Nghiên cứu này đánh giá sự phát triển và vai trò cỏ voi (Pennisetum purpureum) trồng trong đất ngập nước nhân tạo dòng chảy ngầm xử lý nước thải sinh hoạt. Nghiên cứu được thực hiện với mô hình phòng thí nghiệm trồng cỏ voi trên nền lọc xỉ than tổ ong. Mô hình đối chứng không trồng thực vật cũng được tiến hành song song. Nước thải sinh hoạt được cấp vào hệ thống với tải nạp là 35 L/m2 /ngày. Kết quả nghiên cứu cho thấy các chỉ tiêu lý hóa trong nước thải như TSS, BOD5, N-NH4 + , N-NO3 - , P-PO4 3- sau xử lý đạt QCVN 14:2008/BTNMT (cột A). Cỏ voi phát triển tốt và góp phần nâng cao hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm trong nước thải, đặc biệt là N-NO3 - và P-PO4 3- . Tuy nhiên, tổng coliform trong nước thải sau xử lý cao hơn quy chuẩn mặc dù hiệu suất xử lý của 2 mô hình đạt 95,1% và 98,5%. Nghiên cứu chỉ ra rằng cỏ voi phát triển tốt và có thể chọn để trồng trong đất ngập nước nhân tạo dòng chảy ngầm để loại bỏ chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt.

Đất ngập nước (ĐNN) nhân tạo là một loại hình công nghệ xanh, được nghiên cứu rộng rãi để xử lý nhiều loại nguồn nước thải khác nhau (Alexandros and Akratos, 2016; Vymazal et al., 2021). Ở các vùng nhiệt đới, ĐNN được xem là một trong những công nghệ có chi phí thấp, có thể áp dụng để xử lý các chất ô nhiễm. Trong hệ thống ĐNN nhân tạo có nhiều yếu tố khác nhau góp phần chuyển hóa và loại bỏ các chất ô nhiễm. Theo Vymazal (2011), thực vật là yếu tố chính góp phần loại bỏ chất dinh dưỡng trong nước thải và là giá thể cho các vi sinh vật, lớp lọc, cung cấp oxy cho hệ vi sinh vật trong hệ thống ĐNN. Có rất nhiều loài thực vật đã được nghiên cứu trong hệ thống ĐNN nhân tạo. Nguyên tắc lựa chọn loài thực trong ĐNN nhân tạo chính là dựa vào khả năng chống chịu cao với tải nạp chất hữu cơ và dinh dưỡng, đặc điểm cơ quan bộ rễ và sự phát triển sinh khối nhanh trong điều kiện thời tiết nóng hay lạnh (Vymazal, 2011; Vymazal et al., 2021). Một số loài thực vật phổ biến trong ĐNN nhân tạo như sậy (Phragmites sp.) và lúa miêu (Zizania caduciflora) (Brix, 2003; Lu et al., 2009; Tuấn et al., 2009). Các loài thực vật thuộc họ hòa thảo (Poacaea) phát triển mạnh ở môi trường hoang dại. Một số loài thực vật khác như cây mỏ két (Heliconia psittacorum) (Cano et al., 2020); cây ngải hoa (Canna sp.) và cây bồn bồn (Typha sp.) (Việt et al., 2017) cũng được nghiên cứu để xử lý nước thải trong hệ thống ĐNN nhân tạo. Cỏ voi có tên khoa học là Pennisetum purpureum, được trồng làm thức ăn cho gia súc ở Việt Nam. Cỏ voi cũng là loài thực vật thuộc họ hòa thảo. Cỏ voi sinh trưởng nhanh, cho sinh khối cao, chống chịu tốt các điều kiện môi trường, và có khả năng hấp thu kim loại nặng (Qin et al., 2022). Các nghiên cứu trước đây đã sử dụng cỏ voi để xử lý nước thải chăn nuôi heo (Pantip, 2016), nước thải nhà máy dầu (Osman et al., 2020) và nước thải sinh hoạt (Xu et al., 2015) trong hệ thống ĐNN. Cỏ voi có thể hấp thu rất tốt đối với cả nitrogenvà phosphate trong nước thải sinh hoạt (Xu et al., 2015). Với điều kiện nhiệt đới tại Việt Nam, cỏ voi phát triển rất tốt ở nhiều vùng trong cả nước. Tuy nhiên, các nghiên cứu về cỏ voi trong hệ thống ĐNN dòng chảy ngầm để xử lý ô nhiễm còn rất hạn chế. Do đó, mục tiêu của nghiên cứu này là nhằm đánh giá khả năng áp dụng của cỏ voi trong hệ thống ĐNN nhân tạo và vai trò của chúng đối với quá trình loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt.

Nghiên cứu này đã khẳng định rằng cỏ voi sinh trưởng tốt trên nền vật liệu lọc trong mô hình ĐNN nhân tạo dòng chảy ngầm theo phương ngang. Cỏ voi góp phần nâng cao hiệu suất loại bỏ chất dinh dưỡng trong nước thải. Các chỉ tiêu lý hóa trong nước thải sinh hoạt sau xử lý đáp ứng được chất lượng theo QCVN 14:2008/BTNMT (cột A). Nhìn chung, nghiên cứu này đưa ra thêm sự lựa chọn đối với thực vật có thể áp dụng trong hệ thống lọc ngầm hay đất ngập nước nhân tạo để xử lý nước thải góp phần bảo vệ môi trường. Các thực vật cho sinh khối có thể là lựa chọn thay thế cho cói, sậy trong đất ngập nước truyền thống. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu vẫn chưa thể cung cấp thông tin một cách đầy đủ về tốc độ sịnh trưởng của cỏ voi so với điều kiện trồng khác. Bên cạnh đó, hiệu suất của hệ thống đất ngập nước xử lý nước thải sinh hoạt dọc theo chiều dài hệ thống vẫn chưa được đánh giá. Mật độ trồng thích hợp của cỏ voi, sự tích lũy dưỡng chất và chất ô nhiễm trong cỏ voi cũng cần được chú ý. Do đó, cần có những nghiên cứu tiếp theo đối với các hướng trên trong thời gian tới về cỏ voi trong hệ thống ĐNN nhân tạo để bổ sung các cơ sở khoa học để cho thấy rằng đây là một trong loài thực vật có tiềm năng áp dụng để xử lý nước thải.