CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG CỦA TỰ NHIÊN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG CỦA TỰ NHIÊN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CÁNH ĐỒNG TƯỚI – CÁNH ĐỒNG LỌC TRONG XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC BÃI CHÔN LẤP**

1. Giới thiệu chung

Xử lý môi trường bằng cơ chế tự nhiên (Natural-Based Solutions – NbS) đang trở thành xu thế toàn cầu trong bối cảnh các hệ thống xử lý cơ học – hóa lý – sinh học truyền thống gặp nhiều hạn chế về chi phí, hiệu quả, công suất và khả năng vận hành lâu dài.

Đối với nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp và đặc biệt là nước rỉ rác từ bãi chôn lấp, hệ thống xử lý thông thường đòi hỏi chi phí đầu tư lớn, chi phí vận hành cao, dễ quá tải, đồng thời phụ thuộc nhiều vào công nghệ và kỹ thuật. Trong khi đó, xử lý tự nhiên dựa vào thực vật lại là giải pháp bền vững, tiết kiệm và phù hợp với đặc điểm môi trường Việt Nam.

Trong nhóm giải pháp tự nhiên, công nghệ cánh đồng tưới (trồng cây có thu hoạch) và cánh đồng lọc (trồng cây không thu hoạch) nổi lên như phương pháp xử lý sinh học hiệu quả cao, đã được Hội Nước và Môi trường Việt Nam khuyến nghị áp dụng rộng rãi cho các bãi chôn lấp và khu vực ô nhiễm nguồn nước – đất.

2. Khái niệm và nguyên lý xử lý môi trường bằng thực vật

2.1. Xử lý môi trường bằng thực vật là gì?

Xử lý môi trường bằng thực vật (phytoremediation) là phương pháp sử dụng cây xanh và hệ vi sinh vật cộng sinh trong rễ để:

• Hấp thu kim loại nặng
• Chuyển hóa chất hữu cơ độc hại
• Cố định chất gây ô nhiễm
• Bay hơi hóa chất độc
• Loại bỏ nitơ, amoni, phospho
• Làm sạch nước – đất – không khí

Đây là công nghệ sinh học tự nhiên, chi phí thấp, thân thiện môi trường và duy trì được hệ sinh thái bền vững.

2.2. Cơ chế hoạt động của thực vật trong xử lý ô nhiễm

Thực vật có thể xử lý môi trường nhờ:

• Bộ rễ: tạo môi trường cho vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ (BOD, COD)
• Thân – lá: hấp thụ CO₂, giảm khí thải, cố định bụi
• Phản ứng đồng hóa: chuyển hóa chất ô nhiễm thành chất khoáng an toàn
• Bốc hơi: một số hợp chất bay hơi qua lá
• Tích lũy sinh học: hấp thu kim loại nặng và giữ trong thân/rễ

Công nghệ cánh đồng tưới – cánh đồng lọc được xây dựng dựa trên cơ chế này.

3. Công nghệ cánh đồng tưới và cánh đồng lọc

3.1. Khái niệm

• Cánh đồng tưới: sử dụng thực vật có giá trị kinh tế (cỏ Voi, cỏ Vetiver, cây Dầu mè…) để hấp thu chất ô nhiễm. Cây có thể thu hoạch làm thức ăn gia súc hoặc phục vụ sản xuất sinh khối.
• Cánh đồng lọc: sử dụng thực vật nhưng không thu hoạch, chỉ dùng để xử lý nước. Áp dụng cho vùng ô nhiễm nặng, đặc biệt là nước rỉ rác – nơi cây tích tụ độc chất không thể sử dụng làm thực phẩm.

3.2. Nguyên lý

• Nước thải → tưới lên cánh đồng
• Thấm qua tầng đất – rễ cây → được vi sinh xử lý
• Chất dinh dưỡng → bị hấp thu tạo sinh khối
• Chất độc → bị cố định hoặc phân hủy

Cả hai mô hình này hoạt động tương tự một nhà máy xử lý nước thải sinh học tự nhiên.

4. Vai trò của các loài thực vật trong xử lý tự nhiên

4.1. Cỏ Vetiver (Vetiveria zizanioides)

Được đánh giá là loài có khả năng xử lý môi trường mạnh nhất:

• Rễ dài 3–5 m → hút mạnh kim loại nặng, nitơ, amoni
• Không bị sâu bệnh, không lây lan
• Chịu hạn – chịu nước rỉ rác đậm đặc
• Chống xói mòn, giữ đất rất tốt

4.2. Cỏ Voi, cỏ Signal

• Sinh trưởng nhanh
• Hấp thu dinh dưỡng cao
• Dùng tốt cho cánh đồng tưới (thu hoạch làm thức ăn)

4.3. Cây Dầu mè

• Khả năng hút nước mạnh, khỏe
• Chịu ô nhiễm, chịu khô hạn
• Tạo sinh khối tốt

5. Lợi ích môi trường của công nghệ cánh đồng tưới – cánh đồng lọc

5.1. Xử lý nước rỉ rác bằng thực vật

Nước rỉ rác chứa:

• Nitơ, amoni
• COD, BOD cao
• Vi khuẩn gây bệnh
• Kim loại nặng: Cu, Zn, Mn, Pb
• Chất độc hữu cơ

Công nghệ cánh đồng lọc:

• Loại bỏ nitơ → cây hấp thu
• Chuyển hóa chất hữu cơ → vi sinh phân hủy
• Giảm COD, BOD
• Loại bỏ mùi hôi và khí CO₂ qua tán lá
• Cố định kim loại nặng trong đất – rễ

5.2. Xử lý khí thải – mùi hôi

Thực vật:

• Hấp thu H₂S
• Giảm NH₃
• Cố định mùi hữu cơ
• Tăng hấp thu CO₂

Nhờ đó cải thiện toàn bộ không khí khu vực bãi chôn lấp.

5.3. Ổn định đất – giảm ô nhiễm thứ cấp

Cánh đồng lọc tạo lớp đệm:

• Ngăn nước rỉ lan ra xung quanh
• Chống xói mòn đất
• Tăng khả năng thấm – giảm ngập

6. Ý kiến chuyên gia: giải pháp lai ghép hiệu quả cao

TS. Trần Minh Chí – Viện Kỹ thuật Nhiệt đới và Bảo vệ môi trường đã khẳng định:

“Kết hợp xử lý hóa lý – sinh học sơ bộ, sau đó pha loãng và tưới vào cánh đồng lọc sẽ cho hiệu quả xử lý nước rỉ rác cao hơn gấp nhiều lần. Đây là giải pháp triệt để, bền vững và giảm áp lực cho bãi rác.”

Điểm mạnh của mô hình lai ghép:

• Xử lý sơ bộ giảm tải
• Thực vật xử lý phần còn lại
• Chi phí thấp hơn 70–90% so với công nghệ RO
• Không tạo bùn thải độc
• Hiệu quả lâu dài

7. Thực trạng nước rỉ rác tại Việt Nam và tính cấp thiết của giải pháp tự nhiên

Tại các bãi rác lớn:

• Đông Thạnh
• Gò Cát
• Phước Hiệp
• Đa Phước

Vấn đề gặp phải:

• COD – Nitơ tổng luôn vượt chuẩn
• Thành phần nước rỉ rác biến động liên tục
• Chi phí xử lý cao → không ổn định
• Hệ thống xử lý xuống cấp
• Không phân loại rác trước khi chôn → nước rất độc

Trong khi đó, cánh đồng tưới – cánh đồng lọc:

• Không bị ảnh hưởng bởi biến động thành phần
• Không phụ thuộc hoàn toàn vào máy móc
• Tự duy trì hệ vi sinh – không cần bổ sung nhiều
• Có thể mở rộng diện tích linh hoạt

8. Đánh giá tác động môi trường khi áp dụng công nghệ thực vật

8.1. Tác động tích cực

• Giảm ô nhiễm nước mặt – nước ngầm
• Giảm mùi hôi – khí độc
• Tăng diện tích xanh
• Tạo cảnh quan sinh thái
• Phục hồi đất đã suy thoái
• Giảm phát thải CO₂
• Tăng đa dạng sinh học

8.2. Tác động tiêu cực cần kiểm soát

• Tích lũy kim loại nặng trong cây
• Nguy cơ lây lan loài ngoại lai
• Cần quản lý pha loãng nước rỉ rác
• Duy trì dòng tưới đều và đúng tải

9. Đề xuất mô hình kỹ thuật áp dụng tại các địa phương

9.1. Sơ đồ hệ thống đề xuất

1. Thu gom nước rỉ rác →
2. Bể lắng – bể tách dầu →
3. Xử lý hóa lý sơ bộ: PAC, polymer, DAF →
4. Bể sinh học hiếu khí – thiếu khí →
5. Pha loãng →
6. Tưới lên cánh đồng lọc →
7. Thấm qua đất – rễ →
8. Thu gom nước sau xử lý →
9. Xả đạt QCVN

9.2. Diện tích đề xuất

• Cánh đồng lọc: 0,5–2 ha/1.000 m³/ngày
• Độ sâu lớp đất: 0,3–0,6 m
• Tần suất tưới: 1–3 lần/ngày

Công nghệ xử lý môi trường bằng thực vật – đặc biệt là cánh đồng tưới và cánh đồng lọc – là giải pháp tự nhiên bền vững, hiệu quả cao cho các khu vực ô nhiễm nặng, nhất là bãi chôn lấp rác tại Việt Nam.

Với cơ chế lọc – hấp thu – chuyển hóa sinh học từ bộ rễ, thân, lá, kết hợp với vi sinh vật tự nhiên trong đất, công nghệ này:

• Giảm chi phí
• Giảm phụ thuộc thiết bị
• Mang tính lâu dài và ổn định
• An toàn với cộng đồng
• Tạo cảnh quan sinh thái

Trong bối cảnh nước rỉ rác, khí thải và ô nhiễm đất ngày càng tăng, giải pháp tự nhiên không chỉ là lựa chọn kỹ thuật mà còn là chiến lược phát triển bền vững.

Một giải pháp khác được Hội Nước và Môi trường đưa ra là tận dụng diện tích đất tại bãi chôn lấp để trồng cây có giá trị kinh tế cao như cỏ vetiver, cỏ voi, cỏ singnal hoặc cây dầu mè, có tên “cánh đồng tưới” và “cánh đồng lọc”.
Công nghệ cánh đồng tưới (trồng cây có thu hoạch sản phẩm) và cánh đồng lọc (trồng cây không thu hoạch sản phẩm) sử dụng thực vật để xử lý nước thải dựa trên nguyên lý mỗi loại thực vật có hệ vi sinh vật riêng, có thể xử lý các chất hữu cơ trong tự nhiên để hình thành chất khoáng đạt yêu cầu hấp thụ của cây trồng. Qua bộ rễ, phản ứng đồng hóa của thực vật có thể xử lý các chất ô nhiễm có trong nước. Ngoài ra, qua bộ lá, thực vật còn có thể xử lý được khí thải, mùi hôi và khí CO2 có trong nước thải.
Theo TS. Trần Minh Chí, Viện trưởng Viện Kỹ thuật nhiệt đới và Bảo vệ môi trường, nếu kết hợp được cả hai mô hình là xử lý bằng phương pháp hóa lý và xử lý sơ bộ các chất ô nhiễm đạt mức độ nhất định; sau đó chuyển toàn bộ lượng nước thải này sang pha loãng để tưới cho các loại cây trên, thì hiệu quả xử lý nước rỉ rác triệt để hơn rất nhiều. Và chắc chắn, nước rỉ rác không còn là mối quan ngại đối với bất kỳ nhà đầu tư cũng như cộng đồng dân cư sống gần khu vực bãi chôn lấp rác.Xử lý nước rỉ rác từ các bãi chôn lấp rác hiện đang là vấn đề “nóng” tại các đô thị lớn ở Việt Nam. Ðây là nguồn nước thải độc hại do có chứa nhiều chất độc hại hủy diệt đối với sinh vật và con người như ni-tơ, a-mô-ni-ắc, vi khuẩn gây bệnh đường ruột, BOD… Hiện đã có nhiều công trình nghiên cứu và ứng dụng xử lý nước rỉ rác, nhưng phần lớn các công trình này hiệu quả đều không cao, không đáp ứng được yêu cầu xử lý đạt tiêu chuẩn thải với các chỉ tiêu COD và ni-tơ tổng. Trên thực tế, việc xử lý nước rỉ rác tại các bãi chôn lấp Ðông Thạnh, Gò Cát, Phước Hiệp và Ða Phước (TP. Hồ Chí Minh) gặp không ít khó khăn. Nguyên nhân khó xử lý triệt để là bởi thành phần nước rỉ rác luôn thay đổi do rác đem chôn lấp không được phân loại.

Tìm giải pháp xử lý với chi phí thấp, hiệu quả cao và thân thiện với môi trường là bài toán cho nhiều nhà khoa học.
Nhóm nhà khoa học Đại học Quốc gia TP.HCM đã thử nghiệm khả năng xử lý nước rỉ rác với cây sậy, cỏ nến, cây ráng, cỏ vetiver với mô hình tạo khu vực đất ngập nước rỉ rác và trồng cây trong nước đó.
Kết quả thử nghiệm cho thấy, sậy là loài có khả năng xử lý tốt với hiệu suất cao trên 90% đối với tất cả các chỉ tiêu nghiên cứu là BOD5, COD, Coliform… Cỏ nến có hiệu suất loại bỏ các chất ô nhiễm thấp hơn sậy nhưng cũng thích hợp với xử lý nước rỉ rác. Trồng cây ráng trong nước rỉ rác, cây phát triển liên tục, lá xanh, khả năng xử lý chất ô nhiễm khá tốt, một số chỉ số đạt 90%. Ráng là loại thực vật ngập nước, có thân cứng nên vẫn có thể sống và phát triển tốt trong môi trường nước rỉ rác ô nhiễm ngập vào chục cm. Cỏ vertiver đạt hiệu suất xử lý 77%, tuy nhiên cây phát triển không tốt, lá vàng nên không phù hợp lắm.

Như vậy, giải pháp sử dụng các thực vật bản địa để xử nước rỉ rác và nước thải nói chung là hoàn toàn khả thi.

CÔNG TY CP TV ĐẦU TƯ VÀ THIẾT KẾ XÂY DỰNG MINH PHƯƠNG

ĐT: (08) 35146426 - (028) 22142126  – Fax: (028) 39118579 - Hotline: 0903 649 782

Địa chỉ trụ sở chính: 28B Mai Thị Lựu - Khu phố 7, Phường Tân Định. TP.HCM 

Địa chỉ văn phòng đại diện: Chung cư B1- Số 2 Đường Trường Sa, Phường Gia Định. TP.HCM

Website: www.khoanngam.net;  www.lapduan.com; www.minhphuongcorp.net;

Email: nguyenthanhmp156@gmail.com ; thanhnv93@yahoo.com.vn