dung thuc vạt xu ly moi truong

BAY HƠI CHẤT Ô NHIỄM
BẰNG THỰC VẬT
Lớp 08CSM
Khoa: sinh – môi trường
Trường: ĐHSP Đà Nẵng

1.

Nguyễn Thị Hồng

2.

Đào Thị pHượng

3.

Bùi Thanh Hiền

4.

Trần Thị Thúy An

5.

Nguyễn Thị Yến

6.

Nguyễn Thị Hằng

7.

…Lệ Ái


GIỚI THIỆU
 Công nghệ thực vật xử lý môi trường 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).
 Việc lựa chọn từng công nghệ nhỏ trong
Phytoremediation 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.
 Trong đó Phytovolatilization đang được nghiên cứu
và tiến hành sử dụng thành công ở rất nhiều nước
trên thế giới để loại bỏ các chất ô nhiễm dễ bay
hơi.



1 Định nghĩa/cơ chế
• Phytovolatilization là quá trình hấp thu,
và bay hơi các chất ô nhiễm nhờ thực
vật, với quá trình giải phóng hay biến
đổi chất ô nhiễm ra ngoài không khí

thông qua quá trình hấp thu chất ô
nhiễm, chuyển hóa và thoát hơi nước
của thực vật.
• Phytovolatilization là một quá trình
chuyển hóa chất ô nhiễm xảy ra đồng
thời với quá trình thoát hơi nước.


PHYTOVOLATILIZATION
 Đây được hiểu là biện pháp sử dụng thực vật để
hút chất ô nhiễm.
 Sau đó, các chất ô nhiễm này có thể bị biến đổi,
thay đổi khi vận chuyển trong thân, từ rễ tới lá.
 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 mạnh hơn, hoặc một số chất khi đi
vào trong cây mới bị biến đổi.
 Có những mức độ khác nhau của sự thành công
với phytovolatilization. Ví dụ: với 1 nghiên cứu
cho thấy cây dương lai có thể bay hơi đến 90%
của TCE mà chúng hút được.


BAY HƠI

QUÁ TRÌNH
Phytovolatilization
CHUYỂN

HÓA

HẤP THU

Chất ô nhiễm


phytovolatilization


2. MÔI TRƯỜNG XỬ LÝ
 Phytovolatilization chủ yếu được áp dụng để
xử lý:
* nước ngầm
 nhưng có thể được áp dụng để xử lý :
*Đất
*trầm tích
*bùn thải.
 Do đặc điểm chính của cơ chế này là khả
năng chuyển hóa bay hơi các chất ô nhiễm
nên chủ yếu xử lý nước ngầm, còn ở dạng
nước mặt thì các chất ô nhiễm đã bay hơi
trực tiếp.


3. ƯU ĐIỂM
Phytovolatilization có những ưu điểm như sau:
 Chất ô nhiễm có thể chuyển hóa, biến đổi thành
trạng thái ít độc hơn, (trường hợp như đối với
nguyên tố thủy ngân và khí dimetyl từ quặng

Selenit).
R-CH2-Hg+ + H+

R-CH3 + Hg(II)
Hg(II) + NADPH



Hg(O) NADP+ + H+

Thoát vào không khí

 Chất ô nhiễm được chuyển hóa, được giải phóng
vào môi trường không khí mạnh nên đạt hiệu quả.
Quá trình xử lý nhanh chóng làm giảm sút chất ô
nhiễm ngang bằng với cơ chế phytodegradation.
 Chi phí thấp, hiệu quả cao.
 Xử lý tại chỗ.


4. NHƯỢC ĐIỂM
Phytovolatilization có một số nhược điểm như sau:
 Chất ô nhiễm hay chất nguy hại (như vinyl chlo
clorua ở dạng TCE) có thể được giải phóng vào môi
trường ngoài dưới dạng khí. Một số nghiên cứu đã
chỉ ra TCE có thể giải phóng ra ngoài không khí
nhưng một số nghiên cứu khác lại chỉ ra rằng chúng
không bay hơi.
 Chất ô nhiễm hay các chất nguy hại có thể được
tích lũy trong thực vật và tiếp tục tồn tại, chuyển hóa

qua chuỗi thức ăn như trái cây hay mỡ động vật.
Một lượng nhỏ chất chuyển hóa được tìm thấy trong
mô thực vật (Newman và cộng sự. 1997a).


Sử dụng rộng rãi ở những vùng ô
nhiễm có nồng độ thấp.
Thời gian xử lý ô nhiễm dài.
Phụ thuộc vào mùa, thủy lực.
Công nghệ này chủ yếu ứng dụng
để xử lý chất ô nhiễm dễ bay hơi
(như các hợp chất của clo,…)
Có các biện pháp kiểm soát hợp lý.


5. CHẤT Ô NHIỄM VÀ NỒNG ĐỘ THÍCH
HỢP ĐỂ XỬ LÝ
5.1. Chất hữu cơ:
• Hỗn hợp dung dịch chứa Clo gồm có TCE, TCA,
carbon, tetrachloride ( Newman et al.1997a, 1997b;
narayanan et al.1995).
• Trong vòng 2 năm, cây dương lai có thể loại bỏ > 97%
TCE với nồng độ 50 ppm từ môi trường nước
(Newman et al.1997b).
• Sử dụng loại cỏ linh lăng có thể xử lý TCE nồng độ
100-200 µg/L trong nước ngầm ( Narayanan et al.
1995).
• Trong vòng 1 năm, cây dương lai đã xử lý được
khoảng 95% carbon tetrachloride (CCl4) nồng độ 50
ppm( Newman et al. 1997b).

• Chất hữu cơ là đối tượng chính của cơ chế này. Thông
thường các hợp chất hữu cơ nằm trong khoảng log =
0,5 đến log = 3,0 thì thực vật có khả năng chuyển hóa.


5.2. Chất vô cơ
 Các chất ô nhiễm vô cơ dùng trong phytovolatilization
gồ: Se ,Hg và các chất khác ở dạng dễ bay hơi
(Pierzynski et al .1994).
 Se đã được hấp thu và bay hơi tại những vùng nước
ngầm bị ô nhiễm với nồng độ 100 đến 500 µg/L
(Bãnuelos và cộng sự. 1997a) và đất bị ô nhiễm với
nồng độ 40 mg/L (Bãnuelos và cộng sự. 1997a) .
 Thực vật có thể sinh trưởng và phát triển ở mức ô
nhiễm Hg++ với nồng độ là 20ppm và xử lý bay hơi
Hg nguyên tố, với nồng độ 5-20ppm Hg++ không gây
độc với thực vật.
 Về mặt di truyền các loài cây có thể nảy mầm và phát
triển trong môi trường có Hg++ với nồng độ 20mg/L
sau đó bay hơi Hg; ở nồng độ 5-20 ppm Hg++ sẽ gây
độc cho thực vật (Meagher và Rugh 1996).


6. ĐỘ DÀI CỦA RỄ
 Các chất ô nhiễm phải ở trong vùng ảnh
hưởng của rễ cây (trong vùng trao đổi
chất của rễ), nước ngầm là mục đích
trọng tâm.
 Để xử lý được các chất ô nhiễm trong
nước ngầm, thì nước ngầm phải có dòng

chảy đi vào khu vực ảnh hưởng của rễ.


Cây Dương lai
(15 ft)
Cây đinh lăng
(4-6 ft)

Cây Mù tạp
Ấn Độ (1 ft)

ĐỘ SÂU TRUNG BÌNH CỦA 1 SỐ CÂY
DÙNG TRONG PHYTOVOLATILIZATION


7. Các loài thực vật
Các loài thực vật dùng trong phương pháp này bao gồm:

 a) Cây Dương lai (Hybrid Poplar)
Các nhà nghiên cứu của
trường đại học
Washington đã nghiên
cứu sử dụng cây Dương
lai để xử lý dung môi
Clo và đã tìm thấy sự
chuyển hóa TCE trong
cây (Newman và cộng sự
1997a).

Hybrid Poplar

Thu khí và hơi nước từ 1
cây dương lai

• Cây dương lai được trồng trên vùng đất Clackmas,
Oregon, Hoa Kỳ vào năm 1998 để khắc phục nguồn nước
ngầm bị ô nhiễm với VOCs (hợp chất hửu cơ dễ bay hơi).
Ngày 30-7-2002 những cây này vẫn còn sống và tăng
trưởng đáng kể. Phân tích mẫu mô thấy sự hấp thụ chất
ô nhiễm ở mô thân cao hơn mô lá. (Giáo sư Ilya Raskin,
Trung tâm AgBiotech, Cook College, Đại học Rutgers)


• Các nhà nghiên cứu ở Đông Argonne, Mỹ trồng 1 đồn
điền cây dương lai quy mô 800 cây năm 1999, nhằm xử
lý ô nhiễm nước ngầm do chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC)
:trichloroethene (TCE), tetrachloroethene(PCE), cacbon
tetrachloride,…


b) Cỏ linh lăng (Medicago sativa) được các

nhà khoa học trường Đại học Kanass, Mỹ nghiên cứu về
vai trò của nó trong việc thoát hơi chất TCE.

Cỏ linh lăng (Medicago sativa)
Loài Black locust đã được
nghiên cứu để ứng dụng trong việc
điều tiết lại lượng TCE có trong nước

ngầm (Newman et al. 1997b).


c) Cây Mù tạt Ấn Độ (Brassica juncea) và cây Cải dầu
(Brasica napus) đã được sử dụng trong quá trính xử lý
Selenium. Selenium (như selenat) được chuyển thành
khí Selenium dimetyl ít độc và được giải phóng ra môi
trường không khí.(Adler 1996).

Mù tạt Ấn Độ (Brassica juncea)

Cải dầu (Brassica napus)


d)Dâm bụt Đông Ấn Độ (Hibiscus cannabinus L. cv.
Indian) và Cỏ đuôi trâu (Festuca arundinacea Schreb
cv. Alta) đã được sử dụng để lấy đi Se nhưng chỉ ở
một mức độ nhất định và ít hơn so với loài cây cải
dầu (Banuelos et al. 1997b).

Festuca arundinacea Schreb
cv. Alta
Hibiscus cannabinus L.
cv. Indian


e)Một loài khác trong họ mù tạt
(Arabidopsis thaliana)
đã được chuyển gen
bao gồm có gen

(emzym) có khả năng
chuyển đổi Hg trong
muối thành dạng thủy
ngân kim loại và phát tán
vào không khí (Meagher
and Rugh 1996).
(Arabidopsis thaliana)


8. ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG
Bởi vì phytovolatilization liên quan đến việc phát tán
các chất ô nhiễm vào bầu khí quyển, tác động đến
hệ sinh thái và sức khỏe con người cần phải được
quan tâm.

8.1. Điều kiện môi trường đất:

Để quá trình thoát hơi nước xảy ra hiệu quả, đất phải
có khả năng vận chuyển nước lên cây.

8.2. Nước ngầm và nước mặt:

Nước ngầm phải nằm trong phạm vi ảnh hưởng của
rễ cây.

8.3. Điều kiện khí hậu:
Các yếu tố khí hậu như nhiệt độ, lượng mưa, độ ẩm,
cường độ chiếu sáng và vận tốc gió có thể ảnh
hưởng đến chỉ số thoát hơi nước.

9. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU HIỆN NAY
 Cơ chế phytovolatilization đã được nghiên cứu
trong phòng thí nghiệm và ngoài thực địa đối
với các chất TCE và các dung môi clo hóa
khác.
 Một dự án đã được tiến hành tại khu vực
Carswell, Fort Worth, sử dụng cây dương lai
để xử lý TCE trong nước ngầm bị ô nhiễm,
gồm cả quá trình bay hơi.
 Một số nghiên cứu đã được tiến hành có ý
nghĩa đáng kể để kiểm nghiệm và ứng dụng
thực vật xử lý Se bằng sự bay hơi của Se.


10. HỆ THỐNG CHI PHÍ
• Thông tin chi phí được thu thập từ một
phần của dự án SITE tại Carswell Site.re