Tảo phát triển trong Vịnh Mexico sử dụng phần lớn oxy trong nước, dẫn đến “những vùng chết” khổng lồ mà không thể nuôi cá hoặc động vật hoang dã khác. Thủ phạm? Nitrate, chạy trên các cánh đồng nông nghiệp thông qua các hệ thống thoát nước gạch. Nhưng nitrate chỉ là một phần của vấn đề. Tảo trong hồ nước ngọt và ao phát triển khi tiếp xúc với một chất ô nhiễm khác nhau, phốt pho, và với chỉ một lượng nhỏ nhất là đủ để kích hoạt điều này.
Hình ảnh này cho thấy thiết lập thử nghiệm của bioreactor trong phòng thí nghiệm và P-filter.
Nguồn ảnh: Laura Christianson
Illinois và 11 tiểu bang khác đã chuyển phần lớn nước tới Sông Mississippi đặt mục tiêu nhằm giảm ô nhiễm nitrat và phospho ở Vịnh Mexico. Để đạt được mục tiêu này, các nguồn phốt pho lớn như nhà máy xử lý nước thải cần phải đầu tư vào cơ sở hạ tầng mới. Tuy nhiên, những nghiên cứu mới cho thấy cũng có thể có vai trò của nông dân.
Laura Christianson, trợ lý giáo sư về chất lượng nước tại khoa khoa học cây trồng thuộc Đại học Illinois, là một chuyên gia về các bioreactor gỗ. Cô đã thực hiện công việc rộng rãi để chứng minh tiềm năng của các rãnh gỗ đầy rãnh trong việc loại bỏ nitrate từ nước cống thoát nước ở vùng đất trũng Illinois.
Christianson giải thích: “Các loại gỗ và nitrate là cần thiết để vi khuẩn có thể hoàn thành chu kỳ sống của chúng, vì chúng tiêu thụ chất nitrat, nó được loại bỏ khỏi nước.
Trong một nghiên cứu gần đây, Christianson và một số đồng nghiệp đã xem xét liệu họ có thể loại bỏ phốt pho bằng cách bổ sung một bộ lọc “P” đặc biệt để bẫy chất gây ô nhiễm có nguồn gốc phân bón. Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm hai loại chất thải công nghiệp trong bộ lọc P: axit cặn thải (MDR) và xỉ thép. Phốt pho liên kết với các nguyên tố như sắt, canxi và nhôm chứa trong các sản phẩm này, loại bỏ nó khỏi nước.
Thay vì trộn hỗn hợp MDR hoặc thép xỉ với gỗ trong một máy tách nitrat và phosphorus lớn, nhóm nghiên cứu đã đặt một bộ lọc P riêng ở thượng nguồn hoặc hạ lưu của một máy phản ứng sinh học ở quy mô phòng thí nghiệm. Họ chạy nước thải từ bể nuôi trồng thuỷ sản thông qua hệ thống và đo lượng nitrate và phosphorus tại các điểm khác nhau trên đường đi.
Nitrate loại bỏ được phù hợp, bất kể loại P-lọc và liệu các P-lọc là thượng nguồn hoặc hạ lưu của bioreactor. Nhưng MDR đã vượt trội so với bộ lọc phosphorus. Christianson nói: “Nó loại bỏ 80 đến 90 phần trăm photpho ở tốc độ dòng chảy trung bình của chúng ta. “Thực sự, thực sự tuyệt vời.”
Mặt khác, xỉ sắt chỉ loại bỏ khoảng 25% phốt pho. “Nhưng theo chiến lược Giảm Lựơng Giảm Lỏng Chất dinh dưỡng Illinois, chúng tôi chỉ cố gắng loại bỏ 45% lượng Phốt pho mà chúng ta gửi cho hạ lưu.Kể từ khi nông nghiệp chỉ chịu trách nhiệm về một nửa số đó, 25% sẽ khá tốt “, Christianson nói.
Hệ thống hiển thị rõ ràng tiềm năng, nhưng vẫn còn một số ẩn số. Các máy phản ứng sinh học ghép đôi và bộ lọc P vẫn chưa được kiểm tra trong điều kiện thực tế, mặc dù một số ít đã được lắp đặt tại Hoa Kỳ. Có lẽ quan trọng hơn, các nhà nghiên cứu không nắm bắt được lượng phốt-pho đang chảy trên các cánh đồng nông nghiệp trong việc thoát nước giếng.
“Chúng tôi cho rằng nước giếng ở Illinois không có nhiều phốt pho trong đó, nhưng chúng tôi biết có một số”, cô nói. “Bây giờ chúng ta đang kiểm soát tốt hơn lượng phốt pho chúng ta có.
“Chúng ta biết rằng phốt pho di chuyển dễ dàng hơn trong dòng chảy bề mặt, khi đất bị xói mòn, nước đục và màu nâu, thường có chứa phốt pho gắn với đất. Cách dễ dàng để tổng hợp là nếu bạn có hệ thống thoát nước giếng, bạn nên quan tâm hơn đến việc mất nitrat trong nước, nhưng nếu bạn có đất đồi, bạn nên quan tâm hơn đến sự xói mòn đất và mất phốt pho. “
Nguồn: https://www.sciencedaily.com/releases/2017/07/170731134128.htm
(TT DLQH&ĐT TNN)
