Đánh giá tiềm năng của Lemna minor trong việc xử lý nước thải sinh hoạt ở quy mô thí điểm

Springer Science and Business Media LLC - Tập 184 - Trang 4301-4307 - 2011
Anima Priya1, Kirti Avishek2, Gopal Pathak2
1Department of Biotechnology, National Institute of Technology, Durgapur, India
2Environmental Science & Engineering Group, Birla Institute of Technology, Ranchi, India

Tóm tắt

Khủng hoảng nước là một trong những vấn đề nghiêm trọng nhất mà thế giới đang đối mặt hiện nay. Phytoremediation là một trong những nỗ lực quan trọng hướng tới sự bền vững. Các hệ thống xử lý nước thải dựa trên thực vật lớn có nhiều lợi thế tiềm năng so với các hệ thống xử lý truyền thống. Cỏ mần trời (Lemna spp., Spirodela spp., Wolffia spp.) là những loài thực vật thủy sinh nhỏ, xanh, nổi tự do trên mặt nước. Mục tiêu chính của nghiên cứu này là phân tích vai trò của cỏ mần trời trong việc loại bỏ chất thải hữu cơ và dinh dưỡng từ nước thải sinh hoạt phát sinh từ ký túc xá của Viện Công nghệ Birla, Mesra, Ranchi (Ấn Độ). Những kết quả thú vị đã được ghi nhận, trong đó giá trị BOD giảm 94,45% và mức độ orthophosphate vào cuối nghiên cứu được tìm thấy giảm 79,39%. Cỏ mần trời phát triển tốt trong suốt thời gian thực nghiệm trong khoảng pH từ 7 đến 8; có thể nói rằng, với các yếu tố khác vẫn duy trì thuận lợi, pH tối ưu cho sự phát triển của cỏ mần trời nằm trong khoảng từ 7 đến 8. Do đó, có thể kết luận rằng phương pháp xử lý này có thể được thực hiện thành công ở quy mô lớn. Ngoài ra, đây là một giải pháp có chi phí thấp cho các vấn đề xử lý nước thải và có thể đáp ứng các tiêu chuẩn xả thải.

Từ khóa

#khủng hoảng nước #phytoremediation #xử lý nước thải #thực vật thủy sinh #cỏ mần trời #nước thải sinh hoạt #BOD #orthophosphate

Tài liệu tham khảo

Alaerts, G. J., Mahbubar, M. D. R., & Kelderman, P. (1996). Performance analysis of a full-scale duckweed covered sewage lagoon. Water Research, 30(4), 843–852. APHA, AWWA and WPFC. (1998). Standard methods for the examination of water and waste water, 19th edition. Washington: American Public Health Association. Aoi, T., & Hayashi, T. (1996). Nutrient removal by water lettuce (Pistia stratiotes). Water Science Technology, 34(7–8):407–412. Boyd, C. E. (1974). Utilization of aquatic plants. In D. S. Mitchell (Ed.), Aquatic vegetation and its use and control (pp. 107–115). Paris: UNESCO. Brix, H., & Schierup, H. H. (1989). The use of aquatic macrophytes in water pollution control. Ambio, 18, 101–107. Bylinsky, G. (1970). The limited war on water pollution. Fortune Magazine, February, pp. 102–107, 193–195 and 197. Catunda, P. F. C., & Haandel, A. C. V. (1996). Improved performance and increased applicability of waste stabilization ponds by pretreatment in a UASB reactor. Water Science and Technology, 33, 147–156. Cavalcanti, P. F. F., Haandel, A. V., & Lettinga, G. (2001). Polishing ponds for post-treatment of digested sewage, Part 1: flow-through ponds. Water Science and Technology, 44, 237–245. DeBusk, T. A., Peterson, J. E., & Reddy, K. R. (1995). Use of aquatic and terrestrial plants for removing phosphorous from dairy waste waters. Ecological Engineering, 5, 371–390. Doyle, R. D., Francis, M. D., & Smart, R. M. (2003). Interference competition between Ludwigia repens and Hygrophila polysperma: two morphologically similar aquatic plant species. Aquatic Botany 77:223–234. Fritioff, A., Kautsky, L., & Greger, M. (2005). Influence of temperature and salinity on heavy metal uptake by submersed plants. Environmental Pollution, 133:265–274. Gopal, B. (1987). Water hyacinth, Aquatic Plant Studies 1. Amsterdam: Elsevier. p. 471. Göthberg, A., Greger, M., & Bengtsson, B-E (2002). Accumulation of heavy metals in Water Spinach (Ipomoea aquatica) cultivated in the Bangkok region, Thailand. Environmental and Toxicological Chemistry, 21(9):1934–1939. Hammouda, O., Gaber, A., & Abdel-Hameed, M. S. (1995). Assessment of the effectiveness of treatment of waste water-contaminated aquatic systems with Lemna gibba. Enzyme and Microbial Technology, 17, 317–323. Imaoka, T., & Teranishi, S. (1988). Rates of nutrient uptake and growth of the water hyacinth (Eichhornia crassipes (Mart.) Solms). Water Research, 22, 943–951. Khan, M. A., & Ahmad, S. I. (1992). Performance evaluation of pilot waste stabilization ponds in subtropical region. Water Science and Technology, 26(7–8), 1717–1718. Kufel, L., & Kufel, I. (2002). Chara beds acting as nutrient sinks in shallow lakes—a review. Aquatic Botany, 72:249–260. LaMontagne, J. M., Jackson, L. J., & Barclay, R. M. R. (2003). Compensatory growth responses of Potamogeton pectinatus to foraging by migrating trumpeter swans in spring stop over areas. Aquatic Botany, 76:235–244. Landolt, E. (1986). Biosystematic investigation on the family of duckweeds; the family of Lemnaceae—a monograph study. Zurichbergstrasse 38: Geobotanischen Institute ETH, Stiftung Rubel. Landolt, E., & Kandeler, R. (1987). The family of Lemnaceae—a monographic study: phytochemistry, physiology, application, and bibliography. In Biosystematic investigations in the family of duckweeds (Lemnaceae) (p. 638). Zurich: Veroeffentlichungen des Geobotanischen Institutes der ETH, Stiftung Ruebel. Vol. 4, No. 95. Lejeune, A., Cagauan, A., & van Hove, C. (1999). Azolla research and development: recent trends and priorities. Symbiosis, 27:333–351. Maine, M. A., Sune ´, N. L., & Lagger, S. C. (2004). Chromium bioaccumulation: comparison of the capacity of two floating aquatic macrophytes. Water Research, 38:1494–1501. Nahlik, A. M., & Mitsch, W. J. (2006). Tropical treated wetlands dominated by free floating macrophytes for water quality improvement in Costa Rica. Ecological Engineeing. doi:10.1016/j.ecoleng.2006.07.006. Oron, G., & Willers, H. (1989). Effect of wastes quality on treatment efficient with duckweed. Water Science and Technology, 21, 639–645. Oron, G., de-Vegt, A., & Porath, D. (1988). Nitrogen removal and conversion by duckweed grown on wastewater. Water Research, 22, 179–184. Reddy, K. R., & DeBusk, W. F. (1985). Nutrient removal potential of selected aquatic macrophytes. Journal Environmental Quality, 14:459–462. Reid, G. V. (1976). Algae removal by ®sh production. Water Resources Symposium No. 9, ponds as a wastewater treatment alternatives (p. 417). Austin: Centre for Research in Water Resources, University of Texas. Schroeder, G. L. (1975). Productivity of sewage fertilized fish pond. Water Research (UK), 9, 269. Sinha, S., Rai, U. N., & Chandra, P. (1996). Metal contamination in aquatic etables Trapa natans L. and Ipomea aquatica Forsk. In: Proceedings of conference on progress in crop sciences from plant breeding to growth regulation, 17–19 June, Mosonmagyarovar, Hungary. Solano, M. L., Soriano, P., & Ciria, M. P. (2004). Constructed wetlands as a sustainable solution for wastewater treatment in small villages. Biosystems Engineering, 87(1), 109–118. Sooknah, R. D., & Wilkie, A. C. (2004). Nutrient removal by floating aquatic macrophytes cultured in anaerobically digested flushed dairy manure wastewater. Ecological Engineering, 22, 27–42. Srivastava, J., Gupta, A., & Chandra, H. (2008). Managing water quality with aquatic macrophytes. Revised Environmental Science Biotechnology, 7, 255–266. Steen, P. V. D., Brenner, A., Buuren, J. V., & Oron, G. (1999). Post-treatment of UASB reactor effluent in an integrated duckweed and stabilization pond system. Water Research, 33, 615–620. Sternberg, S. P. K., & Rahmani, G. N. H. (1999). Bioremoval of lead from water using Lemna minor. Bioresource Technology, 70:225–230. Re: from Lemna Corporation (1992) Harvesting equipment makes the difference. Lemna Corporation’s Retention Time. Tgobanoglous, G., & Culp, G. L. (1980). Wetland systems for wastewater treatment: an engineering assessment. In Aquaculture systems for wastewater treatment: an engineering assessment (p. 127, pp. 13–42). Washington, DC: Environmental Protection Agency, Tracy, M., Montante, J. M., Allenson, T. E., & Hough, R. A. (2003). Long-term responses of aquatic macrophyte diversity and community structure to variation in nitrogen loading. Aquatic Botany, 77: 43–52. US Environmental Protection Agency. (1988). Constructed wetlands and aquatic plant systems for municipal wastewater treatment. Design manual (p. 83). Cincinnati: Office of Research and Development, Centre of Environmental Research Information. Vermeer, C. P., Escher, M., Portielje, R., de Klein, & J. J. M. (2003). Nitrogen uptake and translocation by Chara. Aquatic Botany, 76:245–258. Zirschky, J., & Reed, S. C. (1988). The use of duckweed for wastewater treatment. J. WPFC, 60, 1254–1285.