Vallisneria americana và cộng đồng các vi sinh vật dị dưỡng cộng sinh ở vùng rễ

Danh sách sinh viên nhóm I
1. Lê Thị Phương Thảo
2. Nguyễn Hữu Đại
3. Nguyễn Thị Như Vân
4. Đàm Minh Anh
5. Trần Triệu
RHIZODEGRADATION
1. ĐỊNH NGHĨA
Rhizodegradation: Là quá trình phân huỷ chất ô nhiễm hữu cơ trong đất thông qua
quá trình hoạt động của vi 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 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 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,...
Quá trình phân hủy các chất hữu cơ theo cơ chế Rhizodegradation
2. XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG
Rhizodegradation đã được sử dụng cho đất, trầm tích, bùn cặn, dung môi clo hóa,
thuốc trừ sâu, hydrocarbon xăng dầu, và biphenyl.
3. THUẬN LỢI
Rhizodegradation có những thuận lợi như:
- Phân hủy tại chỗ các chất ô nhiễm
- Sự di chuyển của hợp chất vào cây hay vào không khí theo các công nghệ xử lý ô
nhiễm bằng thực vật khác có thể ít hơn so với công nghệ này vì quá trình phân hủy xảy
ra ngay tại nguồn gây ô nhiễm

- Có thể xảy ra quá trình khoáng hóa của chất ô nhiễm
- Chi phí thiết lập và bảo trì thấp so với các phương pháp xử lý khác
4. KHÓ KHĂN
Rhizodegradation có những khó khăn như:
- Cần khoảng thời gian dài cho sự phát triển rộng vùng rễ
- Cấu trúc và độ ẩm của đất có thể giới hạn chiều dài rễ
- Vùng rễ có thể làm tăng tốc độ phân hủy ban đầu nhưng phạm vi và mức độ phân
hủy cuối cùng có thể là giống nhau trong cả hai trường hợp đất thuộc vùng rễ và đất
không rễ
- Sự hấp thụ của cây trồng có thể xảy ra với nhiều chất gây ô nhiễm. Các nghiên cứu
thí nghiệm và thực địa cần giải thích cho sự biến mất khác và cơ chế phân giải bằng
thực vật (phytoremediation) có thể làm phức tạp việc giải thích sự phân giải của rễ
(rhizodegradation). VD: nếu cây trồng hấp thụ, phân giải bằng thực vật
(phytoremediation) hoặc phân giải nhờ bay hơi (phytovolatilization) có thể xảy ra ngoài
sự phân giải của rễ (rhizodegradation)
- Cần bón bổ sung phân cho cây do sự cạnh tranh chất dinh dưỡng của vi sinh vật
- Dịch tiết của rễ cũng kích thích sự phát triển của các vi khuẩn không phân hủy
chất ô nhiễm, làm tổn hại các vi khuẩn phân hủy chất ô nhiễm
- Vi sinh vật có thể sử dụng các nguồn chất hữu cơ từ cây thay cho các chất ô nhiễm,
do đó làm giảm lượng chất ô nhiễm phân hủy sinh học. Trong cột trầm tích thí nghiệm,
các mảnh vụn từ loài thực vật đất ngập nước mặn Spartina alterniflora làm giảm lượng
dầu phân hủy sinh học. Đó cũng có thể là do sự cạnh tranh về lượng oxy có hạn hay
chất dinh dưỡng vi sinh vật phân hủy dầu bản địa và vi sinh vật phân hủy các chất hữu
cơ thực vật.
5. NỒNG ĐỘ VÀ CÁC LOẠI CHẤT CÓ THỂ PHÂN HỦY
Những chất ô nhiễm bị phân hủy theo phương pháp này:
* TPH (total petroleum hydrocarbons)
Một vài địa điểm thực tế bị ô nhiễm dầu thô, diesel, dầu nặng, và các sản phẩm từ
dầu khác được nghiên cứu xử lý bằng thực vật bằng cách kiểm tra sự biến mất của
TPH. Rhizodegradation và sự hóa mùn là những cơ chế quan trọng nhất làm biến mất

TPH đối với những cây ít hấp thụ. Rhizodegradation có khả năng hạ thấp mức độ TPH
xuống dưới mức bình ổn nhận thấy ở phương pháp xử lý sinh học bình thường
Hàm lượng hydrocacbon dầu mỏ cao ban đầu (2000 – 40000mg/kg TPH) được
nghiên cứu ở vài địa điểm thực tế. Sự sinh trưởng khác nhau ở các loài thực vật khác
nhau, nhưng sự có mặt của một số loài đã dẫn đến sự biến mất đáng kể TPH so với
những loài khác hay trong đất không trồng thực vật
* PAHs (polycyclic aromatic hydrocacbons)
- Chrysene, benzo(a)anthracene, benzo(a)pyrene, và dibenzo(a,h)anthracene giảm đi
nhiều trong đất có trồng thực vật so với đất không trồng (Aprill and Sims 1990).
- Anthracene và pyrene giảm đi nhiều trong đất có trồng thực vật so với đất không
trồng (Reilley et al. 1996).
- Pyrene bị khoáng hóa với tốc độ lớn hơn khi ở các hệ thống có trồng cây (Ferro et
al. 1994a).
- Pyrene ở mức 150 mg/kg được thí nghiệm với cỏ lúa mì mào gà(Ferro et al.
1994b).
- Anthracene và pyrene ở mức 100 mg/kg được thí nghiệm với các loại cỏ và một
thứ đậu (Reilley et al. 1996).
- 10 mg/kg PAH (chrysene, benzo(a)anthracene, benzo(a)pyrene, dibenzo (a,h)
anthracene) đã giảm đi nhiều trong đất có trồng cây (Aprill and Sims 1990).
- PAHs ở mức 1,450 đến 16,700 mg/kg (ở đất cũng bị ô nhiễm PCP) ngăn chặn
mạnh mẽ sự nảy mầm và phát triển của các loại cỏ (Pivetz et al. 1997).
* BTEX (Benzene, toluene, ethylbenzene, and xylenes)
- Đất ở vùng rễ cây dương có mật độ cao các vi khuẩn phân hủy benzene, toluene,
và o-xylene so với vùng không có rễ cây. Các dịch rễ cây có chứa các đại phân tử hữu
cơ có khả năng phân hủy dễ dàng (Jordahl et al. 1997).
* Thuốc trừ sâu
- Thuốc diệt cỏ atrazine, metolachlor, và trifluralin: Đất vùng rễ có sự gia tăng tốc
độ phân hủy so với vùng đất không rễ. Các thí nghiệm đã được tiến hành trong sự vẵng
mặt của các loài cây để làm giảm ảnh hưởng của sự hấp thụ của rễ (Anderson et al.
1994).

- Thuốc diệt con trùng Parathion and diazinon organophosphate: tốc độ khoáng hóa
của các hợp chất đã đánh dấu phóng xạ cao hơn ở đất thuộc vùng rễ so với đất không
thuộc vùng rễ cây. Sự khoáng hóa Diazinon trong đất mà không có rễ thì không tăng lên
khi thêm dịch rễ cây, nhưng mà sự khoáng hóa parathion lại tăng (Hsu and Bartha
1979).
-Thuốc diệt cỏ Propanil : có sự tăng số lượng vi khuẩn Gram âm ở vùng đất chứa
quyển rế. Người ta cho rằng yếu tố phân hủy propanil tốt nhất sẽ có lợi khi do gần rễ
và các dịch rễ (Hoagland et al. 1994).
- Thuốc diệt cỏ 2,4-D: vi sinh vật có khả năng phân hủy 2,4-D xuất hiện liên quan
đến nâng cao về lượng trong quyển rễ của mía đường, so với vùng đất không có rễ
(Sandmann and Loos 1984). Hằng số tốc độ phân hủy bằng thực vật của 2,4-D cao hơn
ở các vùng đất thuộc quyển rễ (Boyle and Shann 1995).
- Thuốc diệt cỏ 2,4,5-T: Hằng số tốc độ phân hủy bằng thực vật của 2,4,5-T cao hơn
ở các vùng đất thuộc quyển rễ (Boyle and Shann 1995).
- Tăng sự phân hủy của đất thuộc vùng uyển rễ có chứa 0.3 g/g trifluralin, 0.5 g/g
atrazine, và 9.6 g/g metolachlor so với vùng không có rễ (Anderson et al. 1994).
- Parathion và diazinon ở mức 5 g/g khoáng hóa mạnh hơn trong đất có rễ (Hsu and
Bartha 1979).
- Đất có quyển rễ có chứa 3 g/g propanil đã tăng số lượng vi khuẩn Gram âm do đó
nhanh chóng biến đổi (Hoagland et al. 1994).
* Dung môi clo hóa
- Sự khoáng hóa mạnh hơn TCE của đất có trồng cây (Anderson and Walton 1995).
- sự phân hủy TCE và TCA có thể tăng thêm nhờ các rễ thực vật tăng cường sự phân
hủy của vùng quyển rễ (Narayanan et al. 1995).
- TCE ở mức 100 và 200 g/L trong nước ngầm đã được xử lý trong một hệ thống đất
- nước ngầm (Narayanan et al. 1995).
- TCA ở mức 50 và 100 g/L trong nước ngầm đã được xử lý trong một hệ thống đất
- nước ngầm (Narayanan et al. 1995).
* PCP (pentachlorophenol)
- PCP bị khoáng hóa tốc độ lớn hơn ở hệ thống có trồng thực vật so với hệ không

trồng thực vật (Ferro et al. 1994b).
-Đất có chứa 100 mg PCP/kg đất đã được xử lý trong một thí nghiệm với hycrest
crested wheatgrass (Ferro et al. 1994b).
- hạt cây cỏ kê (Panicum miliaceum L.) xử lý với một laoì vi khuẩn phân hủy PCP
đã nảy mầm và phát triển tốt trong đất chứa 175 mg/L PCP, so với các hạt không xử lý
(Pfender 1996).
- PCP ở mức 400 đến 4100 mg/kg (đất có bị ô nhiễm PAHs) ngăn chăn mạnh mẽ sự
nảy mầm và phát triển của 8 loài cỏ (Pivetz et al. 1997).
* PCBs (polychlorinated biphenyls)
- Những hợp chất như flavonoids and coumarins tìm thấy trong dung dịch lọc từ rễ
các cây xác định kích thích sự phát triển của vi khuẩn phân huỷ PCB (Donnelly et al.
1994; Gilbert and Crowley 1997).
* Surfactants
- Linear alkylbenzene sulfonate (LAS) and linear alcohol ethoxylate (LAE) có tốc
độ khoáng hóa mạnh hơn khi có mặt vi sinh vật vùng rễ hơn các trầm tích không có
vùng rễ (Federle and Schwab 1989).
- LAS và LAE ở mức 1 mg/L có tốc độ khoáng hóa mạnh hơn khi có mặt vi sinh vật
vùng rễ hơn các trầm tích không có vùng rễ (Federle and Schwab 1989)
6. ĐỘ DÀI RỄ
Do vùng rễ chỉ mở rộng khoảng 1mm từ rễ cây và ban đầu thể tích đất trong vùng rễ