Bài giảng Cơ chế làm sạch môi trường nước bằng thực vật

Bài giảng trình bày các nội dung: Giới thiệu cơ chế làm sạch môi trường bằng thực vật (phytoremediation), ưu điểm và giới hạn của phytoremediation, ứng dụng của phytoremediation, một số nghiên cứu sử dụng thực vật làm sạch môi trường nước ở đồng bằng sông Cửu Long. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cơ chế làm sạch môi trường nước bằng thực vật Cơ chế làm sạch môi trường nước bằng thực vật TS. Ngô Thụy Diễm Trang Email: ntdtrang@ctu.edu.vnSeminar Khoa MT & TNTN, ĐHCT, 26/5/2014 Nội dung báo cáo1. Giới thiệu cơ chế làm sạch môi trường bằng thực vật (phytoremediation)2. Ưu điểm và giới hạn của phytoremediation3. Ứng dụng của phytoremediation4. Một số nghiên cứu sử dụng thực vật làm sạch môi trường nước ở ĐBSCL 1. Làm sạch môi trường bằng thực vật (phytoremediation) Phytoremediation? Phyto RemediationThlaspi rotundifolium (Thực vật) (Phục hồi/làm sạch) (L.) GAUDIN, 1829  Brooks (New Zealand) (1977): “godfather” của phytoremediation.  Reeves & Brooks (1983): thực vật siêu tích lũy/hấp thu (hyperaccumulation) vùng hệ sinh thái ô nhiễm quặng mỏ chì – kẽm (Bắc nước Ý).  Năm 1995, Nicks & Chambers trình diễn mô hình mang tính khả thi kinh tế ở California (phytomining).Alyssum wulfenianumBENTH. EX WILLD., 1814 Các chất ô nhiễm đã được nghiên cứu bằng phương pháp phytoremediation• Metals (Pb, Zn, Cd, Cu, Ni, Hg), metalloids (As, Sb)• Inorganic compounds (NO3- NH4+, PO43-)• Radioactive chemical elements (U, Cs, Sr)• Petroleum hydrocarbons (BTEX)• Pesticides and herbicides (atrazine, bentazone, chlorinated and nitroaromatic compounds)• Explosives (TNT, DNT)• Chlorinated solvents (TCE, PCE)• Industrial organic wastes (PCPs, PAHs), and othersCác cơ chế của phytoremediationCác hình thức/cơ chế của phytoremediation Công nghệ phytoremediation bao gồm các hình thức khác nhau, tùy theo tính chất hóa học và tính chất của các chất gây ô nhiễm (nếu là trơ, dễ bay hơi hoặc chất có khả năng bị phân hủy bỡi thực vật hoặc phân hủy trong đất) và tùy theo các đặc tính thực vật: 1. Phytodegradation (Phytotransformation) 2. Phytostabilization (Phytoimmobilization) 3. Phytovolatilization 4. Phytoextraction (Phytoaccumulation, Phytoabsorption hoặc Phytosequestration) 5. Phytofiltration 6. Rhizodegradation (Phytostimulation) Các hình thức/cơ chế của phytoremediation (tt)1) Phytodegradation (phân hủy): Các chất ô nhiễm hữu cơ bị phân hủy (chuyển hóa) hoặc bị khoáng hóa bởi các enzymes chuyên biệt trong tế bào thực vật: nitroreductases, dehalogenases (phân giải dung môi và thuốc trừ sâu gốc Cl) và laccases (phân giải anilines). Loài họ liễu (Populus sp.) và họ rong xương cá (Myriophyllium spicatum) là những cây có hệ thống enzymes này.2) Phytostabilization (cố định): Các chất ô nhiễm hữu cơ hoặc vô cơ, được kết hợp vào lignin của thành tế bào rễ hoặc vào mùn. Kim loại bị kết tủa do rễ cây tiết dịch và sau đó chúng bị giữ lại trong đất. Mục tiêu chính của cơ chế này là hạn chế sự di chuyển và khuếch tán của chất gây ô nhiễm. Loài chi Haumaniastrum (họ húng), Eragrostis (họ Hòa thảo), Ascolepis (họ Cói), Lay ơn và Alyssum (họ Cải có hoa) là ví dụ về cây trồng cho mục đích này.3) Phytovolatilization (bay hơi): Một số loài cây có khả năng hấp thu và bay hơi một số kim loại /á kim. Một số nguyên tố của nhóm IIB, VA và VIA của bảng tuần hoàn (đặc biệt là Hg, Se và As) được hấp thu bởi rễ, được chuyển đổi thành các dạng không độc hại, và sau đó thải vào khí quyển. Ví dụ: Astragalus bisulcatus (loài có hoa Họ Đậu) và Stanleya pinnata (họ Cải có hoa) xử lý Se. Loài Nicotiana tabacum (thuốc lá), Liriodendron tulipifera hoặc Brassica napus (cải dầu) xử lý Hg. Kỹ thuật này cũng có thể được sử dụng cho các hợp chất hữu cơ. Các hình thức/cơ chế của phytoremediation (tt)4) Phytoextraction (tách chiết): Rễ hấp thu chất ô nhiễm sau đó chuyển vị và tích lũy trong các bộ phận bên trên (thân, lá). Cơ chế này chủ yếu được áp dụng cho việc loại bỏ kim loại (Cd, Ni, Cu, Zn, Pb) hay yếu tố khác (Se, As) và các hợp chất hữu cơ. Elsholtzia splendens, Alyssum bertolonii, Thlaspi caerulescens và Pteris vittata được biết đến như là Cu, Ni, Zn/Cd và As hyperaccumulators.5) Phytofiltration (lọc): Thực vật hấp thu, tổng hợp và/hoặc kết tủa các chất ô nhiễm, đặc biệt là kim loại nặng/các yếu tố phóng xạ, từ môi trường nước thông qua hệ thống rễ hoặc cơ quan ngập nước khác của cây. Các thực vật được trồng trong hệ thống thủy canh, theo đó nước thải đi qua và được l ...