Nhà tảo học vì môi trường

Một trong những đề tài có tính ứng dụng cao do GS Dương Đức Tiến làm chủ nhiệm là “Nghiên cứu các biện pháp xử lý ô nhiễm môi trường nước Hà Nội và phụ cận”, được tiến hành từ năm 1982-1986, thuộc Chương trình bảo vệ tài nguyên và môi trường, mã số 52D-05-02. Tham gia chính trong đề tài này còn có PGS.TS Đinh Văn Sâm (trường Đại học Bách khoa Hà Nội), PTS Trần Hiếu Nhuệ (trường Đại học Xây dựng Hà Nội).

GS.TSKH Dương Đức Tiến

Đề tài gồm 5 nội dung chính, đề cập đến những vấn đề cấp bách về thực trạng môi trường: 1) Đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường nước do nước thải sinh hoạt và công nghiệp của Thủ đô Hà Nội-xác định các giải pháp kỹ thuật giải quyết tình trạng ô nhiễm môi trường nước ở một số khu vực. 2) Điều tra hiện trạng Hồ Tây ở Hà Nội và những kiến nghị bảo vệ môi sinh, nâng cao năng suất cá. 3) Tình trạng ô nhiễm hồ Bảy Mẫu và giải pháp xử lý. 4) Ô nhiễm môi trường nước xã Dương Liễu, huyện Hoài Đức, Hà Nội và biện pháp xử lý. 5) Xử lý nước thải nhà máy URE Xí nghiệp Liên hiệp phân đạm-hóa chất Hà Bắc bằng biện pháp sinh học-nuôi trồng tảo.

Mục tiêu của 3 nội dung thứ nhất, thứ hai và thứ ba là đánh giá thực trạng ô nhiễm môi trường nước ở Hà Nội do nước thải sinh hoạt, công nghiệp gây ra; Ứng dụng một số giải pháp kỹ thuật có tính đến tiến bộ khoa học kỹ thuật để xử lý, tận dụng nước thải của một số nhà máy công nghiệp, khu dân cư của Hà Nội.

Sau quá trình nghiên cứu thực địa, nhóm đã đưa ra những kiến nghị cụ thể nhằm giải quyết vấn đề ô nhiễm là: Cần phải quy hoạch và xây dựng lại hệ thống thoát nước cho khu vực Minh Khai-Thanh Nhàn; Nghiên cứu tìm hiểu nguyên nhân và các giải pháp cấp thoát nước cho một số tuyến phố ngập úng thường xuyên như: Phùng Hưng, Nguyễn Công Trứ, Minh Khai; Tăng cường công tác quản lý hệ thống thoát nước, công tác duy trì bảo dưỡng đường cống, nạo vét bùn cống, sông mương; Nghiên cứu thiết kế và xây dựng trạm xử lý nước thải khu vực Lò Đúc-Thanh Nhàn-Vĩnh Tuy; Khôi phục cải tạo lại các trạm xử lý nước thải của các bệnh viện, nhà máy; các biện pháp xử lý bằng sinh học đối với nước ở Hồ Tây, hồ Bẩy Mẫu nhằm tận dụng diện tích mặt hồ để nuôi và nâng cao năng suất cá…

Hiện trạng ô nhiễm môi trường xã Dương Liễu (có nghề làm miến dong) là một vấn đề được nghiên cứu trong Đề tài. Sau quá trình nghiên cứu, đánh giá và đề ra những giải pháp thực thi nhằm ngăn chặn và làm giảm bớt sự ô nhiễm môi trường nước; tận dụng các nguồn phế thải vào mục đích nhân sinh, nhóm đi đến kết luận và kiến nghị: Môi trường sống ở Dương Liễu bị ô nhiễm nặng, ảnh hưởng tới sức khỏe, tinh thần của nhân dân. Để giải quyết tình trạng ô nhiễm, cần thiết phải có xử lý tổng thể; phải quy hoạch hệ thống thoát nước; xử lý ô nhiễm bằng con đường yếm khí với nguyên liệu là bã dong đã thu được khí sinh học (xây bể biogas); nước thải của bể sinh khí có thể tận dụng để nuôi tảo spirulina giàu đạm; tận dụng bã sắn để thu sinh khối của nấm sợi có hàm lượng protein cao hơn là một hướng cần phải chú ý.

Vấn đề xử lý nước thải nhà máy URE Xí nghiệp Liên hiệp phân đạm-hóa chất Hà Bắc bằng biện pháp sinh học-nuôi trồng tảo là một nghiên cứu rất giá trị của Đề tài. Theo GS Dương Đức Tiến, Xí nghiệp Liên hiệp phân đạm và hóa chất Hà Bắc là một cơ sở hóa chất lớn, hàng ngày thải ra một lượng lớn chất thải dưới dạng khí, lỏng và rắn. Các chất thải đã gây ô nhiễm nặng cho vùng phụ cận cũng như một phần thủy vực của sông Thương. Mục tiêu của nhóm nghiên cứu là tập trung nghiên cứu khả năng sử dụng phương án nuôi trồng tảo spirulina để xử lý nguồn nước thải chủ yếu là nguồn thải của phân xửng ure của nhà máy phân đạm. Các chất thải gây ô nhiễm của nhà máy phân đạm rất nhiều và có khối lượng lớn. Mỗi ngày nhà máy thải đến 200.000 m³ nước vào sông Thương với nồng độ NH₃ từ 17-20mg/l. Ngoài NH₃ còn có CO₂, HCO₃^–, HCO₃^—… NaCl, CO₃^—… Để xử khử thành phần NH₃ người ta thường sử dụng phương pháp nhả (phương pháp vật lý). Phương pháp này đạt hiệu quả cao khi nhiệt độ và PH ở giá trị thật cao. Một số biện pháp sinh học cũng được dùng để khử như phương pháp nitrat hóa trong các thiết bị sing học loại màng, đạt hiệu quả gấp 4 lần so với phương pháp lọc sinh học cổ điển. Nhưng cả hai phương pháp đó đều đòi hỏi thiết bị tốn kém.

Trên góc độ dinh dưỡng, một số thành phần có trong dịch thải của nhà máy như NH₃, HCO₃^–, HCO₃^—… lại chính là những chất dinh dưỡng cần thiết để nuôi trồng một số đối tượng sinh học như các loại nấm men, bèo và tảo. Việc tận dụng các thành phần thích hợp của nước thải để nuôi trồng tảo, ngoài việc xử lý được một phần các nhân tố độc hại, một phần làm tăng hiệu quả kinh tế của việc sản xuất sinh khối tảo. Vì trong công ngệ tảo, chính các thành phần hóa chất này chiếm đến 50% giá thành của sản phẩm tảo. Qua nghiên cứu và tiến hành thí nghiệm, GS Dương Đức Tiến và đồng nghiệp kết luận: Công nghệ sản xuất tảo Spirulina mà đề tài đề xuất là ổn định. Trên phương diện xử lý nước thải, công nghệ nuôi trồng tảo đã đạt được một hiệu quả khá cao và trên phương diện thu sinh khối với năng suất 7-8g/mét vuông/ngày là tương đương với năng suất của một số cơ sở sản xuất tảo từ các công nghệ khác; Do tận dụng được nguồn nguyên liệu rẻ tiền lấy từ nguồn thải nên đã hạ thấp giá thành của sản phẩm.

Ngoài đề tài trên, cũng trong giai đoạn này, GS Dương Tiến còn giúp một số địa phương xử lý vấn đề ô nhiễm môi trường nước. Như ở Thái Bình, có nhà máy tơ tằm, thải nước gây ô nhiễm môi trường, đồng thời bỏ phí mất nguồn nước ươm tơ tằm vốn giàu đạm, có thể nuôi trồng tảo. Ông kể: “Vì tảo này phát triển tốt trong môi trường có nhiều chất dinh dưỡng, thu được sinh khối của tảo, nên chúng tôi dùng tảo trong vấn đề xử lý ô nhiễm do nhà máy tơ tằm thải ra. Sinh khối tảo lại được dùng để phục vụ cho chăn nuôi”.

Ở Hà Nội, GS Dương Đức Tiến cũng tham gia nghiên cứu về vấn đề ô nhiễm nguồn nước, làm giảm thiểu mức độ ô nhiễm của các thủy vực, hồ bằng cách sử dụng cây để hấp thụ các chất vô cơ. Trong trường hợp dư thừa chất hữu cơ thì phải dùng biện dùng vi sinh để làm giảm mức độ ô nhiễm. Việc dùng tảo trong vấn đề giảm bớt sự ô nhiễm của các thuỷ vực thì ông là một trong những người đầu tiên khởi động, nêu vấn đề và thực hiện. Sau này có nhiều nhà khoa học trẻ thực hiện một cách sâu rộng hơn. Ông đề xuất sử dụng tảo và những thực vật có hoa (sen, súng) trong các hồ nước để vừa tôn tạo được khung cảnh và vừa làm sạch hồ. Quan niệm của ông là dùng các biện pháp sinh học trong xử lý nước ô nhiễm. Những biện pháp do ông đề xuất và thực hiện đã góp phần đáng kể vào việc giải quyết các vấn đề ô nhiễm môi trường và cũng rất thân thiện với môi trường.

Những năm 2001-2003, ông cũng là chủ nhiệm một đề tài của thành phố Hà Nội: “Phát triển tảo lam cố định đạm trong ruộng lúa”, tiến hành nghiên cứu các huyện thuộc Hà Nội. Trong quá trình đó, ông đã khảo sát chất lượng nước, tình hình phân bón, tình hình vi sinh vật, cỏ dại ở ruộng lúa như thế nào. Ông cho biết vi tảo chỉ phân bố ở nơi có ánh sáng. Vi tảo phát triển mạnh trong môi trường có nguồn đạm ít thì. Sau khi nắm được hiện trạng tảo ở các ruộng lúa thì ông cùng đồng nghiệp nuôi tảo lam cố định đạm, rải ra các ruộng lúa, theo dõi sự phát triển của nó và theo dõi năng suất của cây lúa, nhằm đánh giá tác dụng của loại tảo này đến sản lượng của cây lúa. Đề tài này được thành phố đánh giá rất tốt. Ông giải thích: “Phải làm sao giữ được sự phát triển của tảo lam phù hợp với thiên nhiên chứ không nên dùng nhiều chất hóa học. Mặc dù sử dụng hóa chất làm năng suất lúa tăng lên, nhưng cũng gây hệ lụy – tàn phá hệ vi sinh vật, ảnh hưởng tới sức khỏe con người”.

Qua những thực tế nghiên cứu về môi trường, về tác dụng của tảo đối với cuộc sống ông đã đúc kết trong những ấn phẩm về tảo. Năm 1988, ông viết cuốn sách Đời sống các loài tảo. Theo GS Dương Đức Tiến, trong hệ sinh thái ở Việt Nam, tảo là một nhân tố hết sức quan trọng, hầu hết các động vật nổi, động vật đáy, cá và các cơ thể khác đều ăn tảo để sống. Tảo sản sinh ra oxy thải vào trong môi trường nước, cung cấp khí thở cho các sinh vật ở nước. Với điều kiện phát triển bình thường, tảo có ý nghĩa to lớn trong quá trình làm sạch vực nước. Khi tảo phát triển khá nhiều lại có tác dụng xấu. Do sự phân hủy sinh khối của tảo nên lượng oxy trong môi trường bị hao hụt, gây nên hiện tượng thối rữa và làm bẩn nước. Muốn nâng cao năng suất cá trong các vực nước, đòi hỏi phải nghiên cứu toàn diện và sâu sắc đời sống ở nước, đặc biệt là các yếu tố sống, các cơ thể quang tự dưỡng, những cơ thể tảo này đóng một vai trò to lớn trong vòng tuần hoàn vật chất ở các vực nước. Các nhà nông học cho rằng nếu tận dụng tốt hệ tảo trong ao hồ sẽ nâng cao độ màu mỡ cho đất trồng. Tảo đơn bào được đưa vào bón ruộng, nâng cao sản lượng cây có hạt trung bình lên 15%. Lượng đạm ở đất sau khi khi được tưới bón bằng tảo tăng từ 3-4 lần so với trước. Nhiều loài gia cầm thích ăn tảo, trong đó phải kể đến tảo Chlorella. Động vật ăn tảo tăng trọng, tăng lượng trứng và có sức khỏe tốt hơn. Tảo được sử dụng không chỉ để nâng cao mức sản xuất của các vực nước, tăng độ màu mỡ cho đất, mà còn để thu hoạch các sản phẩm, phục vụ cho nhu cầu dinh dưỡng và y học. Ngoài ra, nhiều loài tảo biển được dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp thực phẩm, công nghiệp nhẹ và công nghiệp xây dựng.

Tiếp sau cuốn sách Đời sống các loài tảo, GS Dương Đức Tiến còn viết những cuốn sách khác liên quan đến tảo như: “Vi khuẩn lam cố định nitơ trong ruộng lúa”, Nxb Nông nghiệp, 1995. Năm 1997, ông hoàn thành cuốn sách “Nuôi vi tảo (microalgae) dùng làm thức ăn cho ấu thể một số loài hải sản có giá trị kinh tế”, được Nxb Nông nghiệp ấn hành. Theo ông, vi tảo biển là cơ sở cho sự bổ sung thức ăn cho động vật biển. Từ sinh khối của vi tảo, có thể thu hoạch những sản phẩm có giá trị như Beta carotene và glycerol… Trong tất cả các trại giống tôm và hải sản cũng như các trại ươm và nuôi, vi tảo đóng góp vào việc nâng cao năng suất các loài hải sản có giá trị thương mại. Trong cuốn sách này, ông đã giới thiệu những loài vi tảo biển được nuôi trồng thu sinh khối ở tại nhiều nơi trên thế giới có nghề nuôi trồng hải sản. Những loài vi tảo này là nguồn cung cấp thức ăn cho một số loài hải sản có giá trị kinh tế. Ông cũng nêu rõ cách điều tra, phân lập, bảo quản, phát triển nuôi trồng chúng trong điều kiện vùng biển.

Trong căn hộ tập thể ở phố Thanh Nhàn, bên cạnh những tủ sách chật kín là những dụng cụ thí nghiệm như bình, chai lọ nuôi cấy tảo, kính hiển vi, cân tiểu ly… của GS Dương Đức Tiến. Hàng ngày, ông vẫn miệt mài làm ra những viên tảo xoắn spirulina phục vụ trực tiếp cho nhu cầu tiêu dùng của người dân. Đã 84 tuổi, mái tóc bạc trắng như cước nhưng Giáo sư vẫn rất nhanh nhẹn, linh hoạt lạ thường. Không chỉ có vậy, Giáo sư vẫn tích cực, trực tiếp đến nhiều địa phương để giúp các doanh nghiệp, bà con nông dân xây dựng quy trình sản xuất tảo, nuôi tảo nước ngọt…

Khi được hỏi: Giáo sư đã nghĩ đến chuyện nghỉ ngơi? Giáo sư cười trả lời: “Còn sức thì còn phải làm việc. Mình nghĩ còn có ích ngày nào thì vẫn phải tiếp tục ngày đó. Chỉ khi nào không còn làm được nữa thì mới nghỉ”.         

Nguyễn Thanh Hóa