Tài liệu THỰC VẬT CẢI TẠO MÔI TRƯỜNG PHYTOREMEDIATION docx

THỰC VẬT CẢI TẠO MÔI
THỰC VẬT CẢI TẠO MÔI
TRƯỜNG
TRƯỜNG
PHYTOREMEDIATION
PHYTOREMEDIATION


GVHD: Th.s Hồ Bích Liên
GVHD: Th.s Hồ Bích Liên
NHÓM THỰC HIỆN:
NHÓM THỰC HIỆN:
•
Nguyễn Thanh Tuyền – 0707025
•
Hồ Thị Mỹ Loan – 0707033
•
Huỳnh Nguyễn Minh Lý – 0707040
•
Nguyễn Thị Phương Tâm – 0707087
•
Bùi Thị Diệu Thiện – 0707103
•
Trần Nguyễn Duệ Thư – 0707130
•
Trần Thị Kim Xuyến – 0707420
•
Lê Thị Ái Trinh – 0707425
•
Hà Thị Lan – 0707107

•
Nguyễn Thế Vinh – 0707426


CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU
CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU
1.1.Giới thiệu:
Để xử lý đất ô nhiễm người ta thường sử dụng các
phương pháp truyền thống như: rửa đất; cố định các chất
ô nhiễm bằng hoá học hoặc vật lý; xử lý nhiệt; trao đổi
ion, ôxi hoá hoặc khử các chất ô nhiễm; đào đất bị ô
nhiễm để chuyển đi đến những nơi chôn lấp thích hợp,
Hầu hết các phương pháp đó rất tốn kém về kinh
phí, giới hạn về kỹ thuật và hạn chế về diện tích, Gần
đây, nhờ những hiểu biết về cơ chế hấp thụ, chuyển hoá,
chống chịu và loại bỏ kim loại nặng của một số loài thực
vật, người ta đã bắt đầu chú ý đến khả năng sử dụng thực
vật để xử lý môi trường như một công nghệ môi trường
đặc biệt.


1.2. Mục đích và yêu cầu:
1.2.1. Mục đích:
- Nâng cao hơn tầm hiểu biết về vai trò cuả thực vật đối
với việc cải tạo môi trường.
- Giải thích rõ cơ chế hoạt động cuả thực vật trong vấn
đề cải tạo môi trường đất.
- Nêu lên những thuận lợi và hạn chế trong việc cải tạo
môi trường bằng thực vật.
1.2.2.Yêu cầu:

- Bài viết ngắn gọn xúc tích khiến ngươì đọc dễ tiếp thu
- Cơ chế hoạt động cuả việc caỉ taọ môi trường bằng
thực vật phaỉ được trình bày rõ ràng.
- Trình bày rõ hơn về những hạn chế và thuận lợi của
việc cải tạo môi trường bằng thực vật.


CHƯƠNG II: TỔNG QUAN
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN
2.1.Phytoremediation là gì?
Phytoremediation là việc sử dụng thực vật vào
các quá trình vận chuyển, phân hủy các chất nguy
hiểm hoặc lấy đi những chất ô nhiễm hiện diện
trong đất hay môi trường nước. Kỹ thuật này cho
một giá trị nhất định, không bừa bãi, an toàn trong
làm sạch môi trường đất, thuận lợi của kỹ thuật
này là sử dụng khả năng tốt của các loài cây thân
thảo, đối với cây thân mộc thì ứng dụng ít hơn.
Các loại cây này hấp thụ, phân hủy, hay cố định
các hợp chất có hại từ đất.


Ðể ứng dụng Phytoremendiation, cần các
hiểu biết sâu hơn về các tương tác hóa học
cùng với các thay đổi của thực vật, những
kiến thức này làm cho việc ứng dụng
Phytoremediation an toàn hơn.


Hình 2.1:Quá trình hấp thụ

kim loại nặng vào rễ.
1.Kim loại bám vào rễ
2. Kim loại di chuyển
ngang qua màng tế bào
vào trong tế bào rễ
3.Một phần nhỏ kim loại
hút vào rễ được cố định
trong không bào
4.Kim loại di động trong
nội bào ngang qua màng
tế bào để đi vào xylem
5.Kimloại được vận chuyển
từ rễ đi lên các mô bên
trên như lá,cành


2.1.1.Những đặc điểm quan trọng cuả cây có khả
năng hấp thụ kim loại nặng
- Thực vật có thể chịu được những mức nguyên tố
cao trong rễ và những tế bào chồi cây,sự chịu đựng
cao là đặc tính chính để có thể tích lũy nhiều.
- Một cây phải có khả năng chuyển một nguyên tố
từ rễ tới chồi cây với tốc độ cao.
- Sự tích lũy kim loại ở mức cao đã đem lại cho các
loài này những lợi ích gì? Những nghiên cứu đã
cho thấy rằng sự tích lũy Ni ở mức cao trong lá có
thể làm giảm bớt động vật ăn cỏ và giảm những
bệnh về nấm và vi khuẩn.

2.1.2.Một số phương pháp phytoremendiation
để xử lý kim loại nặng :
- Phytostabilization: được hiểu là biện pháp cố
định các chất ô nhiễm trong đất bằng cách hấp
thụ chúng lên trên bề mặt rễ hoặc cố định lại
trong vùng rễ của cây đồng thời sử dụng hệ rễ
thực vật để ngăn cản sự di chuyển của các chất ô
nhiễm dưới tác dụng của gió, xói mòn do nước,
thấm sâu và phân tán đất.
- Phytodegradation: là quá trình phân huỷ chất ô
nhiễm hữu cơ trong đất thông qua quá trình hoạt
động của vi sinh vật.


- Phytofiltration: là quá trình hấp thụ các chất ô
nhiễm lên trên bề mặt rễ hoặc là quá trình hấp
thụ các chất ô nhiễm trong vùng rễ vào trong rễ.
- Phytovolatilization: đây được hiểu là biện pháp
sử dụng thực vật để hút các chất ô nhiễm. Sau đó
những chất ô nhiễm này sẽ được biến đổi và
chuyển vào trong thân sau đó lên lá và cuối cùng
chúng được bài tiết ra ngoài qua lỗ khí khổng
cùng với quá trình thoát hơi nước của cây.
-Phytodegradation: hay còn gọi là
phytotransformation được hiểu là quá trình hấp
thụ, tích luỹ và vận chuyển các hợp chất độc có
nguồn gốc hữu cơ từ đất, nước, không khí bằng
thực vật.

Hình 2.2:Quá trình hấp thụ và giải phóng
kim loại nặng ở cây.


2.1.3.Những thuận lợi và bất lợi của phương pháp
phytoremediation:
2.1.3.1.Thuận lợi.
-Loại bỏ nhiều loại chất thải hữu cơ và vô cơ có khả
năng gây độc đối với sinh vật sống trong tự nhiên và
con người.
-Áp dụng tại chỗ : ít gây xáo trộn môi trường xung
quanh và môi trường đất, không gây ô nhiễm qua
bầu không khí và lan truyền qua nguồn nước.
-Thân thiện với môi trường, có vẻ đẹp cảnh quan.
-Rẻ tiền hơn so với các công nghệ khác.
-Không cần công nghệ cao và nhiều chuyên gia.


2.1.3.2. Bất lợi:
- Chỉ dùng trong một số điều kiện hạn chế
như: kim loại phải nằm trong tầng đất có
rễ cây, có nồng độ kim loại vừa phải.
- Thu hoạch cây theo qui trình phức tạp,
cần chia ra các công đoạn cụ thể trong thu
hoạch (tuy nhiên cách này làm giảm ô
nhiễm qua không khí).


-
-

Phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, bởi vì điều
Phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, bởi vì điều
kiện không thuận lợi sẽ hạn chế sự phát triển
kiện không thuận lợi sẽ hạn chế sự phát triển
của cây, làm giảm hiệu quả quá trình cải tạo.
của cây, làm giảm hiệu quả quá trình cải tạo.
- Quá trình này diễn ra trong một thời gian khá
- Quá trình này diễn ra trong một thời gian khá
dài,và có thể hấp thu không hoàn toàn lượng
dài,và có thể hấp thu không hoàn toàn lượng
kim loại trong đất.
kim loại trong đất.
- Ảnh hưởng đến sự đa dạng sinh học (đối với
- Ảnh hưởng đến sự đa dạng sinh học (đối với
những loài cây thân thảo), ảnh hưởng trong
những loài cây thân thảo), ảnh hưởng trong
chuỗi thức ăn khi động vật hoang dã tiêu thụ
chuỗi thức ăn khi động vật hoang dã tiêu thụ
các cây này.
các cây này.


2.2.Các biện pháp xử lí môi
trường bằng thực vật.


2.2.1.Làm sạch môi trường bằng cây
trồng chuyển đổi gen.
Dùng cây trồng để làm sạch các
chất ô nhiễm thông qua kỹ thuật

phytoremediation, sử dụng nguồn năng
lượng mặt trời, rẻ hơn gấp 10 lần so
với các công nghệ khác, đặc biệt là
không gây hại, gây phá huỷ và để lại
các phản ứng phụ.


Hình 2.3:Cây chuyển gen trong phòng thí nghiệm


Hình 2.4:Cây thông được chuyển gen trong ống nghiệm


2.2.2.Xử lý kim loại nặng bằng thực vật (cây cải
xoong)
Có thể nói kim loại nặng hủy hoại đời sống
của động thực vật nói chung. Thực vật có nhiều
cách phản ứng khác nhau đối với sự có mặt của
các kim loại nặng trong môi trường. Hầu hết các
loài thực vật rất nhạy cảm với sự có mặt của các
chất độc hại này, thậm chí ở nồng độ rất thấp. Tuy
nhiên, vẫn có một số loài thực vật không chỉ có
khả năng sống được trong môi trường bị ô nhiễm
bởi các kim loại độc hại mà còn có khả năng hấp
thụ và tích tụ các kim loại này trong các bộ phận
khác nhau của chúng.


Hình 2.5:Cây cải xoong

2.2.2.1.Một số loài thực vật có khả năng tích
lũy chì (Pb) và cadmium (Cd) từ môi trường
đất.
Sự ô nhiễm Chì (Pb) trong đất có thể đến
từ nhiều nguồn như khói thải xe cộ, các nhà máy
luyện kim, lọc dầu, sản xuất các hợp chất có chứa
Pb như accuy, sơn công nghiệp
Căn cứ trên tiêu chuẩn cây siêu hấp thụ, hai
loài thực vật đã được tìm thấy là Thơm ổi
Lantana camera L. Verbenaceace và loài dây leo
Asclepiadaceae có khả năng tích lũy Pb gấp 250
lần so với cây trong môi trường không ô nhiễm.


Hình 2.6:Cây thơm ổi trồng trong điều kiện
ô nhiễm chì 4.000 ppm


2.2.2.2.Một số thực vật có khả năng hấp thụ
các kim loại nặng (Cr, Cu, Zn) trong bùn
.
Trên thế giới việc ứng dụng thực vật để
xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong môi
trường đã đạt được nhiều thành tựu có ý
nghĩa khoa học và thực tiễn. Họ đã thống kê
có khoảng 400 loài cây có khả năng siêu
tích lũy kim loại nặng. Ở Việt Nam, việc
nghiên cứu dùng thực vật trong xử lý đất bị
ô nhiễm cũng đã được thực hiện bởi TS.

Diệp Thị Mỹ Hạnh và các cộng sự đã đạt
được nhiều kết quả khả quan .


Phương pháp xử lý dùng thực vật được
phát triển với nhiều cách thức áp dụng khác
nhau trong việc làm sạch môi trường, và có
thể được phân loại thành nhiều cơ chế. Trong
đó, 3 cơ chế tách chiết bằng thực vật
(Phytoextraction), làm ổn định bằng thực vật
(Phytostabilization )và bay hơi bằng thực vật
(Phytovolatilization) thường được áp dụng để
xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong đất, trầm
tích và bùn thải


Một nhóm các nhà nghiên cứu của Việt
Nam trong dự án nạo vét kênh Tân Hóa Lò
Gốm đã tìm ra 2 loại cây trồng có khả năng hấp
thụ kim loại nặng với nồng độ cao. Đó là Cây
Bắp (Zea mays L.) và Cỏ Voi (Pennisetum
purpureum).