1. Khái niệm, cấu trúc, chức năng của hệ sinh thái Khái niệm: Hệ sinh thái là tập hợp của quần xã sinh vật với môi trường vô sinh của nó, trong đó, các sinh vật tương tác với nhau và với môi trường để tạo nên các chu trình sinh địa hóa và sự biến đổi năng lượng. HST có 2 kiểu: HST tự nhiên, HST nhân tạo. Cấu trúc: HST có hai thành phần chính: Thành phần vô sinh và thành phần hữu sinh đồng tạo nên cấu trúc thành phần của hệ. Thành phần hữu sinh (biotic) là QXSV sống trong hệ. Nó được chia ra làm ba loại chủ yếu: + Sinh vật tự dưỡng (producer): Cây xanh và một số giới hạn các loài nấm và vi khuẩn có khả năng hấp thụ NLMT thông qua sự quang hợp là những sinh vật tự dưỡng (cũng là sinh vật sản xuất). Chính NLMT, bằng quang hợp đã liên kết các phần tử nhỏ vô cơ thành những phân tử hữu cơ lớn và phức tạp hơn. Nhờ hoạt động quang hợp và ở phạm vi nhỏ là hoá tổng hợp của sinh vật sản xuất mà nguồn thức ãn được tạo thành đế nuôi sống trước hết cho sinh vật sản xuất, sau đó là những sinh vật khác. + Sinh vật tiêu thụ (consumer) là những sinh vật dị dưỡng như tất cả các loài động vật và những vi khuẩn không có khả năng quang hợp cũng như là hoá tống hợp. Chúng tồn tại dược là nhờ vào nguồn thức ăn ban đầu do các sinh vật tự dưỡng tạo ra. Chú ý rằng sinh vật tiêu thụ có nhiều bậc, vì thế trong hệ thống dây chuyền thức ãn được sử dụng trong HST, một cách gần đúng có thể xem rằng một loài động vật sẽ là sinh vật tiêu thụ đối với bậc thấp hơn nó một bậc (vì nhận bậc này làm nguồn thức ăn), và là sinh vật sản xuất đối với bậc cao hơn nó một bậc (vì là nguồn thức ăn của bậc này). Thí dụ động vật ăn cỏ là sinh vật tiêu thụ khi chúng dùng cây xanh làm thức ăn, nhưng chúng lại là sinh vật sản xuất khi thịt hoặc sữa của chúng được con người và động vật ăn thịt sử dụng. + Sinh vật phân huỷ (saprophytes) là những sinh vật dị dưỡng sống hoại sinh gồm vi khuẩn, nấm… Chúng tiếp nhận nguồn nãng lượng hoá học được giải phóng ra khi phân huỷ và bẻ gãy các đại phân tử hữu cơ để tổn tại và phát triển, đồng thời lại đào thải vào MTXQ những hợp chất đơn giản hoặc các nguyên tố hoá học mà lúc đầu được các sinh vật tự dưỡng sử dụng để tổng hợp các chất hữu cơ như C02; H20; N2; NO3; V.V.. Thành phần vô sinh (abiotic) là các điều kiện của MTXQ mà QXSV sử dụng để tồn tại và phát triển, bao gồm các chất vô cơ tồn tại ở trong đất, nước, không khí tham gia vào chu trình tuần hoàn vật chất (như C, N, C02 , H20, 02…) và các chất hữu cơ được hình thành để nuôi dưỡng cơ thể sinh vật (như Protein, gluxit, lipit…) cùng các yếu tố khí hậu (như nhiệt độ, ánh sáng, bức xạ, độ ẩm, gió, mưa và các yếu tố khác). Hai thành phần này của hệ sinh thái có quan hệ chặt chẽ với nhau để duy trì sự sống như đã tồn tại hàng triệu năm trên Trái đất. Chức năng: Hệ sinh thái là một hệ thống sinh học hoàn chỉnh như một cơ thể, có cấu trúc tương đối ổn định (do môi trường luôn luôn biến đổi). Thực hiện đầy đủ các chức năng sống như trao đổi năng lượng và vật chất giữa hệ và môi trường thông qua 2 quá trình tổng hợp và phân hủy vật chất. Trong đó, quá trình tổng hợp (đồng hóa) được thực hiện bởi thực vật, quá trình phân hủy (dị hóa) được thực hiện bởi động vật và các VSV. Như vậy, giữa các loài sinh vật trong quần xã, giữa quần xã với ngoại cảnh có sự trao đổi vật chất và năng lượng. Quần xã và ngoại cảnh trở thành 1 hệ thống nhất. Hệ sinh thái là một hệ động lực mở và tự điều chỉnh vì hệ tồn tại dựa vào nguồn vật chất và năng lượng từ môi trường; hoạt động của hệ tuân theo các quy luật nhiệt động học, trước hết là quy luật bảo toàn năng lượng; trong giới hạn sinh thái của mình, hệ có khả năng tự điều chỉnh để duy trì trạng thái cân bằng ổn định.
Trang 1SINH THÁI HỌC
1 Khái niệm, cấu trúc, chức năng của hệ sinh thái
Khái niệm: Hệ sinh thái là tập hợp của quần xã sinh vật với môi
trường vô sinh của nó, trong đó, các sinh vật tương tác với nhau vàvới môi trường để tạo nên các chu trình sinh địa hóa và sự biến đổinăng lượng HST có 2 kiểu: HST tự nhiên, HST nhân tạo
mà nguồn thức ãn được tạo thành đế nuôi sống trước hết cho sinhvật sản xuất, sau đó là những sinh vật khác
+ Sinh vật tiêu thụ (consumer) là những sinh vật dị dưỡng như tất
cả các loài động vật và những vi khuẩn không có khả năng quanghợp cũng như là hoá tống hợp Chúng tồn tại dược là nhờ vàonguồn thức ăn ban đầu do các sinh vật tự dưỡng tạo ra Chú ý rằngsinh vật tiêu thụ có nhiều bậc, vì thế trong hệ thống dây chuyềnthức ãn được sử dụng trong HST, một cách gần đúng có thể xemrằng một loài động vật sẽ là sinh vật tiêu thụ đối với bậc thấp hơn
nó một bậc (vì nhận bậc này làm nguồn thức ăn), và là sinh vật sảnxuất đối với bậc cao hơn nó một bậc (vì là nguồn thức ăn của bậcnày) Thí dụ động vật ăn cỏ là sinh vật tiêu thụ khi chúng dùng câyxanh làm thức ăn, nhưng chúng lại là sinh vật sản xuất khi thịt hoặcsữa của chúng được con người và động vật ăn thịt sử dụng
+ Sinh vật phân huỷ (saprophytes) là những sinh vật dị dưỡng sốnghoại sinh gồm vi khuẩn, nấm… Chúng tiếp nhận nguồn nãng lượnghoá học được giải phóng ra khi phân huỷ và bẻ gãy các đại phân tửhữu cơ để tổn tại và phát triển, đồng thời lại đào thải vào MTXQ
Trang 2những hợp chất đơn giản hoặc các nguyên tố hoá học mà lúc đầuđược các sinh vật tự dưỡng sử dụng để tổng hợp các chất hữu cơnhư C02; H20; N2; NO3; V.V
- Thành phần vô sinh (abiotic) là các điều kiện của MTXQ màQXSV sử dụng để tồn tại và phát triển, bao gồm các chất vô cơ tồntại ở trong đất, nước, không khí tham gia vào chu trình tuần hoànvật chất (như C, N, C02 , H20, 02…) và các chất hữu cơ được hìnhthành để nuôi dưỡng cơ thể sinh vật (như Protein, gluxit, lipit…)cùng các yếu tố khí hậu (như nhiệt độ, ánh sáng, bức xạ, độ ẩm, gió,mưa và các yếu tố khác)
Hai thành phần này của hệ sinh thái có quan hệ chặt chẽ với nhau
để duy trì sự sống như đã tồn tại hàng triệu năm trên Trái đất
Như vậy, giữa các loài sinh vật trong quần xã, giữa quần xã vớingoại cảnh có sự trao đổi vật chất và năng lượng Quần xã và ngoạicảnh trở thành 1 hệ thống nhất
Hệ sinh thái là một hệ động lực mở và tự điều chỉnh vì hệ tồn tạidựa vào nguồn vật chất và năng lượng từ môi trường; hoạt động của
hệ tuân theo các quy luật nhiệt động học, trước hết là quy luật bảotoàn năng lượng; trong giới hạn sinh thái của mình, hệ có khả năng
tự điều chỉnh để duy trì trạng thái cân bằng ổn định
Trang 32 Sơ đồ chu trình cacbon, từ sơ đồ chu trình hãy đề xuất một số giải pháp giảm nồng độ CO 2 trong khí quyển, ứng phó với biến đổi khí hậu.
Sơ đồ:
Cacbon đi vào chu trình chủ yếu ở dưới dạng CO2 CO2 đi vào hệsinh thái nhờ quá trình quang hợp và trở lại khí quyển nhờ quá trình
hô hấp và quá trình đốt cháy
Thực vật lấy khí cacbonic (CO2) từ không khí dưới tác dụng củaánh sáng mặt trời tạo ra chất hữu cơ Thực vật thủy sinh cũng sửdụng một lượng CO2 đáng kể từ trong môi trường nước, trong môitrường nước sự trao đổi CO2 cũng diễn ra với sự trao đổi của hôhấp
Cây sử dụng CO2, nước, các hợp chất từ trong đất (C, N, P…) đểtạo ra những cacbonhydrate như glucose, và oxy được sinh ra như
là một sản phẩm phụ của quá trình quang hợp Glucose sau đó cóthể được sử dụng ở dạng tinh bột và Celluloso được động vật hoặc
vi khuẩn sử dụng hình thành một lượng sinh khối, thịt… Động vật
ăn nguồn sinh khối và hô hấp sản sinh ra CO2 như một phụ phẩm.Glucose hoặc celluloso khi bị đốt cháy sẽ sản sinh ra lại CO2 và đivào trong khí quyển Mặc khác việc đốt những nguyên liệu hóathạch, nguyên liệu dầu… cũng sản sinh ra một lượng CO2 to lớncho khí quyển, gây hại cho bầu khí quyển
Trang 4Thực vật cũng sản sinh ra lượng CO2 cho khí quyển thông qua quátrình hô hấp và ban đêm.
Chất thải do động vật thải ra được một số vi khuẩn và nấm chọn lọc
và hấp thu một số chất cần thiết cho quá trình sinh trưởng của mình
và quá trình này cũng sản sinh CO2 cho khí quyển, Ngoài ra độngvật và thực vật chết đi sự phân hủy cũng sản sinh ra lượng CO2 chokhí quyển
Trong môi trường nước Cacbon tồn tại dạng hòa tan chủ yếu dạng
CO2 và HCO3- cả 2 đề góp phần vào quá trình quang hợp và sựchuyển hóa C trong nước tư tự như trong khí quyển
Đề xuất một số giải pháp giảm nồng độ CO 2 trong khí quyển, ứng phó với biến đổi khí hậu:
Hàm lượng CO2 trong khí quyển tăng cao chủ yếu do hoạt động củacon người, như hoạt động công nghiệp, đốt các nguyên liệu hóathạch, hoạt dộng GTVT, vì vậy cần có các giải pháp nhằm hạn chếviệc đưa CO2 vào khí quyển bằng cách:
- Thay đổi, hạn chế nguồn nguyên liệu hóa thạch đầu vào, sử dụngcác nguồn năng lượng sạch, thân thiện với môi trường như: nănglượng gió, NL mặt trời, nguyên liệu sinh học
- Sử dụng phương tiện giao thông công cộng như xe Bus, tàuđiện, hoặc đi bộ và xe đạp, xe điện để hạn chế sử dụng nhiên liệuhóa thạch, hạn chế thải khí CO2 vào trong môi trường
- Trồng rừng, trồng nhiều cây xanh vì cây xanh và rừng chính là bểhấp thụ Cacbon, như vậy có thể giảm đáng kể hàm lượng CO2 trongkhí quyển
- Kiểm tra chặc chẽ các nguồn thải CO2 gây ô nhiễm, có biện pháp
xử lý hành chính thích đáng Áp dụng các công nghệ tiên tiến thaythế, thay đổi công nghệ, áp dụng sản xuất sạch hơn cho các nhàmáy, khu công nghiệp phát thải khí CO2
Trang 53 Ứng dụng sinh thái học trong quan trắc môi trường nước, không khí, đất
Ứng dụng sinh thái học trong quan trắc môi trường nước, khôngkhí, đất là việc quan trắc sử dụng các chỉ thị sinh học trong môitrường để đánh giá mức độ, chất lượng của môi trường
Chỉ thị sinh học là những đối tượng sinh vật có yêu cầu nhấtđịnh về điều kiện sinh thái liên quan đến nhu cầu dinh dưỡng, hàmlượng oxy, cũng như khả năng chống chịu một hàm lượng nhất địnhcác yếu tố độc hại cho môi trường Sự hiện diện của chúng biểu thịmột tình trạng về điều kiện sinh thái của môi trường sống nằm tronggiới hạn nhu cầu và khả năng chống chịu của đối tượng sinh vật đó.Tùy thuộc trong môi trường khác nhau mà các loài chỉ thị là cácloài mẫn cảm với điều kiện sinh lý và sinh hóa hoặc hiện diện hoặcthay đổi số lượng cá thể do môi trường bị ô nhiễm hay môi trường
bị xáo trộn
Quan trắc dựa vào sinh vật chỉ thị là công cụ quản lý môitrường nước hiệu quả, hỗ trợ đáng kể cho các chương trình quantrắc lý- hóa học vì không đòi hỏi các thiết bị đắt tiền, chi phí khôngcao khi thu mẫu và phân tích, không yêu cầu trình độ chuyên môncao để thực hiện khâu thu mẫu và định loại loài
Quan trắc môi trường nước :
+ Các loại sinh vật có trong nước bị ô nhiễm khác sinh vật ở nước
sạch
+ VSV ở nước chia thành ba loại chỉ thị : rất bẩn hoặc hoại sinhmạnh, bẩn trung tính hoặc hoại sinh trung bình, ít bẩn hoặc hoạisinh yếu Phân chia các vùng theo sự tiếp nhận chất hữu cơ
+ Hệ hoại sinh chủ yếu tập trung vào các vi sinh vật nhỏ: Độngvật nguyên sinh (), tảo
+ Động vật không xương sống cở lớn sống đáy cũng là nhóm SVchỉ thị chính bao gồm các loài : Cánh úp, Phù du, Bướm đá,( Mẫn
Trang 6cảm) Giáp xác bơi nghiêng, Bộ chân đều,(Trung gian) Côn trùnghai cánh, Lớp giun ít tơ( Chống chịu)
+ Sinh vật chỉ thị phú dưỡng: Chỉ thị cho thủy vực bị ô nhiễmnặng chất hữu cơ là các loài tảo : Tảo lam, Tảo lục, Tảo Silic, Tảomắt
Tảo mắt: chỉ thị của môi trường nhiễm bẩn hữu cơ, phú
dưỡng Phân bố ở các thủy vực nước ngọt, một số ít loài sống ởnước lợ mặn Đặc điểm : có váng màu xanh , vàng, đỏ,nâu trong các
Tảo Silic( Tảo khuê): nước ao sẽ có màu vàng nâu hay vàng
lục
+ Giám sát sinh học đối với kim loại nặng trong nước ngọt: Chỉ
thị sinh học sử dụng là cá chép được dùng để làm nghiên cứu độchọc : Cd, Pb,Co,Cr,Ni,Sr; Chỉ thị nhờ động vật thân mềm hai mảnhvỏ: Sò, hến
Quan trắc môi trường không khí
Môi trường không khí bị ô nhiễm được đánh giá thông quanhững tổn thương cho thực vật do ONKK gây nên
Sự phản hồi của thực vật đối với chất ONKK là rất hữu íchtrong các hoạt động: Nhận diện sự có mặt sớm của các chất ônhiễm; xác định sự phân bố địa lý của các chất ô nhiễm; đánh giánồng độ của các chất ô nhiễm; cung cấp thông tin cho việc thu cácchất ô nhiễm để phân tích hóa học; làm cơ sở nhận diện trực tiếpcác chất ONKK khác nhau trên các loài, giống cây bị tổn thương Các nhân tố quyết định phạm vi tổn thương và những vùng bị
ô nhiễm không khí bao gồm : Loài và nồng độ chất ô nhiễm;Khoảng cách từ nguồn phát thải; thời gian phơi nhiễm; những điềukiện khí tượng Sự tổn thương do ONKK thường rất khốc liệt vàomùa ấm nóng, bầu trời trong, phẳng lặng , thời tiết ẩm ướt và ápsuất không khí cao làm cho các chất độc tích lũy gần mặt đất hình
Trang 7thành những bẫy không khí trên cao mát hơn ở gần mặt đất gây nênhiện tượng “nghịch đảo không khí”
Những chất ô nhiễm không khí quan trọng là Ozon,Hydroflorua (HF), clo, peroxyaxilnitrat (PAN) và etylen
Ozon:
Xâm nhập vào lá thực vật thông qua các khí khổng mở rộng quá
trình trao đổi thông thường giữa thực vật và môi trường xungquanh
Mẫn cảm nhất đối với ozon là các lá , những tổn thương do tácđộng của ozon thông thường rõ nhận biết nhất là ở những lá giàhơn Khi tác động Ozon mạnh lên thực vật là xuất hiện các điểmnhập lại với nhau tạo ra các đốm trên bề mặt lá do bị tổn thươnghoặc chết một số tế bào
VD: Dưa chuột : xuất hiện các điểm màu trắng; Khoai tây,Dưa hấu : có đốm Màu xám, có đốm có ánh kim loại; Hành: cónhững đốm màu trắng, đầu lá không màu
Thực vật chỉ thị ozon tốt nhất là những cây thân gỗ, cây bụi thân
gỗ và các loài cỏ
PAN :
Là thành phần trong sương mù quang hóa, một chất độc hại và
là chỉ thị ô nhiễm môi trường không khí
Tác đông của PAN lên thực vật thể hiện bởi các đốm bọngnước có màu bạc trắng hoặc đồng thau Các dấu hiệu này thườngthấy ở rau xà lách, đậu đỗ Thực vật nhạy cảm xảy ra với nồng độPAN từ 0,01 đến 0,05 ppm trong một giờ hoặc lâu hơn
NO, SO2:
Nồng độ NO từ 0,4 đến 0,8 ppm kìm hãm sự tăng trưởng của càchua “Sonato” Tác động mạnh của SO2 lên thực vật lá rộng làmcho lá hoặc rìa lá của chúng sẽ sáng màu giữa các gân lá ( nâu hoặctrắng) VD: Hội chứng cằn cỗi, úa vàng ở Cây thông trắng: Cây lákim non có màu xanh sáng , tiếp theo chúng biến thành các đốmbẩn màu vàng sau đó các đầu nhọn của lá kim bị quăn lại Nếu chỉ
có tác động của SO2, lá kim trở thành màu đỏ, sau đó thành màunâu – xám Trên cây lá kim có thể xuất hiện nhiều vết đốm màuvàng là sự pha trộn màu của lá kim
Kim loại nặng
Trang 8Thảm thực vật dọc theo hai bên đường và gần các nhà máy luyện
kim thường được sử dụng cho mục đích giám sát sinh học kim loạinặng, đặc biệt là Pb
Bụi :
Lớp bụi xi măng và bụi vôi có thể được tăng lên thành dạng màngmỏng bao lấy các lá nhọn của cây lá kim làm cho cây sinh trưởngchậm lại
Chiều dài mức tăng trưởng trung bình của các ngọn cây giảmxuống khoảng 50% khi quan trắc những cây sinh trưởng trong vùng
bị bụi mạnh và không bụi
Các hạt bụi nặng từ các nhà máy xi măng, bám vào địa y và cácgiá thể của chúng , tạo thành một lớp mỏng hoặc váng mỏng nàutrắng làm cho Địa y bị chết
Sử dụng động vật cụ thể là thỏ nhà để quan trắc phơi nhiễm
môi trường As, sau đó với Pb,Mn,Cr,Cd,và Ni
Quan trắc sinh học ở người: Sử dụng những vật liệu sinh học
người có thể lấy mẫu được bao gồm : máu, nước tiểu, tóc, móngchân tay và răng rụng Tính nhạy bén của tóc như chỉ thị cho sự tiếpxúc với kim loại độc hại Tùy theo nồng độ của các chất ô nhiễmkhác nhau mà phản ứng của cơ thể người là khác nhau VD: Nồng
độ Ozon là 0,2 (ppm) không có tác động gây bệnh, Nồng độ là 0,3(ppm) mũi và họng bị kích thích và bị sưng tấy
Quan trắc môi trường đất :
+ Đất phèn: Thực vật chỉ thị cho đất phèn thay đổi theo tính chấtđất; Biến đổi tùy theo mức độ hàm lượng phèn chứa trong đất Baogồm: chỉ thị ưu thế vùng đất phèn ngập nước thường xuyên : Súng
co, Sen Các chỉ thị ưu thế vùng đất phèn ngập nước theo mùa :Lúa ma, cây sậy; Chỉ thị ưu thế vùng đất phèn nhiều: Năng ngọt,Bàng; Chỉ thị đất phèn ít và trung bình: Lác và cỏ ống; Chỉ thị ưuthế vùng đất phèn tiềm tàng: Cây rán, cây chà là Chỉ thị sinhhọc sử dụng trong đất phèn :
Động vật trong đất phèn : Loài trai sinh sống được trong một
số thủy vực nội đồng nhiễm phèn chua nhẹ Nhóm ốc tuyệt đốikhông sống được ở những nền đáy thủy vực còn bị ô nhiễm độc dophèn Nhóm côn trùng thủy sinh phát triển: ấu trùng muỗi lắc và ấu
Trang 9trùng chuồn chuồn ở thủy vực nội đồng bị nhiễm phèn nặng Nhómgiun ít tơ
+ Đất ngập mặn : Các loài thực vật chỉ thị phát triển trên các bãi
thủy triều và vùng cửa sông của môi trường nước mặn và nước lợ
Có cấu tạo thích nghi với môi trường Bao gồm các nhóm cây
Nhóm chịu mặn cao từ 10-35%0 hoặc hơn: Mắm, đước bộp,đưng, đước vòi, dà quánh, vẹt trụ
Nhóm chịu mặn trung bình từ 10-350/00: đước, vẹt, tách, vẹt dù,sú
Nhóm chịu mặn thấp : 7-200/ 00 : Cây trang, ô rô, quạo nước, cốc
Kết luận: Quan trắc dựa vào sinh vật chỉ thị là công cụ hiệu quả và
hỗ trợ đắc lực cho chương trình quan trắc lý- hóa học Cần phổbiến, mở rộng hướng sử dụng sinh vật chỉ thị trong các chươngtrình quan trắc môi trường định kỳ và mở rộng hướng khai thác, sửdụng sinh vật chỉ thị trong kĩnh vực môi trường
Trang 104 Hãy đưa ra một mô hình ứ ng dụng sinh thái điển hình trong phục hồi tài nguyên thiên, trong xử lý nước thải sinh hoạt; xử lý chất thải sinh hoạt; xử lý chất thải bằng phương pháp sinh học hiện nay thường dùng nhất? Nêu ưu, nhược điểm của mô hình đó?
a Mô hình ứ ng dụng sinh thái điển hình trong phục hồi tài nguyên thiên (tài nguyên đất bị ô nhiễm do KLN)
Tác hại của KLN lên môi trường đất:
Các KLN xuất hiện trong đất thì khả năng lan truyền của chúng vàomôi trường rất nhanh Nó gây độc cho tất cả những gì xung quang:đất, nước, không khí, thực vật, HST, con người
Cơ chế hấp thụ kim loại nặng của thực vật:
Các nguyên tố trong dung dịch đất được chuyển hóa từ các lỗ khítrong đất tới bề mặt rễ cây bằng hai con đường chính: sự khuếch tán
và dòng chảy khối Sự khuếch tán xảy ra nhằm xhoonsg lại sự giatăng gradian nồng độ bình thường đối với rễ cây bằng cách hấp thucác kim loại nặng trong dung dịch đất tại bè mặt tiếp giáp rễ cây vàđất
Quá trình xâm nhập KLN vào trong cây:
KLN đi vào vùng tự do của rễ cây KLN ở trong tế bào của rễ vận chuyển KLN đến các mầm chồi
Mô hình xử lý KLN do KLN gây nên trong đất:
- Xử lý chì bằng loài thực vật Lantanan Camara L (Hoa ngũ sắc
– Cứt lợn :D): lòai thực vật này có thể hấp thụ Pb hơn 1% trọnglượng khô của chúng Chúng tăng trưởng nhanh cung cấp nhiềusinh khối để hấp thụ chì Trong điều kiện ô nhiễm đất đến 4x103 mg
kg -1 Pb , cây Lantana có thể sống và hấp thu Pb Hấp thụ Pb trong
hệ rễ của Lantana quan trọng lúc đầu,có sự tương quan tốt giữanồng độ chì trong đất và lượng chì hấp thụ trong cây Lantana.Nhưng sau đó, Pb được chuyển lên tích lũy trong thân và lá
- Xử lý As, Pb bằng dương xỉ, cỏ vetiver ở xã Hà Thượng, Đại
Từ, Thái Nguyên
Có 2 loài thuộc họ dương xỉ (tên khoa học là Pteris vittata vàPityrogramma calomelanos) và cỏ màn trầu (tên khoa học làEleusine indica) có khả năng tích lũy kim loại nặng, hàm lượngasen lên đến 5.876ppm và trong rễ là 2.642ppm Còn cỏ màn trầu
Trang 11có thể được sử dụng như giải pháp phục hồi cho những vùng đất bị
ô nhiễm chì và kẽm
Nghiên cứu cho thấy cỏ vetiver cũng có khả năng chống chịu vùng
ô nhiễm chì rất cao (trồng thí nghiệm trong đất nhiễm từ 1.400ppmđến 2.530ppm, cỏ vẫn phát triển tốt)
Đây là cơ sở để các nhà khoa học tiên hành nghiên cứu, trồng thửnghiệm các loài cây này với mục đích phục hồi những vùng đất bị ônhiễm kim loại nặng, đặc biệt là những vùng khai khoáng
Sau khi chọn lọc và phân tích, các nhà khoa học trồng thử nghiệm
cỏ vetiver và dương xỉ Pteris vittata tại làng Hích với diện tích hơn600m2
Ở xã Hà Thượng, các nhà khoa học cũng trồng thử nghiệm khảnăng hấp thụ asen của 2 loài dương xỉ Pteris vittata, Pityrogrammacalomelanos và cỏ vetiver trên diện tích hơn 700m2
Kết quả đo kiểm tại xã Hà Thượng cho thấy, sau khi trồng thửnghiệm 4 tháng, hàm lượng asen trong đất giảm từ 5.606,31ppmxuống còn 4.521ppm
+ Chậm hơn các phương pháp truyền thống
+ Sinh khối cây thường phát triển rất nhanh gây xâm lấn – cần biệnpháp kiểm soát
b Mô hình ứ ng dụng sinh thái điển hình trong xử lý nước thải sinh hoạt
Lý do xử lý nước thải sinh hoạt:
+ Nước thải là nguồn gây ô nhiễm song hồ và biển
Trang 12+ Nước thải gây nên các loại dịch bệnh lan truyền trong môi trườngnước
+ Xử lý nước thải là việc áp dụng các quy trình Sinh – Hóa – Lýnhằm làm giảm các chất gây ô nhiễm có trong nước
Nguyên nhân gây ô nhiễm:
+ Sự gia tăng các chất gây ô nhiễm trong nước đặc biệt là các chấyhữu cơ khó phân hủy
+ Nguồn gây ô nhiễm xuất phát từ qúa trình sinh hoạt, sản xuất,bệnh viện
+ Sự mất cân bằng trong chuỗi sinh thái môi trường nước sẽ gâynên hiện tượng ô nhiễm
Mô hình xử lý nước thải:
Mô hình Sử dụng VSV hiếu khí và tùy tiện – bể aerotank:
Phương pháp hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt độngtrong điều kiện cung cấp oxy liên tục Quá trình phân huỷ các chấthữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hoá sinh hoá
Quá trình xử lý sinh học hiếu khí nước thải gồm ba giai đoạn sau:+ Oxy hoá các chất hữu cơ: CxHyOz + O2 => CO2 + H2O + DH+ Tổng hợp tế bào mới: CxHyOz + NH3 + O2 => CO2 + H2O +DH
+ Phân huỷ nội bào: C5H7NO2 + 5O2 => 5CO2 + 5 H2O + NH3 ±DH
• Quá trình bùn hoạt tính hiếu khí (Aerotank) là quá trình phổ biến.Trong bể bùn hoạt tính hiếu khí với sinh vật sinh trưởng dạng lơlửng, quá trình phân huỷ xảy ra khi nước thải tiếp xúc với bùn trongđiều kiện sục khí liên tục Việc sục khí nhằm đảm bảo các yêu cầucung cấp đủ lượng oxy một cách liên tục và duy trì bùn hoạt tính ởtrạng thái lơ lửng
Bản chất của phương pháp là phân huỷ sinh học hiếu khí với cungcấp ôxy cưỡng bức và mật độ vi sinh vật được duy trì cao(2.000mg/L –5.000mg/L) do vậy tải trọng phân huỷ hữu cơ cao vàcần ít mặt bằng cho hệ thống xử lý
