Giới thiệu chung về công nghệ thực vật PHYTOREMEDIATION doc

Giới thiệu chung về công nghệ thực vật
PHYTOREMEDIATION


kimlong
14-03-2009, 05:13 PM
Phytoremediation công nghệ thực vật xử lý môi
trường
Phytoremediation được hình thành từ phyto trong
tiếng la tinh có nghĩa là thực vật còn remediation
nghĩa là phục hồi. Phytoremediation ra đời vào năm
1991 và ngay sau đó nó được sử dụng rộng rãi để chỉ
công nghệ sử dụng thực vật loại bỏ các chất ô nhiễm
hữu cơ (thuốc bảo vệ thực vật, các hợp chất cao phân
tử, ) và vô cơ (Cu, Pb, Zn, Cd, thậm chí cả các
nguyên tố phóng xạ) ra khỏi môi trường bị ô nhiễm
(đất, nước ngầm,nước thải, bùn thải) [1]. Jeanna R.
Henry thì cho rằng cụm từ này đã được sử dụng vào
năm 1983 và việc sử dụng thực vật để xử lý nước thải
đã được thực hiện từ 300 năm trước[2], luận điểm
này dựa trên các thí nghiệm của Joseph Priestley,
Antoine Lavoissier, Karl Scheele và Jan
Ingenhousz[3]. Tuy nhiên có một điều mà không cần
tranh cãi đó là công nghệ này đang dược nghiên cứu
và tiến hành sử dụng thành công ở rất nhiều nước
trên thế giới.

Phytoremediation là công nghệ được sử dụng rộng rãi
ở những vùng ô nhiễm có nồng độ thấp, thời gian xử
lý không bắt buộc (có thể kéo dài), thường được áp
dụng trên diện rộng và kèm theo đó là có các biện

pháp kiểm soát hợp lý. Đây là biện pháp xử lý môi
trường với hiệu quả tốt, chi phí thấp nó đặc biệt phù
hợp đối với những nước đang phát triển.

Hiện nay các nhà khoa học phát hiện ra khoảng 400
loài thực vật có khả năng sử dụng làm nguyên liệu
cho công nghệ phytoremediation và kèm theo đó là
30.000 chất ô nhiễm có thể xử lý. Đồng thời theo
nhiều nhà khoa học thì công nghệ này có thể được
chia nhỏ làm 5 công nghệ nhỏ được trình bày ở hình
1(việc phân chia này dựa vào cơ chế xử lý của thực
vật), tuy nhiên có tài liệu tài liệu lại phân chia thành 8
(thêm phytoextraction, hydraulic control, Vegetative
Cover systems) [4]. Tuy nhiên về mặt bản chất thì ba
cộng nghệ nhỏ này cũng chỉ nằm trong 5 công nghệ
cơ bản đã trình bày trên.

Trong khuôn khổ bài viết này tôi sẽ chỉ trình bày khái
quát về các khái niệm của từng công nghệ nhỏ.

Phytostabilization: Được hiểu là biện pháp cố định
các chất ô nhiễm trong đất bằng cách hấp phụ 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.
Trong biện pháp này thì chúng ta hiểu rằng cây sẽ
không tích lũy chất ô nhiễm, không sử dụng chất ô
nhiễm làm nguồn dinh dưỡng mà đơn thuần chỉ là cố
định nó.

Rhizodegradation: Là quá trình phân huỷ chất ô
nhiễm hữu cơ trong đất thông qua quá trình hoạt
động của vinh sinh vật. Ở những vùng rễ của các loài
cây ứng dụng biện pháp này thường có số lượng vi
sinh vật rất lớn. Nguyên nhân là do những loài cây
này có thể tiết ra những hợp chất hữu cơ như đường,
amino acids, acid hữu cơ, acid béo, sterols, nhân tố
sinh trường, nucleotides, flavanone, enzyme và các
hợp chất khác [24] những hợp chất hữu cơ này sẽ trở
thành nguồn dinh dưỡng cung cấp cho các vi sinh vật
trong vùng rễ phát triển. Ngoài ra trong quá trình phát
triển, bộ rễ của cây không ngừng mở rộng tạo làm
thay đổi tính chất của đất, giúp cho oxy đi vào vùng
rễ, điều này cũng góp phần gián tiếp giúp cho các vi
sinh vật phát triển. Có thể hiểu biện pháp này chính
là việc sử dụng khéo léo mối quan hệ cộng sinh của
vi sinh vật trong đất với cây. Chính vì lẽ đó mà biện
pháp này chủ yếu sử dụng để xử lý các chất ô nhiễm
hữu cơ như PCB, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ,

Rhizofiltration: Là quá trình hấp phụ 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. Những quá
trình này xảy ra nhờ quá trình hoá học hoặc quá trình
sinh học. Biện pháp này phụ thuộc vào nồng độ chất
ô nhiễm, tính chất hoá học và lý học của chất ô
nhiễm, loài thực vật … Nó đạt hiệu quả cao khi chất
cần xử lý có khả năng tan tốt trong nước.

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.
Tuy nhiên quá trình này lại phụ thuộc vào nhiều yếu
tố như tính chất đất, điều kiện khí hậu, dạng chất cần
xử lý, bản chất của từng cây. Bởi có những chất hữu
cơ bản thân nó cũng bị phân huỷ do tác dụng của
phản ứng hoá học hoặc do vi sinh vật. Khi đó những
chất sau khi bị phân hủy lại đóng vai trò là nguồn
cung cấp dinh dưỡng cho cây. Những chất ô nhiễm
sau khi bị cây hấp thụ chúng bị biến đổi phụ thuộc
vào bản chất của chất đó. Khi đó có những chất sẽ
được cây giữ lại trong cấu trúc của tế bào hoặc trở
thành nguyên liệu trong quá trình trao đổi chất và sản
phẩm cuối cùng của nó là khí CO2 và H2O.

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. Các chất ô nhiễm này có thể
được biến đổi trước khi đi vào cây do tác dụng của
enzym giúp cho cây hút chúng nhanh hơn, hoặc một
số chất khi đi vào trong cây mới bị biến đổi. Trong
một số trường hợp thực vật ở vùng nhiệt đới hoặc có
điều kiện sống gần giống vùng nhiệt đới các chất ô
nhiễm này có thể bị bài tiết ra dưới dạng dịch. Giống
như cơ chế giảm bớt hàm lượng muối ở cây có khả

năng chịu mặn.

Việc lựa chọn từng công nghệ nhỏ này phụ thuộc vào
rất nhiều yếu tố như: dạng chất ô nhiễm, dạng tồn tại
chủ yếu của chất ô nhiễm ở trong môi trường cần xử
lý, nồng độ của chất ô nhiễm, đặc tính của môi
trường,

Tài liệu tham khảo:
[1] Phytotechnology Technical and Regulatory
Guidance Document
[2] phytoremediation decision tree
[3] phytoremediation of heavy metal contaminated
soils: approaches and perspectives, Võ Văn Minh, Võ
Châu Tuấn.
[4] introduction to phytoremediation.