Lĩnh vực chăn nuôi được coi là thế mạnh của ngành nông nghiệp Việt Nam. Nhiều trang trại với quy mô lớn đã mang lại công ăn việc làm và thu lợi nhuận cao cho người sản xuất. Mặc dù được đầu tư hệ thống xử lý chất thải, trong đó có hầm biogas (vừa xử lý chất thải, vừa thu hồi nhiên liệu khí sinh phục vụ sản xuất và sinh hoạt) chiếm 31,79% trong các trang trại chăn nuôi trên cả nước nhưng chất lượng nước sau xử lý vẫn chưa đạt yêu cầu xả thải. Hàm lượng COD, T-N, T-P (Total Phosphorus – Tổng photpho) và lượng coliform trong nước thải vẫn vượt quá quy chuẩn QCVN 62-MT:2016/BTNMT.

Công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi bằng thực vật thủy sinh là biện pháp đơn giản và dễ thực hiện, được xem như giải pháp hữu hiệu và an toàn trong xử lý ô nhiễm môi trường nước, tạo ra hệ sinh vật hấp thụ các chất dinh dưỡng còn lại trong nước thải đã xử lý trước đó bằng các biện pháp hóa lý. Nhiều nghiên cứu được thực hiện đã cho rằng công nghệ sinh thái sử dụng thực vật thủy sinh có nhiều ưu điểm như thân thiện với môi trường, chi phí thấp, dễ dàng vận hành và hiệu suất xử lý cao đối với nước thải chăn nuôi. Trong nghiên cứu này   , xuất phát từ chất lượng môi trường nước thải chăn nuôi lợn sau biogas tại huyện Chương Mỹ, Hà Nội, khả năng chống chịu của Thủy trúc (Cyperus alternifolius) và Cỏ nến (Typha orientalis) được đánh giá thông qua khả năng sinh trưởng của cây, đồng thời tiến hành so sánh hiệu quả xử lý các chất ô nhiễm để tìm ra loài thực vật tối ưu trong xử lý nước thải.

Đối tượng nghiên cứu là loài Thủy trúc (Cyperus alternifolius) được thu tại các thủy vực thuộc xóm Trại, xã Tốt Động, huyện Chương Mỹ, Hà Nội và Cỏ nến (Typha orientalis) được thu tại xã Gia Hưng, huyện Gia Viễn, tỉnh Ninh Bình. Nguyên liệu sử dụng cho nghiên cứu là nước thải chăn nuôi sau biogas được lấy tại trang trại chăn nuôi lợn với quy mô 4000 con tại xóm Trại, xã Tốt Động, huyện Chương Mỹ, Hà Nội.

Thủy trúc                                                      Cỏ nến

Thủy trúc là thực vật bán cạn, phát triển rất tốt trong môi trường nước ngập úng qua rễ, thích nghi được trong nhiều điều kiện đất, nước và khí hậu khác nhau. Cây ưa sống ở ven bờ nước, nơi đất ẩm. Rễ cây Thủy trúc có dạng chùm và có khả năng sinh rễ mới trong môi trường ngập nước nên có khả năng hấp thụ tốt các chất lơ lửng trong nước thải cần xử lý.

Cỏ nến là cây sống lâu năm, có tốc độ sinh trưởng nhanh, thích nghi trong điều kiện môi trường thay đổi, sinh trưởng và ra hoa quanh năm. Cỏ nến phát triển thích hợp nhất trong điều kiện đủ ánh sáng, tuy nhiên trong bóng râm cây vẫn tồn tại. Cỏ nến có thể sống dễ dàng ở nhiều điều kiện môi trường, khí hậu, thổ nhưỡng khác nhau, thậm chí các vùng đầm lầy ven sông hay môi trường có nhiều đất mùn lại là nơi thích hợp cho cây phát triển tốt.

Khả năng chống chịu của Thủy trúc và Cỏ nến được đánh giá qua khả năng sinh trưởng của cây với các nồng độ COD = 250; 500; 750 và 1000 mg/L, NH4 + = 50; 100; 150; 200 và 250 mg/L và độ pH = 5; 6; 7; 8 và 9. Ngưỡng chống chịu của thực vật được xác định dựa trên kết quả khảo sát nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi lợn sau biogas.

Thí nghiệm đánh giá hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau biogas được bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ, mỗi công thức lặp lại 3 lần. Mẫu đối chứng không trồng cây. Thể tích nước rỗng của bình là 10 lít. Trong đó, Thủy trúc và Cỏ nến được trồng riêng rẽ trên hệ vật liệu đá, sỏi, cát trong vòng 30 ngày.

Kết quả nghiên cứu cho thấy, về khả năng chống chịu, Thủy trúc và Cỏ nến đều có khả năng thích nghi tốt trong dải pH rộng. Thủy trúc (Cyperus alternifolius) chống chịu pH trong khoảng từ 5 - 9, nồng độ COD đến 1000 mg/L và nồng độ NH4 + đến 250 mg/L; hiệu suất xử lý TSS, COD, NH4 + và T-N tương ứng là 85,9%, 76,8%, 76,8%, 66,8%. Cỏ nến (Typha orientalis) có khả năng chống chịu ở điều kiện pH từ 5 - 9, nồng độ COD đến 1000 mg/L và nồng độ NH4 + nhỏ hơn hoặc bằng 250 mg/L; hiệu suất xử lý TSS, COD, NH4 + , T-N tương ứng là 85,4%, 66,5%, 61,5% và 52,0%. Cả hai loài thực vật đều phù hợp cho việc xử lý ô nhiễm môi trường nước thải chăn nuôi sau biogas, hiệu suất xử lý TSS với Thủy trúc và Cỏ nến lần lượt là 85,9% và 85,4%. Nước thải sau xử lý đều đạt quy chuẩn cho phép (QCVN62-MT:2016/BTNMT, cột B); tuy nhiên, Thủy trúc có ưu thế hơn nhờ khả năng chống chịu tối ưu, hiệu quả xử lý và thời gian xử lý các chất ô nhiễm của loài thực vật này.