Nhóm 5 phuc hồi ô nhiễm đất bằng pp sinh học

Phân loại theo các tác nhân gây ô nhiễm: - Ô nhiễm đất do tác nhân hoá học: Bao gồm phân bón N, P dư lượng phân bón trong đất, thuốc trừ sâu clo hữu cơ, DDT, lindan, aldrin, photpho hữu

x lý sinh h c trong ph c h i ô nhi m đ t ử ọ ụ ồ ễ ấ

Khái quát về ô nhiễm môi trường đất

Phương pháp sử dụng các VSV phục hồi ô nhiễm đất

Phương pháp sử dụng thực vật phục hồi ô nhiễm đất

Khát quát về ô nhiễm môi trường đất

1.Khái niệm

• Theo định nghĩa của Tổ chức Y tế thế giới (WHO) :

“Ô nhiễm môi trường là  sự đưa vào môi trường các chất thải nguy hại hoặc năng lượng đến mức ảnh hưởng tiêu cực đến đời sống sinh vật, sức khỏe con người hoặc làm suy thoái chất lượng  môi trường”.

Click icon to add picture

2.Các nguyên nhân gây ô nhiễm đất

Đất ô nhiễm bị gây ra bởi sự có mặt của hóa chất xenobiotic (sản phẩm của con người) hoặc do

các sự thay đổi trong môi trường đất tự nhiên

Ô nhiễm đất có thể gây ra bởi:

Click icon to add picture

 Rác thải phóng xạ

 Tai nạn công nghiệp

 Bãi chôn lấp và vứt bỏ rác thải bất hợp pháp

 Hoạt động nông nghiệp, chẳng hạn như sử dụng thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ và

phân bón

 Khai thác mỏ và các ngành công nghiệp khác

 Dầu và nhiên liệu thải bỏ

 Chôn lấp rác thải

 Thải bỏ tro than

 Nước mặt bị ô nhiễm thấm vào đất

 Xả nước tiểu và phân tự do

 Rác thải điện tử

3 Các dạng ô nhiễm đất

Phân loại theo các nguồn gốc phát sinh :

+ Ô nhiễm đất do các chất thải sinh hoạt

+ Ô nhiễm đất do chất thải công nghiệp

+ Ô nhiễm đất do hoạt động nông nghiệp

Phân loại theo các tác nhân gây ô nhiễm:

- Ô nhiễm đất do tác nhân hoá học: Bao gồm phân bón N, P (dư lượng phân bón trong đất), thuốc trừ sâu (clo hữu cơ, DDT, lindan,

aldrin, photpho hữu cơ v.v.), chất thải công nghiệp và sinh hoạt (kim loại nặng, độ kiềm, độ axit v.v )

- Ô nhiễm đất do tác nhân sinh học: Trực khuẩn lỵ, thương hàn, các loại ký sinh trùng (giun, sán v.v )

- Ô nhiễm đất do tác nhân vật lý: Nhiệt độ (ảnh hưởng đến tốc độ phân huỷ chất thải của sinh vật), chất phóng xạ (U ran, Thori, Sr90,

I131, Cs137

phương pháp sinh học trong phục hồi ô nhiễm đất

Xử lý ô nhiễm đất bằng vi sinh vật: Là dùng vi sinh vật để phân hủy sinh học các chất độc, biện pháp này an toàn và đạt hiệu quả cao.

- Sự có mặt của các kim loại nặng độc

- Nồng độ các chất ô nhiễm hữu cơ cao: vi sinh vật tự nhiên không phát triển, gâychết vi sinh vật đưa vào

Cơ chế xử lý CON của vi sinh vật

Cơ chế trực tiếp

• Các chất ô nhiễm được đưa vào tế bào vsv

• Nhờ enzym biến đổi thành năng lượng, chất dinh dưỡng

• Kết thúc, chất ô nhiễm được đưa ra ngoài môi trường dưới dạng

đơn giản, ít độc, năng lượng được thải dưới dạng oxygen, sulfate,

nitrate…

Cơ chế gián tiếp

• VSV sử dụng chất khoáng và năng lượng từ môi trường đất phục

vụ quá trinh sinh tổng hợp CHC

• Sản sinh ra các enzym ngoại bào có khả năng giảm,phần hủy CON trong đất

Loại VSV phân hủy CON trong đất

Achrombacter, Alcaligenes, Corynebacterrium,

Flavobaterium, Pseudomonas

phân huỷ 2,4-D

Nấm Phanerochaete Chrysosporium Phân huỷ 2,4-D

Clorinated phenol, PCBs, Dioxin, Monoaromatic và Polyaromatic hydrocacbon, Nitromatic

Bacillus cenllulose

Achrombacter

Bacillus mycoides

Kỹ thuật bùn nhão

Kỹ thuật cấp khí

Kĩ thuật trải đất

 Kỹ thuật đống ủ

Một số áp dụng dùng vsv xử lý đất ô nhiễm

a.Phương pháp sinh học xử lý đất ô nhiễm ký sinh trùng

• Nguyên tắc: Kí sinh trùng được truyền vào đất qua trứng giun sán,ấu trùng của chúng,sau thời gian ủ bênh tương đối sẽ trở thành tác nhân gây bênh cho con người Nhìn chung, đất chỉ là môi trường trung gian đế ký sinh trùng có thể hoàn tất chu kỳ của mình và truyền bệnh sang người

• Đa số ấu trùng không thể tồn tại quá lâu trong môi trường đất mà không có vật chủ cho nên biên pháp xử lý đất khi bị ô nhiễm ấu trùng của

ký sinh trùng tương tự như xử lý đất ô nhiễm do vi sinh vật Ta có thể áp dụng biện pháp khử trùng đất bằng phương pháp sinh học

• Khử trùng sinh học dựa trên việc đưa chất hữu cơ vào đất.Trong điều kiện kỵ khí các chất hữu cơ này sẽ được lên men tạo ra các chất khí tiêu diệt ký sinh trùng gây bệnh.

• Khử trùng đất bằng phương pháp sinh học thì rất hữu ích đối với những trang trại trồng rau

• Nhiệt độ cao rất cần thiết với phương pháp này vì thế nó được thực hiện chủ yếu vào mùa hè

b.Khắc phục ô nhiễm dầu

Phương pháp chung

-Cày xới và xử lý tầng đất ô nhiễm làm cho dầu bay hơi

- Xử lý đất bằng hóa chất

- Trồng cây ưa dầu, có khả năng chịu được nồng độ dầu

- Tạo cho đất khả năng tự làm sạch,hoặc tiếp xúc với không khí hoặc vi sinh vật rửatrôi chuyển hóa tự nhiên

Phân hủy sinh học

Các thành phần hóa học có trong dầu mỏ thường rất khó phân hủy.Do đó sẽ sử dụng các vi sinh vật (nấm hay vi khuẩn) để thúc đẩy sự suy thoái của Hydrocacbon dầu mỏ

Vi khuẩn là nhóm vi sinh vật chính tham gia phân hủy dầu mỏ

Người ta phân chúng vào 3 nhóm dựa trên cơ chế chuyển hóa dầu của chúng như sau:

 Nhóm 1: Bao gồm những VSV các chất mạch hở như rượu, mạch thẳng, như aldehyt ceton, axit hữu cơ

 Nhóm 2: Bao gồm những VSV phân hủy các chất hữu cơ có vòng thơm như benzen,phenol,toluen,xilen

 Nhóm 3: Bao gồm những VSV phân hủy hydratcacbon dãy polimetil,hydratcacbon no

Trên toàn thế giới có trên 70 chi vi khuẩn được biết là làm suy thoái hydrocacbon

c sử dụng VSV xử lý đất ô nhiễm HCBVTV

Vi sinh vật đất được biết đến như những cơ thể có khả năng phân huỷ rất nhiều HCBVTV dùng trong nông nghiệp

Biện pháp phân huỷ HCBVTV bằng tác nhân sinh học dựa trên cơ sở sử dụng nhóm vi sinh vật có sẵn môi trường đất, các sinh vật có khả năng phá huỷ sự phức tạp trong cấu trúc hoá học và hoạt tính sinh học của HCBVTV

Ở trong đất, HCBVTV bị phân huỷ thành các hợp chất vô cơ nhờ các phản ứng ôxy hoá, thuỷ phân, khử oxy xảy ra ở mọi tầng đất và tác động quang hoá xảy ra ở tầng đất mặt

Tên nước Loại vi sinh vật Xử lý

Tại Mỹ VSV Geobacter sắt oxit đặc biệt là gỉ sắt có trong đất

Thổ Nhĩ Kỳ Nấm Trametes versicolor Touluen và Benzen

Áp dụng trên thế giới

Tại Việt Nam

Căn cứ quân sự Mỹ ngụy cũ tại Biên Hòa, Đồng Nai Các VSV hiếu khí và kỵ khí phân hủy Đioxin Đioxin

Khu căn cứ quân sự cũ tại Đà Nẵng Các VSV hiếu khí và kỵ khí phân hủy Đioxin đioxin

Nhà máy xử lý và chế biến chất thải Việt Trì, Phú Thọ,

Nhà máy xử lý rác thải Đồng Xoài, Bình Phước… và nhiều

cơ sở xử lý rác thải khác

chế phẩm Sagi Bio  chất thải hữu cơ

2 Xử lý ô nhiễm đất bằng thực vật

Phương pháp và khả năng áp dụng

-Khả năng áp dụng: xử lý kim loại nặng , chất hữu cơ trong đất

-Phương pháp : Sử dụng công nghệ phytoremediation , công nghệ sử dụng thực vật để làm sạch môi trường, bằng cách tích lũy trong sinh khối và biến đổi chúng thành dạng khí thoát ra ngoài

Cơ chế tích lũy chất ô nhiễm ở tế bào thực vật

Cơ chế biến đổi chất ô nhiễm

• Cơ chế giảm nồng độ kim loại : trồng các loài thực vật có khả năng tích luỹ kim loại cao trong

thân Khi thu hoạch các loài thực vật này thì các chất ô nhiễm cũng được loại bỏ ra khỏi đất

• Sử dụng thực vật để cố định kim loại: hấp thụ KL trong rễ hoặc kết tủa trong vùng rễ,làm giảm

khả năng linh động của kim loại, ngăn chặn ô nhiễm, khuếch tán vào nước ngầm, chuỗi thức ăn

Công nghệ xử lí chất ô nhiễm (phytoremediation)

• Phyto-Phân hủy

• Phân giải CHC

• Tạo chất dinh dưỡng cho cây

• Enzym: Dehalogenase suy giảm dm clo, …

 4 Phytovolatilization

- Hút, vận chuyển, biến đổi CON thành hơi thông qua qt

thoát hơi nước

b Các loài thực vật có khả năng cải tạo chất ô nhiễm

 Có ít nhất 400 loài phân bố trong 45 họ thực vật có khả năng hấp thụ kim loại

 Các loài này là các loài thực vật thân thảo hoặc thân gỗ,

có khả năng tích luỹ và không có biểu hiện về mặt hình thái khi nồng độ kim loại trong thân cao hơn hàng trăm lần so với các loài bình thường khác

Bảng: Một số loài thực vật cho sinh khối nhanh

có thể sử dụng để xử lý kim loại nặng trong đất

Một số loài thực vật có khả năng tích lũy kim loại nặng cao

Psychotria douarrei Melastoma malabathricum

Nghiên cứu, Áp dụng trên Thế giới

Tên nước Loại thực vật Xử lý

Tại Mỹ Cải xanh Chì

Ucraina Cải xanh Các chất phóng xạ xung quanh nhà máy điện hạt nhân chernolby

Hòa kỳ, Trung Quốc, Nga Dương xỉ Asen, thạch tín, KLN

Phillipin Rinorea niccoliffer Niken

Nghiên cứu, Áp dụng tại Việt Nam

Khu Vực Loại Thực Vật Xử Lý

4 vùng mỏ Thái Nguyên: Mỏ thiếc, than, chì, sắt Ngổ dại, cỏ voi lai, cỏ vertiver và cải xanh

KLN

Mỏ thiếc (ở Hà Thượng) Dương xỉ Asen ( sau 2,5 năm Asen con lại bằng 14% so ban đầu)

Mỏ Pb-Zn tại Làng Hích Dương xỉ Pteris vittata, cỏ mần trầu và cỏ Vertiver Pb và Zn (sau 2,5 năm còn 11,5% và 24,46%)

Bãi thải Chính Bắc-cty CP Than Núi béo Cỏ Vertiver Zn và KL khác

Nghiên cứu Khoa học Loài thơm ổi Chì và Cacdimi (cao gấp 500-1000 lần so loài khác)

• Ưu điểm của Phương pháp

• Loại bỏ nhiều chất thải hữu cơ và vô cơ có khả năng gây độc đối với sinh vật

• Thân thiện với môi trường

• Chi phí thấp, an toàn

• Dễ thực hiện, không đòi hỏi kỹ thuật cao

• Sinh khối giới hạn

• Chỉ giới hạn cho tầng đất nông (<5m)

• Tích lũy nhiều chất độc sẽ gây hại cho cây

Đối với vi sinh vật

• Tốn thời gian

• Dễ bị ảnh hưởng bởi môi trường nhiễm độc

Cảm ơn thầy cô và các bạn đã lắng nghe!