Bài giảng ô nhiễm đất và các biện pháp xử lý phần II

42

wWw.kenhdaihoc.com Kờnh thụng tin Hc tp Gii trớ

Ch-ơng 3. Các biện pháp cải tạo đất ô nhiễm

Việc làm giảm ô nhiễm đất do các hợp chất ngoại sinh là vấn đề của cả thế
giới quan tâm. Ngoài sự khác nhau về sự phát triển của khoa học kỹ thuật ở các
n-ớc Ph-ơng Đông và Ph-ơng Tây, việc phòng ngừa và cải tạo đất ô nhiễm là
vấn đề mà các n-ớc công nghiệp đang phát triển nh- Việt Nam cần phải đ-ợc
quan tâm nhiều hơn. Một trong những giải pháp xử lý đất ô nhiễm là ph-ơng
pháp làm sạch đất nh- việc di dời các yếu tố ô nhiễm.
Có nhiều giải pháp công nghệ khác nhau để giải quyết vấn đề này, tuy
nhiên khi áp dụng bất cứ một giải pháp nào để làm sạch đất cũng cần quan tâm
đến hiệu quả của quá trình đ-ợc thể hiện thông qua các khía cạnh chính sau:
- Khả năng ứng dụng vào thực tiễn cao
- Chi phí giá thành hợp lý
- Ph-ơng pháp tiến hành đơn giản, dễ vận hành
- Cần nguồn tài nguyên và năng l-ợng để duy trì quá trình xử lý ở tối thiểu
- Khả năng dễ dàng sử dụng lại những vùng đất đã đ-ợc xử lý
- Tính bền vững cao, giảm đ-ợc rủi ro lâu dài với môi tr-ờng
- Thời gian xử lý nhanh
- Khả năng dễ dàng chấp nhận của ph-ơng pháp
Các ph-ơng pháp làm sạch sử dụng sự khác nhau đặc tr-ng giữa các tính
chất của các yếu tố ô nhiễm hoặc các phần tử ô nhiễm và tính chất lý hoá học
của đất. Các tính chất mà ph-ơng pháp làm sạch có thể áp dụng đ-ợc đó là: đặc
tính dễ bay hơi của các chất ô nhiễm, khả năng hoà tan trong n-ớc, khả năng hấp
phụ và giải hấp cũng nh- kích th-ớc, mật độ và hình dạng của các phần tử ô
nhiễm (hoặc các phần tử chất ô nhiễm), khả năng phân huỷ sinh học hoặc tính
không ổn định về mặt hóa học. Do đó, khi áp dụng các ph-ơng pháp xử lý cần
chú ý các yếu tố sau:

- Loại đất: Cấu trúc đoàn lạp đất, đặc tính của các phân tử đất, tỷ lệ các chất
mùn trong đất.
42


43

wWw.kenhdaihoc.com Kờnh thụng tin Hc tp Gii trớ

- Dạng và nồng độ của các chất ô nhiễm
- Trạng thái vật lý của các chất ô nhiễm
Khoảng cách khu vực bị ô nhiễm do yếu tố ô nhiễm với thời gian giữa quá
trình ô nhiễm và làm sạch. Đặc biệt là khi áp dụng các biện pháp xử lý tại chỗ
cần biết rằng khu vực bị ô nhiễm có phải đã bị xáo trộn do quá trình cơ học hay
không.
Các ph-ơng pháp làm sạch đất phụ thuộc chủ yếu vào dạng và nồng độ của
các chất ô nhiễm ở trong đất. Các chất ô nhiễm chủ yếu là:
- Các hydrocacbon béo và hydrocacbon thơm không bay hơi
- Các hydrocacbon béo và hydrocacbon thơm bay hơi
- Các hydrocacbon thơm đa vòng
- Các thuốc trừ sâu hữu cơ, PCBs
- Kim loại nặng và hợp chất của nó
- Các xyanua tự do
- Các xyanua phức hợp
Các loại đất ô nhiễm kim loại nặng hay hợp chất kim loại nặng hầu hết
th-ờng tồn l-u nên khó làm sạch. Nguyên nhân là các kim loại và hợp chất của
chúng không bị phân huỷ và khi có thủy ngân và asen thì việc làm bay hơi các
chất này cần phải có nhiệt độ rất lớn. Hơn nữa, các kim loại nặng th-ờng đ-ợc
tìm thấy trong đất do các loại ô nhiễm khác, đặc biệt là các hợp chất hữu cơ. Sự
có mặt của các chất ô nhiễm hữu cơ này có thể làm cho việc di dời các kim loại

ra khỏi đất thêm phần phức tạp hơn.
Trạng thái vật lý của các chất ô nhiễm cũng rất quan trọng nh-ng đôi khi
không đ-ợc đánh giá đúng mức nh- là một yếu tố khi tính đến khả năng làm
sạch đất. Các chất ô nhiễm có thể có mặt trong đất th-ờng ở các dạng sau:
- Các chất ô nhiễm dạng hạt (với các phần tử có kích th-ớc bằng, lớn hơn
hoặc lớn hơn các phần tử đất không ô nhiễm).
- Các màng lỏng xung quanh các phần tử đất
- Hấp phụ trên bề mặt các phần tử đất
43


44

wWw.kenhdaihoc.com Kờnh thụng tin Hc tp Gii trớ

- Hấp phụ trong phần tử đất (các chất hữu cơ).
- Tan trong pha n-ớc và các khoảng hổng của các phần tử đất
- Có mặt trong các pha lỏng hoặc pha rắn và các khoảng hổng của phần tử
đất.
Các nguyên tắc chính đ-ợc áp dụng để làm sạch đất
nhiễm:
1. Di dời (loại bỏ) chất ô nhiễm bằng việc tách các phần tử. Ví dụ nh- xử lý
bằng cách tách và bằng việc giải hấp.
2. Tách các yếu tố ô nhiễm dạng hạt bằng cách tách pha. Ví dụ nh- việc phân
loại với hidro-xyclon, kỹ thuật tuyển nổi tạo bọt (tạo váng) và kỹ thuật
lắng.
3. Tách các yếu tố ô nhiễm bằng cách phá vỡ cấu trúc hoá học, nhiệt học.
4. Tách các yếu tố ô nhiễm bằng việc làm suy thoái sinh học. Ví dụ nh- các
kỹ thuật làm đất trồng cây và các lò phản ứng bùn sinh học.
5. Tách các yếu tố ô nhiễm bằng việc hấp thu các chất sinh học hoặc sự huy

động sinh học.
Phần lớn các công nghệ làm sạch đã đ-ợc phát triển dựa trên các nguyên
tắc này. Tuy nhiên trong thực tế chỉ có một số ph-ơng pháp có thể đ-ợc áp dụng
thành công ở hiện tại. Hơn nữa, các ph-ơng pháp có thể đ-ợc áp dụng vào lúc
này chỉ thích hợp đối với một phần nhỏ các khu vực bị ô nhiễm, nghĩa là với thời
gian xử lý ngắn và các loại đất xử lý đ-ợc xem là sạch.
Gần đây ng-ời ta cũng nhận thấy rằng các trầm tích bị ô nhiễm cũng là một
vấn đề đe doạ nghiêm trọng đối với môi tr-ờng n-ớc và các nguồn tài nguyên
n-ớc nói chung. Ngoài ra, các trầm tích bị ô nhiễm cũng cần phải đ-ợc nạo vét
th-ờng xuyên với các lý do quản lý n-ớc. Một khối l-ợng rất lớn các chất này là
một vấn đề rất nghiêm trọng khi nồng độ của các chất ô nhiễm lên đến mức chất
thải nguy hiểm. Tr-ớc khi chôn lấp chúng xuống d-ới biển hoặc khu bãi rác, các
trầm tích ô nhiễm cần phải đ-ợc xử lý sạch. Các kỹ thuật để làm sạch các trầm
tích thì gần giống với các kỹ thuật để làm sạch các loại đất ô nhiễm. Tuy nhiên
44


45

wWw.kenhdaihoc.com Kờnh thụng tin Hc tp Gii trớ

có 4 sự khác nhau chính giữa đất ô nhiễm và trầm tích ô nhiễm cần đ-ợc xem xét
khi áp dụng các kỹ thuật này:
- Các trầm tích chứa khối l-ợng n-ớc lớn
- Trầm tích có đ-ờng kính các hạt trung bình nhỏ hơn các loại đất ô nhiễm.
- Các chất ô nhiễm có trong trầm tích thì ít thay đổi hơn và chỉ giới hạn d-ới
vài dạng.
- Các chất ô nhiễm hoà tan tron n-ớc thì không có trong trầm tích
Mục đích của phần này là đ-a ra một cái nhìn tổng quát về khả năng áp
ụng các kỹ thuật làm sạch hoặc các nguyên tắc đối với đất và trầm tích ô nhiễm

do kim loại nặng và các hợp chất kim loại nặng. Đối với mỗi kỹ thuật sẽ mô tả
ngắn gọn các nguyên tắc xử lý, một số cấu hình, tính ứng dụng và cũng dùng để
tách các chất ô nhiễm hữu cơ, các b-ớc tiến hành và kinh nghiệm thực tế.
3.1. Ph-ơng pháp xử lý các đất đã đào bằng nhiệt
3.1.1. Nguyên lý
Việc làm sạch đất bằng nhiệt gồm 2 b-ớc xử lý:
B-ớc thứ nhất là chú trọng vào sự bay hơi của các chất ô nhiễm từ các phần
tử đất ở nhiệt độ khoảng 2000C - 7000C. ở đây có thể xảy ra sự chuyển đổi hoá
học của các chất ô nhiễm, sự chuyển đổi này phụ thuộc vào nhiệt độ. Tất cả các
chất ô nhiễm hữu cơ đều có thể đ-ợc chuyển đổi sang pha khí khi đ-ợc cung cấp
nhiệt độ đủ cao và thời gian xử lý đủ dài. Các phần tử đất hữu cơ nh- các axit
humic cũng có thể bị phá vỡ và bay hơi. Các chất ô nhiễm hữu cơ trong pha khí
th-ờng bị ô xi hoá hoàn toàn ở nhiệt độ giữa 900 0C và 11000C ở các b-ớc đốt
cháy thành tro. Sau đó đất đ-ợc làm sạch sẽ đ-ợc làm lạnh với n-ớc nhờ một hệ
thống thiết bị di dời.
3.1.2. Hệ thống xử lý
Hệ thống xử lý nhiệt hoá hoàn thiện đ-ợc phác hoạ trong hình 3.1 nh- sau:

Thay đổi
nhiệt độ

Thiết bị lọc
khí

Ly tâm
45


46

wWw.kenhdaihoc.com Kờnh thụng tin Hc tp Gii trớ

Khí sạch

Thiết bị dẫn

Lò quay

Không khí và nhiên liệu

Không khí và nhiên liệu

Đất ô nhiễm
Đất sạch

Hình 3.1. Hệ thống xử lý bằng nhiệt
Đất đ-ợc sàng để lọc ra các phần tử có kích th-ớc lớn hơn 40 tới 50 mm,
tiếp theo đất đ-ợc cho vào lò đun bằng dầu. Các phần tử đất sẽ tiếp xúc với khí
nóng do sự chuyển động quay của lò. Khí sẽ bay ra khỏi lò để tới buồng đốt sau
nơi có không khí và dầu để có thể đạt đ-ợc nhiệt độ thiêu đốt lớn hơn, đây là
điểm cần thiết để oxi hoá hoàn toàn các chất hữu cơ bay hơi. Khí từ các buồng
đốt đ-ợc làm lạnh bằng bộ trao đổi nhiệt và đ-ợc chuyển tới thiết bị kiểm tra ô
nhiễm. Thiết bị này gồm một hệ thống tách các phần tử, ví dụ nh- xyclon (thiết
bị để tác các hạt cứng có kích th-ớc khác nhau) và máy lọc hơi đốt.
Có một số kỹ thuật nhiệt hoá khác nh-:
- Lò quay với thiết bị trao đổi nhiệt bên trong hoặc nhiệt bên ngoài
- Hệ thống xử lý nhiệt hoá lỏng cố định
- Hệ thống xử lý nhiệt bằng tia hồng ngoại
3.1.3. Khả năng ứng dụng thực tiễn
Ph-ơng pháp xử lý bằng nhiệt phù hợp để tách các chất ô nhiễm hữu cơ và

cho tất cả các loại đất. Nhiệt độ cần để di dời các chất ô nhiễm phụ thuộc chủ
yếu vào dạng chất ô nhiễm. Dầu diezen và xăng có thể đ-ợc tách ở nhiệt độ
khoảng 3000C, các phức xyanua sắt có thể bị phá vỡ ở nhiệt độ khoảng 450 0C
đến 5000C. Ph-ơng pháp này cũng có thể tách các hợp chất halogen hữu cơ từ
46


47

wWw.kenhdaihoc.com Kờnh thụng tin Hc tp Gii trớ

đất. Tuy nhiên cần ngăn ngừa để giảm sự phát thải của dioxin ở nhiệt độ cao hơn
10000C - 11000C sau khi thiêu đốt.
Đối với việc loại bỏ các kim loại nặng cần chú ý tới một số vấn đề sau:
- Thuỷ ngân và các hợp chất có chứa thủy ngân có thể bị di chuyển khi làm
bay hơi từ đất. Tuy nhiên việc loại bỏ này đôi khi cần nhiệt độ cao, việc lấy đi
các phân tử thuỷ ngân bay hơi và các hợp chất của chúng từ pha khí sau khi ra
khỏi lò cần một hệ thống kiểm soát ô nhiễm đặc biệt và khác biệt so với các phân
tử bình th-ờng khác cũng nh- khi sử dụng ph-ơng pháp xử lý nhiệt cho các loại
đất bị ô nhiễm bởi chất hữu cơ.
- Đối với một số các kim loại nặng và hợp chất kim loại nặng (Hg, As, Cd)
có thể bay hơi ở nhiệt độ trên 8000C. Một phần của kim loại ng-ng trong pha khí
đôi khi bị hấp phụ bởi các vật chất ở pha khí. Tuy nhiên, hầu hết các kim loại
này đều th-ờng dừng lại ở pha rắn, không di chuyển trong xỉ do các cơ chế hoá
học và vật lý.
Khả năng ứng dụng thực tiễn: Ph-ơng pháp nhiệt đ-ợc áp dụng cho việc
làm sạch đất ở quy mô rộng. Tuy nhiên, kinh nghiệm thực tiễn cho thấy ph-ơng
pháp chủ yếu giới hạn cho các loại đất ô nhiễm các chất hữu cơ không phải là
halogen. Chi phí giá thành xử lý phụ thuộc chủ yếu vào loại đất, hàm l-ợng n-ớc
trong đất và đặc điểm của từng loại chất ô nhiễm. Dự đoán khoảng 100 tới 150

USD/ tấn đất.
3.2. Ph-ơng pháp xử lý đất bằng tách chiết, phân cấp cỡ hạt
3.2.1. Nguyên lý
Việc tách/ phân cấp cỡ hạt của các loại đất ô nhiễm là ph-ơng pháp xử lý
mà các chất ô nhiễm phải đ-ợc di dời từ đất, khi sử dụng các tác nhân tách lỏng.
Quá trình tách bao gồm 3 b-ớc chính:
Trộn kỹ đất ô nhiễm với các tác nhân chiết tách(1) tách rời các tác nhân
chiết tách ra khỏi các phần tử đất (2) và biện pháp xử lý với các tác nhân chiết
tách (3). B-ớc trộn kỹ giúp cho sự di chuyển của các chất ô nhiễm từ đất tới các
tác nhân tách lỏng. Về nguyên tắc, có thể phân biệt đ-ợc 2 cơ chế tách:
47


48

wWw.kenhdaihoc.com Kờnh thụng tin Hc tp Gii trớ

Cơ chế thứ nhất: chú trọng đến sự hoà tan các chất ô nhiễm vào các tác
nhân chiết tách. Quá trình này có thể đ-ợc thúc đẩy bằng sự thêm vào các chất
hoá học nh- axit, các chất tẩy, các tác nhân tạo phức và dung dịch NaOH.
Cơ chế thứ 2: là sự phân tán các phần tử ô nhiễm vào trong các tác nhân
chiết tách. Các hoá chất có thể đ-ợc sử dụng để thúc đẩy quá trình này là dung
dịch NaOH và một số loại chất tẩy khác. Việc sử dụng dung môi hữu cơ nh- là
các tác nhân chiết tách, tuy nhiên sử dụng các tác nhân tách hữu cơ thì phức tạp
hơn rất nhiều so với việc sử dụng tác nhân lỏng. Đây là lý do tại sao cho tới bây
giờ trong thực tế hầu hết sử dụng các tác nhân tách là n-ớc. Có một số các kỹ
thuật thích hợp để tách các tác nhân có chứa các chất ô nhiễm hoà tan và lơ lửng
ra khỏi các phần tử đất sạch. Đối với việc tách có chọn lọc các phần tử đất ô
nhiễm từ các phần tử đất không bị ô nhiễm thì việc tách dựa vào sự khác nhau về
kích th-ớc, tốc độ lắng, đặc tính về từ tính và đặc tính bề mặt.

Một số l-ợng lớn các kỹ thuật xử lý hoá học và vật lý là sử dụng các tác
nhân chiết tách để làm sạch. Các kỹ thuật này sẽ đ-ợc giới thiệu kỹ hơn ở phần
sau:
3.2.2. Hệ thống xử lý
Quá trình chung của việc chiết tách/ phân cấp cỡ hạt đ-ợc mô tả ở hình 3.2:
Đất ô nhiễm

Tr-ớc khi xử lý

Trộn kỹ đất
và tác nhân

Phần còn lại khi sàng

Tách rời
các hạt thô

Tách rời các
hạt mịn

Tác nhân chiết
tách mới

Sau khi xử lý

Sau khi xử lý

Xử lý các tác nhân tách

48

Đất sạch


49

wWw.kenhdaihoc.com Kờnh thụng tin Hc tp Gii trớ

Tác nhân chiết
tách còn d-

Bùn

Hình 3.2. Quá trình chiết tách/phân cấp đất đã đào
Đầu tiên, đất cần làm sạch đ-ợc sàng để di chuyển các phần tử lớn nh- các
mẩu gỗ, phần còn lại của cây, đá, chất rắn,... Đất tr-ớc khi xử lý đ-ợc trộn kỹ với
các tác nhân tách chiết. Nh- đã nói, mục đích chính của b-ớc này là để chuyển
các chất ô nhiễm vào trong pha tách. Sau b-ớc trộn, các phân tử đất sạch và các
tác nhân tách chứa các chất ô nhiễm hoà tan và dạng hạt đ-ợc tách rời riêng. Có
một số kỹ thuật xử lý thích hợp cho b-ớc này. Sau đó đất đã tách đ-ợc rửa sạch
bằng n-ớc. Pha chiết tách trong b-ớc tách gồm một số l-ợng nhỏ các phân tử đất
đã t-ơng đối sạch có thể di dời vào b-ớc thứ hai. Cuối cùng, các tác nhân ô
nhiễm đ-ợc làm sạch trong hệ thống thiết bị xử lý n-ớc thải, một phần các nhân
chiết tách này sẽ đ-ợc sử dụng lại.
Dựa vào sơ đồ các b-ớc phác hoạ trong hình 3.2, một vài thay đổi trong
quá trình tách/ phân cấp cho phép phân biệt giữa 2 nhóm công nghệ hoặc là dựa
vào sự phân cấp các phân tử cũng nh- quá trình rửa. Hầu hết trong thực tế ng-ời
ta sử dụng kết hợp cả 2 ph-ơng pháp này. Nhóm ph-ơng pháp thứ nhất sử dụng
việc phân cấp các cỡ hạt để làm sạch đất. Việc phân cấp (tách có chọn lọc về
kích th-ớc) chú trọng để di dời các phần tử đất lớn, t-ơng đối sạch ra khỏi các

phần tử nhỏ ô nhiễm nh- là các hạt đất mà các chất ô nhiễm bị hấp phụ hoặc các
chất ô nhiễm dạng hạt nhỏ. Các kỹ thuật phân cấp các hạt cần thiết là:
1. Hệ thống Hydro-xyclon: Việc tách các hạt trong thiết bị này dựa vào lực
ly tâm. Phần bùn của các phân tử đất và các phần tử bị ô nhiễm thì đ-ợc tách
riêng đi vào một dòng chảy ở d-ới có chứa các phần tử đất lớn hơn và các phần
tử đất nhỏ hơn đi vào dòng chảy phía trên. Để hệ thống có thể hoạt động một
cách hiệu quả, các xyclon đ-ợc sắp xếp thành một dãy. Việc tách có chọn lọc

49


50

wWw.kenhdaihoc.com Kờnh thụng tin Hc tp Gii trớ

hoàn toàn có thể thực hiện đ-ợc với các phân tử có đ-ờng kính lớn hơn 10 20m.
2. Hệ thống tách dòng d-ới cố định: Hệ thống này đ-ợc dựa trên sự khác
nhau về vận tốc lắng theo trọng l-ợng của các phân tử đất ô nhiễm nhỏ và các
phân tử đất sạch. Phần bùn của các hạt đất sạch và các phân tử đất ô nhiễm sẽ
đ-ợc cho vào dòng chảy ng-ợc lại của một cột đứng. Vận tốc nhân tạo của các
tác nhân trong cột đ-ợc lựa chọn theo phép lắng các hạt đất lớn và sự di chuyển
chúng khỏi đáy của thiết bị. Các tác nhân tách và các phân tử ô nhiễm đ-ợc tách
ra theo cổ thiết bị. Với hệ thống này, có thể tách các hạt có kích th-ớc lớn hơn
50m.
Hệ thống tách theo trọng lực xuất phát từ ngành công nghiệp khai khoáng.
Một số các kỹ thuật tách các hạt đ-ợc sử dụng trong ngành công nghiệp khai
khoáng để làm thu hồi và nâng cấp các quặng. Một số các kỹ thuật này phù hợp
để ứng dụng trong kỹ thuật làm sạch đất. Có thể nhắc tới các kỹ thuật sau: Kỹ
thuật lắng; kỹ thuật bàn rung; kỹ thuật tách xoáy ốc Humphrey và kỹ thuật tách
khung nghiêng.

3. Kỹ thuật nổi: Trong nhiều tr-ờng hợp các chất ô nhiễm hoặc đ-ợc hấp
phụ ở bề mặt các phần tử đất nhỏ, ví dụ nh- đất sét hoặc ở d-ới dạng hạt. Bằng
sự thêm vào các chất hoá học đặc biệt ng-ời ta có thể tạo ra bề mặt không -a
n-ớc cho các phần tử ô nhiễm. Sự sục khí vào bùn dẫn tới việc gắn các bong
bóng khí vào các phân tử không -a n-ớc, kết quả là tạo nên sự nổi có chọn lọc
của các chất ô nhiễm. Đối lập với kỹ thuật tách dựa vào trọng lực, ph-ơng pháp
này tạo ra khả năng tách các hạt chất ô nhiễm hoặc không ô nhiễm có cùng kích
th-ớc và nồng độ nh-ng có đặc tính bề mặt khác nhau.
Nhóm thứ hai của quá trình chiết tách/phân cấp là dựa vào việc rửa các chất
chất ô nhiễm ra khỏi các phần tử đất hoặc trong các phần tử ô nhiễm hoà tan
hoàn toàn. Quá trình rửa tập trung vào việc di dời các kim loại nặng và các hợp
chất chứa kim loại nặng từ đất. Qúa trình rửa của KLN có thể đ-ợc tiến hành với
một vài loại tác nhân rửa nh-:
- Các axit vô cơ nh-: HCl, H2SO4 với pH > 2
50


51

wWw.kenhdaihoc.com Kờnh thụng tin Hc tp Gii trớ

- Các axit hữu cơ nh-:

A.acetic, A.lactic và A.citric

- Các tác nhân tạo phức

(EDTA, NTA)

- Sự kết hợp của các axit hữu cơ, các tác nhân tạo phức và axit vô cơ

Khi rửa với axit cần có độ pH thấp để rửa có hiệu quả các KLN. Điều này
đòi
phải có các chất liệu đặc biệt để tránh việc ăn mòn các thiết bị. Việc giải phóng
từ từ nhôm trong đất cần phải đ-ợc xem nh- quá trình không mong muốn. Cần
nhận thấy quá trình rửa cũng có thể dùng để rửa một l-ợng lớn, do vậy đòi hỏi
thời gian xử lý lâu hơn ở các điều kiện ôn hoà và không làm tăng đáng kể chi phí
xử lý.
Việc tách với các tác nhân tạo phức không nhất thiết đòi hỏi pH thấp. Tuy
nhiên đã có kết quả cho thấy việc tách Pb với EDTA đ-ợc nâng cao ở pH thấp.
Điều bất thuận khi sử dụng tác nhân tạo phức là giá cả của chúng t-ơng đối cao.
Đối với việc làm sạch lại các tác nhân cần có một khối l-ợng lớn các hệ
thống xử lý hoá học và vật lý. Trong các ph-ơng pháp này có thể kể đến là các
quá trình trung hoà, kết tủa, keo tụ, tuyển nổi, hấp phụ cacbon hoạt tính, trao đổi
ion và phản ứng khử. Quá trình làm sạch trong từng tr-ờng hợp phụ thuộc vào rất
nhiều yếu tố nh- tỷ lệ % các cấp hạt và các hợp chất hữu cơ trong đất, bản chất
và nồng độ của các chất ô nhiễm và thành phần của các tác nhân tách chiết.
Các cặn thu đ-ợc từ việc xử lý các tác nhân tách có thể đ-ợc tách n-ớc nhờ
sử dụng máy ly tâm, ép lọc hoặc sàng. Số l-ợng cặn thu đ-ợc trong quá trình xử
lý dựa trên việc chiết tách và phân loại là một yếu tố quan trọng. Cặn này bao
gồm chủ yếu là phần tử đất. Các hợp chất ô nhiễm trong phần chiết này t-ơng
đối nhỏ, tuy nhiên nồng độ chung của các chất ô nhiễm thì cao và các chất cặn
này cần đ-ợc coi là chất thải nguy hiểm. Do đó, các b-ớc xử lý tiếp theo sử dụng
ph-ơng pháp nhiệt hoá hoặc ph-ơng pháp loại bỏ ở các khu vực này là rất quan
trọng.
3.2.3. Khả năng ứng dụng thực tiễn

51


52

wWw.kenhdaihoc.com Kờnh thụng tin Hc tp Gii trớ

Quá trình chiết tách/ phân cấp các loại đất đào là quá trình làm sạch thích
hợp tr-ớc hết là xử lý các loại đất cát tinh khiết và các loại đất cát với hàm l-ợng
chất hữu cơ nhỏ hơn 10 - 20%. Các phần tử sét nhỏ và phần tử mùn hầu hết là tập
trung trong các phần bùn lắng đọng nên không chấp nhận hàm l-ợng lớn các
phần tử này. Một vài thay đổi để áp dụng cho sét giống nh- đất, tuy nhiên những
thay đổi này đang ở giai đoạn phát triển.
Khi di dời các chất ô nhiễm thì có thể di dời cả các phần tử hữu cơ cũng
nh- các kim loại nặng. Trạng thái vật lý của các chất ô nhiễm có thể đ-ợc hấp
phụ hay hấp thu vào các hạt đất hoặc có mặt nh- ở dạng hạt thì không có giới
hạn. Việc thay đổi quá trình và các điều kiện của quá trình mà có thể áp dụng
đ-ợc hay không phụ thuộc vào loại đất ô nhiễm. Vì trong thực tế đối với mỗi loại
đất ô nhiễm cần có một quá trình xử lý khác nhau.
Kinh nghiệm cho thấy việc tách/phân cấp đất ô nhiễm đã đào đ-ợc áp dụng
rất nhiều trong thực tế. Các thực nghiệm cho thấy là hoàn toàn thích hợp nếu có
một số thay đổi cho việc tách tất cả các loại ô nhiễm. Tuy nhiên nh- đã nói ở
trên, việc thực nghiệm này chỉ áp dụng cho đất cát và các loại đất chứa ít sét và
các phần mùn. Chi phí của ph-ơng pháp này phụ thuộc rất lớn vào các loại đất ô
nhiễm, -ớc tính khoảng 50 - 150 USD/ 1 tấn đất.
3.3. Ph-ơng pháp xử lý tách đất ô nhiễm tại chỗ
3.3.1. Nguyên lý
Sơ đồ tiến hành xử lý đ-ợc mô tả trong hình 3.3 nh- sau:
Các chất thêm vào (HCl, EDTA, NTA, )

Điều kiện thực hiện

Lấy đi các KLN

52


53

wWw.kenhdaihoc.com Kờnh thụng tin Hc tp Gii trớ

Soil surface

Water level







Mục đích cô lập, tách riêng
Hình 3.3. Ph-ơng pháp tách chiết đất bị ô nhiễm
Quá trình xử lý bao gồm việc thấm lọc các tác nhân chiết tách dạng n-ớc
vào trong các khu vực ô nhiễm. Sự thấm lọc này có thể đạt đ-ợc bằng các rãnh
trên bề mặt, các m-ơng tiêu ngang, các giếng sâu hoặc bằng sự kết hợp của cả 3
ph-ơng thức này.
N-ớc của các tác nhân thấm lọc đi qua đất và các hợp chất tan có mặt trong
đất sẽ tan vào dung dịch chiết. Phần n-ớc chiết đ-ợc bơm vào hệ thống xử lý
n-ớc để di dời các chất ô nhiễm. N-ớc đ-ợc sử dụng lại nh- là tác nhân tách sau
khi đ-ợc xử lý. Quá trình này đ-ợc tiếp tục cho đến khi nồng độ các chất còn lại
đáp ứng các tiêu chuẩn sẵn có.
3.3.2. Các giới hạn của quá trình xử lý
Để ph-ơng pháp này có thể tiến hành trong thực tế cần chú ý các điểm sau:

- Đặc tính n-ớc của khu vực ô nhiễm.
- Sự gián đoạn cơ học của đất trong khu vực ô nhiễm.
- Nguồn gốc gây ô nhiễm
- Đặc tính hoàn tan của các chất ô nhiễm.
- Xử lý thu hồi tác nhân chiết tách.
- Điều kiện của các tác nhân chiết tách
Khi xét các đặc tính n-ớc của khu vực ô nhiễm, phẫu diện đất cần có tính
thấm cao, có nghĩa là chỉ có các loại đất cát là phù hợp cho ph-ơng pháp xử lý
tại chỗ. Sự có mặt của các lớp sét không thấm n-ớc không phải là điều làm đình
53


54

wWw.kenhdaihoc.com Kờnh thụng tin Hc tp Gii trớ

trệ quá trình nh-ng cần có các biện pháp xử lý đặc biệt để các tác nhân chiết tách
và n-ớc lọc có thể thấm qua hợp lý. Điều quan trọng để đảm bảo dung dịch
ngâm chiết di chuyển qua tất cả khu vực mà các chất ô nhiễm có mặt.
Khu vực ô nhiễm có thể đ-ợc di dời khi các tác nhân tách thâm nhập theo
những con đ-ờng mà chất ô nhiễm đã thâm nhập. Sự gián đoạn cơ học của tầng
mặt khu vực ô nhiễm có thể làm lan truyền các chất ô nhiễm tới các các khu vực
không dễ dàng xảy ra thấm lọc, những chỗ gây cản trở khả năng thấm.
Nguồn gốc ô nhiễm ảnh h-ởng lớn tới khả năng xử lý. Các cơ hội để tiến
hành thành công việc chiết tách tại chỗ là cao nếu các chất ô nhiễm đ-ợc hoà tan
trong pha n-ớc. Tuy nhiên nếu nguồn gốc ô nhiễm bao gồm các kim loại bền ở
trong các hợp chất dạng hạt và khu vực đã bị xáo trộn cơ học thì khả năng ứng
dụng của ph-ơng pháp này là không hoàn toàn có thể thành công.
Ph-ơng pháp này chỉ phù hợp nếu tính hoà tan của chất ô nhiễm trong các
tác nhân chiết tách là đủ cao. Trong tr-ờng hợp đất ô nhiễm do n-ớc thải có chứa

các kim loại nặng thì sự liên kết chặt của kim loại với các phần tử đất sẽ xảy ra,
làm cho nồng độ cân bằng của các kim loại trong pha n-ớc giữa các phần tử đất
là rất thấp. Có thể tăng nồng độ các kim loại trong pha n-ớc bằng cách thêm vào
các chất hoá học. Điều kiện này có thể thực hiện đ-ợc nếu có các tác nhân sau:
- Các axit vô cơ (HCl, H2SO4, HNO3).
- Các axit hữu cơ (mặc dù có thể thu đ-ợc ở nồng độ pH thấp)
- NaOH (thích hợp cho các hợp chất l-ỡng tính, tuy nhiên các chất hữu cơ
trong đất cũng có thể bị hoà tan).
- Các phức chất nh-: A.xit citric, nitrilotri acetat (NTA) và các clorua vô cơ
ở nồng độ cao.
- Sự kết hợp của các tác nhân tạo phức và axit
- Các tác nhân oxi hoá - khử
N-ớc thấm lọc từ khu vực ô nhiễm cần đ-ợc xử lý. B-ớc đầu tiên là tách
các kim loại nặng. Một số ph-ơng pháp có thể dùng để do dời các kim loại nặng
nh-:
54


55

wWw.kenhdaihoc.com Kờnh thụng tin Hc tp Gii trớ

- Làm kết tủa bằng cách tăng nồng độ pH với NaOH hoặc Na2S
- Làm đông tụ/ keo tụ bằng trầm tích
- Siêu lọc/ vi lọc
- Thẩm thấu ng-ợc
- Sự điện phân và thấm tách bằng điện
- Trao đổi ion
- Xử lý sinh học
Đôi khi việc kết hợp các kỹ thuật là cần thiết nh- sự kết tủa và đông tụ/ keo

tụ tiếp theo và quá trình tách n-ớc cơ học. Tiếp đó các tác nhân tách đ-ợc tái sử
dụng lại bằng cách thêm vào các hoá chất thích hợp để đạt đ-ợc nồng độ hoặc
pH mong muốn.
3.3.3. Kinh nghiệm thực tiễn
Ph-ơng pháp xử lý tại chỗ đã đ-ợc tiến hành ở diện rộng, tuy nhiên phần
lớn là để tách các chất ô nhiễm hữu cơ. Việc tách tại chỗ các kim loại nặng đã
đ-ợc tiến hành thành công ở Hà Lan để làm sạch các khu đất cát bị ô nhiễm Cd
với diện tích là 3 ha. Axit HCl đã đ-ợc sử dụng để làm điều tiết cho các tác nhân
tách dạng n-ớc, pH của các tác nhân tách khoảng 3,5.. Mặc dù nồng độ trung
bình của Cd trong đất ô nhiễm khoảng 10 ppm nh-ng việc tách đã t-ơng đối
hoàn chỉnh. Khoảng 90% các mẫu đất sau khi tách đã cho nồng độ Cd bằng hoặc
thấp hơn 1 ppm sau khi xử lý một năm. Chi phí khoảng 100 USD/ 1tấn đất và
đ-ợc đánh giá thấp hơn một chút so với chi phí xử lý trong tr-ờng hợp đào đất và
xử lý theo ph-ơng pháp chiết tách/ phân loại cấp hạt.

55


56

wWw.kenhdaihoc.com Kờnh thụng tin Hc tp Gii trớ

3.4. Ph-ơng pháp cải tạo đất bằng điện
3.4.1. Nguyên lý
Ph-ơng pháp cải tạo đất bằng điện là ph-ơng pháp làm sạch dựa trên quá
trình điện động học xảy ra khi dòng điện một chiểu phát ra giữa catot và anot
đ-ợc đặt ở một vị trí thích hợp trong đất. Sự di chuyển của độ ẩm và n-ớc ngầm
trong đất cùng với sự di chuyển của các ion và các phần tử mang điện tích nhỏ
đ-ợc hình thành. Có 3 hiện t-ợng di chuyển liên quan:
- Điện - thẩm thấu: Sự di chuyển của các chất lỏng dạng bọt chứa các dạng

chất ô nhiễm ở giữa các cực.
- Hiện t-ợng điện ly: Sự di chuyển của các phần tử có tích điện có mặt
trong các chất lỏng dạng bọt nh- là các chất keo, các phần tử sét nhỏ và
các giọt nhỏ
- Sự điện phân: Sự di chuyển của các ion và các ion phức có trong chất lỏng
dạng bọt.
Cần phải biết rằng việc di chuyển của các phân tử tích điện và các ion tích
điện không cần thiết trong một vài h-ớng nh- khối dòng điện thẩm thấu.
2.4.2. Hệ thống xử lý
Quá trình xử lý theo ph-ơng pháp này đ-ợc phác hoạ ở hình 3.4.

Nguồn DC

Sự làm sạch

Sự làm sạch

Sự điều tiết

Sự điều tiết

-

+

Cation
Anion
56

Khu

Vực
xử lý


57

wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí

H×nh 3. 4. Ph-¬ng ph¸p xö lý ®Êt « nhiÔm b»ng ®iÖn

57


58

wWw.kenhdaihoc.com Kờnh thụng tin Hc tp Gii trớ

Quá trình này bao gồm hàng loạt các cực âm và cực d-ơng đ-ợc đặt dọc
hoặc đặt ngang. Các điện cực của cùng một cặp đ-ợc cung cấp bởi một hệ mà
trong đó có dung môi tinh khiết. Mục đích của dung môi này là để thu các chất ô
nhiễm và để ngăn cản những sự kết tủa không mong muốn và các quá trình xấu
xảy ra ở các điện cực. Tất cả các hệ của các điện cực có cùng dòng điện đ-ợc nối
với nhau để tạo thành một hệ khép kín. Ph-ơng pháp này có thể áp dụng tại chỗ
hoặc đào đất ở một khu vực đặc biệt. Thời gian xử lý thay đổi từ vài tuần tới vài
tháng.
2.4.3. Khả năng ứng dụng thực tiễn
Ph-ơng pháp này có thể ứng dụng để tách các chất ô nhiễm ion hoặc các
phần tử có tích điện nhỏ ở trong đất. Ph-ơng pháp thích hợp cho việc tách các
kim loại nặng từ đất. Cần chú ý rằng kỹ thuật này không chỉ tách mỗi kim loại
trong các loại đất hoà tan có chứa ion. Do việc tách các kim loại mà nồng độ các

ion trong các khoảng hổng giảm đi. Tiếp theo đó, các kim loại đã đ-ợc hấp phụ
bởi các hạt đất hoặc các oxit, hydroxit hoặc cacbonat có trong dung dịch cũng
đ-ợc tách ra khỏi đất. Các chất ô nhiễm không phải ở dạng ion hoà tan trong
chất lỏng dạng bọt cũng đ-ợc tách rời và di chuyển bởi sự di chuyển điện thẩm
thấu của dung dịch đất. Các vật thể kim loại lớn có trong các loại đất ô nhiễm có
thể làm tắc, ngừng trệ quá trình xử lý vì có thể gây nhiễu loạn dòng điện ở vị trí
đó.
Kinh nghiệm thực tế cho thấy ph-ơng pháp này đã đ-ợc áp dụng thành
công để tách kim loại nặng từ các loại đất sét. Tuy nhiên thực nghiệm chỉ dừng
lại ở mức này và việc tính toán cho quá trình xử lý là rất khó. Các -ớc tính gần
đây cho thấy chi phí cho xử lý bằng ph-ơng pháp này thấp hơn so với các
ph-ơng pháp đã nêu khoảng 10 - 50 USD/ 1 tấn đất.
3.5. Quá trình chiết tách hơi tại chỗ
3.5.1. Nguyên lý
Việc tách bằng ph-ơng pháp làm bay hơi trong đất sử dụng khả năng bay
hơi của các chất ô nhiễm. Pha khí giữa các phần tử đất trong khu vực ô nhiễm là
pha cân bằng với các chất ô nhiễm đ-ợc hấp phụ trong các phần tử đất. Số l-ợng
58


59

wWw.kenhdaihoc.com Kờnh thụng tin Hc tp Gii trớ

của các chất ô nhiễm trong pha khí giữa các phần tử đất là phong phú với khả
năng bốc hơi t-ơng đối cao. Việc rửa bằng tia n-ớc khu vực ô nhiễm, sử dụng sự
liên kết chiết tách chân không của pha khí và sự thấm lọc khí làm tăng khả năng
tách các chất ô nhiễm bay hơi từ các khu vực ô nhiễm.
3.5.2. Hệ thống thiết bị xử lý
Hệ thống thiết bị xử lý đ-ợc mô tả ở hình 3.5 nh- sau:

Không khí sạch

Máy bơm hút

Thổi
không
khí
vào

Xử lý khí/gas

Dòng không khí vào
Sự thấm lọc không khí

Giếng
thấm lọc

Mực n-ớc

Hình 3.5. Ph-ơng pháp chiết tách hơi tại chỗ
Hệ thống chiết tách hơi trong đất và giếng thấm không khí đ-ợc tạo ra ở
khu vực ô nhiễm. Các giếng chiết tách hơi đ-ợc nối với hệ thống xử lý bay hơi
mà ở đó có thể tách các chất ô nhiễm. Quá trình này có thể thực hiện đ-ợc bằng
sự hấp thụ cacbon hoạt tính hoặc đốt xúc tác. Sự thấm lọc không khí trong đất có
thể đạt đ-ợc bởi gradien áp suất âm ở các loại đất không bão hoà. Sự xâm nhập
mạnh của không khí vào vùng đã bão hoà cũng làm tăng quá trình khử các chất ô
nhiễm từ lớp đất thêm vào.
59

60

wWw.kenhdaihoc.com Kờnh thụng tin Hc tp Gii trớ

Ph-ơng pháp này đ-ợc phát triển đặc biệt cho việc xử lý tại chỗ đất ô
nhiễm bởi các chất ô nhiễm bay hơi. Có một vài sự thay đổi trong hệ thống xử lý
này, việc lựa chọn sự thay đổi cần thiết nào phụ thuộc rất nhiều vào loại đất, cấu
trúc đất cũng nh- dạng và nồng độ của các chất ô nhiễm. Khả năng thay đổi về
không gian của các thông số này là một nhân tố quan trọng khác.
Một vài sự thay đổi t-ơng đối đặc biệt là việc khử hơi n-ớc. Quá trình làm
sạch này t-ơng đồng với việc chiết tách không khí bay hơi ngoại trừ các dòng
n-ớc nóng đ-ợc thâm nhập vào đất thay vì không khí. Nhiệt độ cao hơn thì tỷ lệ
tách các chất ô nhiễm cao hơn so với tách khí. Ngoài ra việc tách các chất ô
nhiễm với khả năng bay hơi t-ơng đối thấp với nhiệt độ xung quanh là hoàn
toàn có thể.
3.5.3. Khả năng ứng dụng thực tiễn
Việc chiết tách bằng ph-ơng pháp bay hơi thích hợp cho việc xử lý tại chỗ
của đất ô nhiễm các hợp chất bay hơi nh-: Tricloroetylen, pecloroetylen, toluen,
benzen và rất nhiều các dung môi hữu cơ khác. Ng-ời ta có thể tách các hợp chất
thuỷ ngân hữu cơ bay hơi và asen. Tuy nhiên kỹ thuật này đã không đ-ợc nghiên
cứu kỹ và chỉ phù hợp với các loại đất có khả năng thấm cao. Tính thấm của các
đất sét giống nh- sét và nhìn chung là quá thấp để có thể tách hiệu quả các chất
ô nhiễm
Kinh nghiệm thực tiễn cho thấy ph-ơng pháp tách tại chỗ bằng cách làm
bay hơi đ-ợc sử dụng trong thực tế ở một diện rộng với việc di dời các nhóm
chất khác nhau là tricloroetylen, pecloroetylen, toluen, benzen và xăng. Việc
tách bằng cách làm bay hơi trong một vài tr-ờng hợp là sự kết hợp với hai hệ
thống xử lý: tách tại chỗ với pha n-ớc và sự phục hồi sinh học tại chỗ. Quá trình
thâm nhập của không khí dẫn đến việc vận chuyển oxy có hiệu quả làm tăng khả

năng phân huỷ sinh học. Việc sử dụng các tác nhân chiết tách n-ớc cũng tách
các hợp chất có thể không bay hơi, không bị phân huỷ sinh học. Chi phí của
ph-ơng pháp này thấp hơn ph-ơng pháp nhiệt hoá hoặc xử lý tách sau khi đào
đất
3.6. Xử lý đất bằng ph-ơng pháp phân huỷ sinh học các chất ô nhiễm
60


61

wWw.kenhdaihoc.com Kờnh thụng tin Hc tp Gii trớ

3.6.1. Nguyên lý
Sự phân huỷ sinh học đất ô nhiễm đ-ợc chú trọng vào việc sử dụng vi sinh
vật để chuyển hoá các chất ô nhiễm thành các hợp chất không ô nhiễm nh- H 2O
và CO2. Hầu hết sự phân huỷ sinh học tự nhiên các chất ô nhiễm xảy ra trong
môi tr-ờng đất, tuy nhiên các điều kiện để phân huỷ sinh học nhìn chung là
không thuận lợi để đạt đ-ợc hiệu quả làm sạch. Công nghệ cải tạo sinh học nhằm
mục đích cải thiện các điều kiện cho các vi sinh vật phân huỷ. Trong đó các điều
kiện cần đ-ợc quan tâm là nhiệt độ, độ ẩm, pH, thế oxi hoá - khử, nồng độ chất ô
nhiễm trong đất, dạng của các chất nhận electron, sự có mặt của các vi sinh vật
mong muốn và khả năng dễ tiêu sinh học của các chất ô nhiễm đối với vi sinh
vật. Sự phân huỷ sinh học có thể xảy ra ở cả điều kiện hiếu khí và kỵ khí. Nhìn
chung điều kiện hiếu khí th-ờng đ-ợc áp dụng nhiều hơn. Tuy nhiên các b-ớc xử
lý phân hủy sinh học các hydrocacbon đã clo hoá lại cần có sự kết hợp cả điều
kiện hiếu khí và kỵ khí. Ngoài ra một số các hợp chất bền th-ờng bị phân huỷ
sinh học trong các điều kiện kỵ khí.
3.6.2. Hệ thống xử lý và khả năng ứng dụng

61

62

wWw.kenhdaihoc.com Kờnh thụng tin Hc tp Gii trớ

Vi khuẩn

Đất ô
nhiễm

Lò phản
ứng bùn

Oxi

Tách
đất/n-ớc

Đất sạch

Sự tuần hoàn

Chất dinh d-ỡng

Hình 3.6. Lò phản ứng sinh học để xử lý các loại đất đã đào
Có 3 ph-ơng pháp chính áp dụng đối biện pháp xử lý sinh học đất ô nhiễm
các chất hữu cơ là làm đất, kỹ thuật phản ứng sinh học và di dời sinh học tại chỗ.
Trong ph-ơng pháp làm đất, đất bị ô nhiễm phân bố trên tầng đất mỏng
phía trên của lớp d-ới có cấu trúc đặc biệt không thấm, với một hệ thống tiêu

n-ớc. Độ dày của lớp đất này vào khoảng 0,5 đến 1,5m. Sự phân huỷ háo khí
chất ô nhiễm trong lớp này đ-ợc kích thích do việc làm đất có điều chỉnh để làm
tăng khả năng trao đổi không khí và thêm vào đây các chất dinh d-ỡng và các
nguyên tố vết nếu thấy cần thiết. N-ớc tiêu bị ô nhiễm đ-ợc tuần hoàn theo khắp
các lớp đất. Việc tăng nhanh và hoàn thiện của quá trình có thể đạt đ-ợc khi sử
dụng các kỹ thuật hiệu ứng nhà kính, thông khí mạnh và sự tăng nhiệt độ của các
lớp. Về cơ bản làm đất là ph-ơng pháp t-ơng đối đơn giản và thời gian xử lý từ 1
- 3 năm.
Kỹ thuật phản ứng sinh học (hình 3.6) liên quan tới việc xử lý các bùn sệt
của đất ô nhiễm và n-ớc trong một hệ thống lò phản ứng khép kín đ-ợc cung cấp
oxi và các chất dinh d-ỡng và cuối cùng là cơ chất. Bùn sệt đ-ợc trộn kỹ để làm
tăng khả năng tiếp xúc giữa các vi sinh vật, các chất ô nhiễm, oxi và các chất
dinh d-ỡng. Do đó, sự t-ơng tác cũng đ-ợc tăng c-ờng và các khả năng để kiểm
62


63

wWw.kenhdaihoc.com Kờnh thụng tin Hc tp Gii trớ

soát tốt hơn quá trình, tốc độ phân hủy sinh học cao hơn một cách đáng kể so với
ph-ơng pháp làm đất. Tuy nhiên quá trình này phức tạp hơn và cần hệ thống xử
lý t-ơng đối phức tạp và đắt. Quy mô của hệ thống này thì đ-ợc quyết định do
khả năng xử lý và thời gian xử lý cần thiết. Từ góc độ tài chính ng-ời ta cho rằng
thời gian có mặt của đất trong hệ thống lò phản ứng sinh học có thể ít hơn vài
ngày, th-ờng là vài tiếng.

63

64

wWw.kenhdaihoc.com Kờnh thụng tin Hc tp Gii trớ

Chất dinh d-ỡng và máy điều hoà

Quá trình thông khí
Quá trình khôi
phục tính lọc

Sự cách ly

Hình 3.7. Xử lý sinh học tại chỗ
Ph-ơng pháp xử lý sinh học tại chỗ (hình 3.7) tập trung vào việc cải thiện
các điều kiện cho sự phân huỷ bởi các vi sinh vật trong các khu vực ô nhiễm
bằng cách bổ sung oxi (hoặc các chất nhận electron khác), chất dinh d-ỡng và
nếu cần thiết là các vi sinh vật, các cơ chất và các chất có hoạt tính bề mặt. Các
điều kiện này có thể đạt đ-ợc do sự thấm lọc của pha n-ớc thông qua giếng,
cống, rãnh, m-ơng. N-ớc thấm đ-ợc bơm lên để hoà tan/ di dời các chất ô nhiễm
đã hoà tan, điều tiết và bơm ng-ợc trở lại đất. Tuy nhiên thời gian xử lý lâu hơn
từ vài tuần tới vài tháng, thậm chí tới vài năm.
Việc cung cấp oxi có thể đ-ợc thực hiện bằng việc làm thoáng đất. Ph-ơng
pháp xử lý tại chỗ của đất ô nhiễm chỉ phù hợp với các loại đất có tính thấm cao,
hiện tại các loại đất cát phù hợp cho các ph-ơng pháp xử lý tại chỗ. Nếu khu vực
ô nhiễm phù hợp cho ph-ơng pháp xử lý tại chỗ thì việc xử lý là t-ơng đối rẻ và

64


65

wWw.kenhdaihoc.com Kờnh thụng tin Hc tp Gii trớ

đơn giản. Cuối cùng ng-ời ta có thể dùng nitrat để làm chất nhận electron thay vì
oxi, quá trình oxi hoá có thể đ-ợc nâng cao nếu sử dụng H2O2.
Các ứng dụng thực tế của ph-ơng pháp phân hủy sinh học là ở chỗ một số
l-ợng lớn các chất ô nhiễm có liên quan tới các loại đất ô nhiễm đều bị phân huỷ
sinh học. Tuy nhiên bất kể các nghiên cứu sâu và các ứng dụng thực tế của các
kỹ thuật sinh học ở hiện tại chỉ giới hạn ở việc tách các hợp chất có thể bị phân
huỷ sinh học một cách dễ dàng nh- dầu hoả và các hydrocacbon thơm phân tử
nhỏ. Khi cùng sử dụng ph-ơng pháp làm đất và xử lý tại chỗ, việc sử dụng
ph-ơng pháp phân huỷ sinh học của một số l-ợng lớn các chất ô nhiễm khác có
các hợp chất halogen hữu cơ đã đ-ợc thực nghiệm ở các phòng thí nghiệm và các
nhà máy thử nghiệm. Tuy nhiên việc đ-a vào thực hiện các kết quả thu đ-ợc từ
các nghiên cứu này tới việc ứng dụng làm sạch thực tế liên quan đến một số vấn
đề:
1. Tỷ lệ phân huỷ sinh học cũng nh- các hợp chất dễ bị phân huỷ sinh học và
nồng độ còn lại mong muốn thì không th-ờng xuyên đạt đ-ợc.
2. Đến nay, chỉ có một số l-ợng giới hạn các chất ô nhiễm bị phân huỷ sinh
học và sự phân huỷ này đủ lớn để thực hiện các ứng dụng thực tế.
3. Một số chất ô nhiễm không thể bị phân huỷ sinh học, thậm chí cả trong
t-ơng lai.
4. Sự có mặt của một số chất ô nhiễm hữu cơ kết hợp với các kim loại nặng
làm cho sự phân huỷ sinh học kém hiệu quả và hầu nh- không ứng dụng
đ-ợc.
5. Trạng thái vật lý của các chất ô nhiễm, ví dụ nh- sự có mặt của chúng nhlà các phần tử với các kích th-ớc lớn hơn hoặc có thể so sánh với các phân
tử đất dẫn đến tỷ lệ bị phân huỷ sinh học thấp và nồng độ còn lại của chất ô
nhiễm rất lớn.
Có một vài triển vọng để nâng cao hiệu quả của kỹ thuật phân hủy sinh
học. Một là sự cải tiến các vi sinh vật, điều đó có thể thích ứng cho sự phân

huỷ một số các chất ô nhiễm. Ng-ời ta có thể thực hiện điều này nh- sau:
65


66

wWw.kenhdaihoc.com Kờnh thụng tin Hc tp Gii trớ

1. Tách đất thành các mảng có thể dễ dàng cho sự phân huỷ sinh học và phần
còn lại có thể bị phân hủy ít hơn.
2. Sử dụng các ph-ơng pháp vật lý để làm giảm các quá trình di chuyển khối.
3. Sử dụng các hoá chất có những ảnh h-ởng tới khả năng hoà tan chất ô
nhiễm trong pha n-ớc.
4. Sử dụng các kỹ thuật khử độc để chuyển đổi các chất ô nhiễm không bị
hoặc ít bị phân huỷ sinh học thành các chất ô nhiễm dễ bị phân hủy sinh
học.
Ng-ời ta hy vọng rằng việc đ-a các b-ớc xử lý hoá - lý trong quá trình
phân huỷ sinh học có thể làm tăng khả năng dễ tiêu sinh học (là khả năng bị
phân huỷ sinh học thấp để có thể đ-ợc ứng dụng ở cả những nơi có nồng độ chất
ô nhiễm t-ơng đối cao) của các chất ô nhiễm. Điều này có nghĩa là để cải thiện
kỹ thuật phân huỷ sinh học cần có các b-ớc kết hợp hợp lý giữa các ph-ơng pháp
xử lý sinh học và hoá, lý học.

66