để cải thiện chất lượng nước sông Nhuệ là một trong những giải pháp khả thi cần được triển khai thực hiện.

* Chất lượng nước sông đang suy thoái

Theo nhận xét của Phó Giáo sư Tiến sĩ Lê Xuân Tuấn - Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội: Nằm trong khu vực có mật độ dân số cao nhất cả nước, hơn một nghìn người/km2 và cũng là vùng có tốc độ phát triển kinh tế-xã hội nhanh cùng với tình trạng đô thị hóa mạnh mẽ, sông Nhuệ có vai trò rất quan trọng đối với các hoạt động kinh tế trong vùng. Sông Nhuệ lấy nước từ sông Hồng, đón nhận nước thải từ Hà Nội và các vùng ven sông mỗi ngày, cung cấp nước tưới cho các vùng đất nông nghiệp và những đầm thuỷ sản ven sông. Khi sử dụng nguồn nước này làm nước tưới, bên cạnh mặt tích cực là tận dụng được những chất dinh dưỡng có trong nước thải và đỡ phần chi phí xử lý nước thải, thì tác hại là một vấn đề cần phải quan tâm vì trong nguồn nước sông có pha trộn nước thải này có thể chứa các chất hữu cơ độc hại, các vi sinh vật gây bệnh cũng như các nguyên tố kim loại nặng có hại cho cơ thể con người.

Sông Nhuệ dài 72km chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội và hai huyện của tỉnh Hà Nam. Diện tích của lưu vực sông khoảng 107.530 ha, trong đó Hà Nội chiếm 87.820 ha và tỉnh Hà Nam chiếm 19.710 ha. Nước sông Nhuệ được dùng để tưới và nuôi trồng thuỷ sản, đồng thời cũng là nơi tiêu thoát nước thải của toàn bộ vùng lưu vực mỗi ngày. Dân số Hà Nội tăng nhanh trong nửa thế kỷ gần đây cùng với phát triển kinh tế-xã hội khiến lượng rác thải, nước thải tăng lên nhanh chóng, trong khi cơ sở hạ tầng chưa đáp ứng được. Vì vậy, lượng rác thải, nước thải không được xử lý, xả thải vào các dòng kênh, con rạch,… rồi đổ vào sông Nhuệ qua đập Thanh Liệt làm chất lượng nước sông Nhuệ bị suy thoái nghiêm trọng.

Bên cạnh đó, sự bùng nổ dân số và phát triển công nghiệp, nông nghiệp, chăn nuôi thuỷ sản... làm nhu cầu sử dụng nước sạch trong vùng lưu vực sông Nhuệ tăng lên, dẫn đến việc thiếu nước sạch và thừa nước ô nhiễm. 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 bằng phương pháp phù hợp và hiệu quả đang là một nhu cầu cấp thiết.

* Vai trò làm sạch nước của thực vật thủy sinh

Qua kết quả nghiên cứu của Tiến sĩ Vũ Thị Phương Thảo - Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu, việc tiến hành nghiên cứu, đánh giá vai trò cụ thể của một số loài thực vật thuỷ sinh có ưu thế vượt trội trong việc hấp thụ các chất ô nhiễm có trong sông làm sạch nước 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 2 gia tăng ô nhiễm để bảo vệ hiệu quả nguồn nước, bảo vệ môi trường và cảnh quan thiên nhiên lưu vực sông Nhuệ. Qua đó, đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường nước và trầm tích sông Nhuệ, xác định được vai trò của một số loài thực vật thuỷ sinh có hiệu quả cao trong quá trình làm sạch nước sông; đồng thời, đề xuất các giải pháp sinh học hữu ích bảo vệ môi trường nước, phát triển đa dạng sinh học hệ sinh thái sông Nhuệ.

Sự hấp thụ các chất ô nhiễm vô cơ, chủ yếu là các chất dinh dưỡng, các kim loại nặng và các hạt nhân phóng xạ trong thực vật thủy sinh 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. Thực vật thủy sinh hấp thụ các chất ô nhiễm độc hại chủ yếu thông qua rễ và lá. Quá trình hấp thụ các chất ô nhiễm hữu cơ của thực vật thủy sinh 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 thực vật thủy sinh 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... Để đạt hiệu quả cao trong xử lý ô nhiễm, các loài thực vật thủy sinh được lựa chọn phải có khả năng chống chịu với nồng độ chất ô nhiễm cao; khả năng hấp thụ nhanh các chất ô nhiễm từ môi trường nước; tích lũy các chất ô nhiễm trong cơ thể cao; vận chuyển các chất ô nhiễm từ rễ lên thân và lá; chịu đựng được điều kiện môi trường nghèo dinh dưỡng hoặc phú dưỡng; sinh trưởng nhanh và cho sinh khối lớn.

Ngoài ra, thực vật thủy sinh được sử dụng không trở thành loài xâm lấn hay cỏ dại gây hại cho môi trường và các sinh vật khác, dễ kiểm soát về giống, về khả năng lây lan, phát triển trong hệ sinh thái. Các nghiên cứu về xử lý ô nhiễm nước bằng thực vật thủy sinh đã được biết từ thế kỷ 19 nhưng mãi đến những năm 70 của thế kỷ 20, phương pháp này mới được nhắc đến như một công nghệ mới dùng để xử lý môi trường bị ô nhiễm bởi các kim loại, các hợp chất hữu cơ, thuốc súng và các chất phóng xạ.

Các nghiên cứu của các nhà khoa học môi trường 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, vừa có khả năng loại bỏ một hàm lượng đáng kể các kim loại nặng trong nước. Điều này cho thấy sự phù hợp của việc sử dụng các loài thực vật thủy sinh này trong việc cải thiện chất lượng nước sông Nhuệ.

Qua nghiên cứu được thực hiện trên sông Nhuệ đoạn từ Cầu Tó tới Cống Thần (có chiều dài 32 km, chảy qua 5 quận, huyện của Hà Nội gồm quận Hà Đông, các huyện Thanh Oai, Ứng Hoà, Thường Tín, Phú Xuyên), hệ sinh thái lưu vực sông Nhuệ có sự đa dạng thực vật bậc cao có mạch sống trong vùng ngập nước, bán ngập nước và ven sông với 33 loài sống trong hệ sinh thái. Việc nghiên cứu cũng xác định được 18 loài trong số các loài thực vật thủy sinh nêu trên là những loài có vai trò trong việc làm sạch nước. Đặc biệt là loài thuỷ trúc, rau muống, ngổ trâu có khả năng hấp thụ các chất ô nhiễm có hàm lượng cao như TN, TP, Fe, Zn trong nước sông Nhuệ.

Trên cơ sở đó, Tiến sĩ Vũ Thị Phương Thảo đề xuất sử dụng 3 loại thực vật thủy sinh gồm thuỷ trúc, rau muống, ngổ trâu theo mô hình đất ngập nước với dòng chảy bề mặt 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, nên sử dụng rau muống, thuỷ trúc; còn với thuỷ vực bị ô nhiễm bởi các kim loại nặng thì sử dụng cây ngổ trâu, thuỷ trúc.

Theo đó, thành phố Hà Nội cần tiếp tục nghiên cứu thêm các đối tượng thực vật thủy sinh và triển khai rộng rãi ở các thủy vực thường xuyên bị ô nhiễm trong nội đô, các khu công nghiệp, các làng nghề. Mặt khác, cũng có thể áp dụng phổ biến mô hình sử dụng thực vật thủy sinh cải thiện chất lượng nước sông cho các thành phố lớn khác./.