Tiểu luận môi trường " PHYTOVOLATILIZATION "

Chia sẻ: Pham Phuong Thuy | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

323
lượt xem 85
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phytovolatilization: Đây được hiểu là biện pháp sử dụng thực vật để hút các chất ô nhiễm, sau đó những chất ô nhiễm này sẽ được biến đổi và chuyển vào trong thân sau đó lên lá và 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 nhanh hơn, hoặc một số chất khi đi vào trong cây mới bị biến đổi....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tiểu luận môi trường " PHYTOVOLATILIZATION "

PHYTOVOLATILIZATION NHÓM 5 DANH SÁCH NHÓM 5 1. LÊ THỊ HIẾU GIANG (Lớp 06csm2) NGUYỄN THANH DƯƠNG (Lớp 06csm2) 2. 3. NGÔ NGỌC DUNG (Lớp 06csm1) 4. NGUYỄN THỊ BÍCH CẨM (Lớp 06csm1) 5. LÊ VĂN GIÁP (Lớp 06csm2) -1-
PHYTOVOLATILIZATION NHÓM 5 CÔNG NGHỆ PHYTOREMEDIATION CƠ CHẾ PHYTOVOLATILIZATION 1. ĐỊNH NGHĨA Phytovolatilization: Đây được hiểu là biện pháp sử dụng thực vật để hút các chất ô nhiễm, sau đó những chất ô nhiễm này sẽ được biến đổi và chuyển vào trong thân sau đó lên lá và 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 nhanh hơn, hoặc một số chất khi đi vào trong cây mới bị biến đổi. Trong một số trường hợp thực vật ở vùng nhiệt đới hoặc có điều kiện sống gần giống vùng nhiệt đới các chất ô nhiễm này có thể bị bài tiết ra dưới dạng dịch. Giống như cơ chế giảm bớt hàm lượng muối ở cây có khả năng chịu mặn. Hay nói cách khác: Phytovolatilization là sử dụng thực vật để làm bay hơi các chất ô nhiễm thông qua quá trình hấp thu và chuyển hóa các chất ô nhiễm thành các chất không độc hại hoặc ít độc hại hơn và được thoát ra ngoài qua lỗ khí khổng. Sau khi giai phong vao không khi, cac hợp chât có thể nhanh chong bị ̉ ́ ̀ ́́ ́ ́ oxi hoa trong khí quyên bởi gôc hydroxyl  giam đôc, (ví du: TCE, PCE). ́ ̉ ́ ̉ ̣ ̣ Sự chuyên hoa bên trong thực vât là sự đông nhât hoa cac nhom hợp ̉ ́ ̣ ̀ ́ ́ ́ ́ ́ ̣ chât riêng biêt. Sự đông hoa cac chât trong cây nhờ có hệ Enzym, thực vât sử dung ́ ́ ́ ̣ ̣ hệ Enzym đông hoa, lam giam nông độ cua chât ô nhiêm. ̀ ́ ̀ ̉ ̀ ̉ ́ ̃ -2-
PHYTOVOLATILIZATION NHÓM 5 Cơ chế Phytovolatilization 2. MÔI TRƯỜNG XỬ LÝ -3-
PHYTOVOLATILIZATION NHÓM 5 Phytovolatilization chủ yếu được áp dụng cho nước ngầm, ngoài ra có thể được áp dụng đối với đất, trầm tích, nước bùn đặc. 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 selen). - Chất ô nhiễm được trao đổi thoát vào môi trương 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. - Xử lý tại chỗ. 4. NHƯỢC ĐIỂM Phytovolatilization có một số nhược điểm như sau: - Phụ thuôc vao thuy lực. ̣ ̀ ̉ - sự hâp thụ phụ thuôc vao tinh kị nước, tinh tan và tinh phân cực cua ́ ̣ ̀́ ́ ́ ̉ cac hợp chât. ́ ́ + Tinh kị nước: thông thường năm trong khoang log k wo = 0,5 đên 3 ́ ̀ ̉ ́ thì chât hữu cơ dễ dang được giữ lai và chuyên vao trong thực vât. ́ ̀ ̣ ̉ ̀ ̣ + Cac phân tử không phân cực có trong lượng phân tử < 500 sẽ được ́ ̣ hâp thụ trên bề măt cua rê, con những phân tử có cực sẽ được đi vao rễ và ́ ̣ ̉ ̃̀ ̀ được chuyên dời đi (Bell 1992). ̉ - Các chất ô nhiễm hoặc chuyển hóa thành các chất nguy hiểm( như là vinyl clorua từ TCE) có thể giải phóng ra môi trường không khí. Một -4-
PHYTOVOLATILIZATION NHÓM 5 nghiên cứu đã chỉ ra TCE có thể bay hơi, nhưng những nghiên cứu khác chỉ ra rằng chúng không bay hơi. - Các chất ô nhiễm chất chuyển hóa thành các chất nguy hiểm có thể tích lũy trong thực vật và sau đó chuyển sang bộ phận khác như là quả hoặc thân gỗ. Sự chuyển hóa, biến đổi các chất ở mức thấp nhất được phát hiện thấy trong các mô thực vật.( Newman et al. 1997a). - Thời gian xử lý ô nhiễm dài. - Phụ thuộc vào mùa. - Phụ thuộc vào bộ rễ của thực vật xử lý. - Sự hâp thụ cac chât ô nhiêm phụ thuôc vao từng loai thực vât, tinh ́ ́ ́ ̃ ̣ ̀ ̣ ̣́ chât cua chât ô nhiêm và nhiêu yêu tố vât ly, hoa hoc đăc trưng trong đât. ́̉ ́ ̃ ̀ ́ ̣́ ́ ̣ ̣ ́ - Ngay nay, viêc nhân dang và xac đinh rõ cac dang chuyên hoa cua ̀ ̣ ̣ ̣ ́ ̣ ́ ̣ ̉ ́ ̉ thực vât là rât khó khăn, do đó viêc phá huy cac chât ô nhiêm rât khó được ̣ ́ ̣ ̉ ́ ́ ̃ ́ ́ ̣ xac nhân. 5. GIỚI HẠN NỒNG ĐỘ CỦA CHẤT Ô NHIỄM 5.1. Chất hữu cơ: Chât hữu cơ là đôi tượng chinh cua cơ chế nay. Thông thường cac ́ ́ ́ ̉ ̀ ́ hợp chât hữu cơ năm trong khoang log = 0,5 đên log = 3,0 thì thực vât có ́ ̀ ̉ ́ ̣ khả năng chuyên hoa. ̉ ́ 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 di chuyển > 97% của 50 ppm TCE từ môi trường nước (Newman et al.1997b). Sử dụng loại cỏ linh lăng có thể xử lý được 100-200 µg/L TCE trong nước ngầm ( Narayanan et al. 1995). Trong vòng 1 năm, khoảng 95% của 50 ppm carbon tetrachloride được di chuyển lên bởi cây bạch dương ( Newman et al. 1997b). -5-
PHYTOVOLATILIZATION NHÓM 5 5.2. Chất vô cơ Các chất ô nhiễm vô cơ Se ,Hg và các chất khác có thể chuyển thành các chất dạng bay hơi (Pierzynski et al .1994). Se được hấp thụ và chuyển đổi tại những vùng nước ngầm có nồng độ 100 to 500 µg/L, và trong đất là 40µg/L. thực vật có thể sinh trưởng và phát triển ở mức ô nhiễm Hg++ là 20ppm và xử lý bay hơi ở dạng Hg nguyên tố, với nồng độ 5-20ppm Hg++ không gây độc với thực vật. 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. 7. CÁC LOÀI THỰC VẬT ĐƯỢC ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ PHYTOVOLATILIZATION Những thực vật được sử dụng nghệ loài trong công phytovolatilization gồm có: Trường Đại học Washington đã tiến hành những nghiên cứu rộng rãi việc sử dụng cây bạch dương trong công nghệ thực vật xử lý để hòa tan các dung môi khử trùng có chứa clo. Trong những nghiên cứu này, đã tìm thấy sự biến đổi của TCE xảy ra ở bên trong thực vật (Newman el at.1997a). Loài cỏ linh lăng (Medicago sativa) đã được những nhà nghiên cứu của Đại học Kansas State University xem xét về vai trò của chúng trong công nghệ phytovolatilization để chuyển hóa hợp chất TCE. Cỏ linh lăng (Medicago sativa) -6-
PHYTOVOLATILIZATION NHÓM 5 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). Cây mù tạt Ấn Độ (Brassica juncea) và cây cải dầu (Brassica napus) đều được sử dụng trong công nghệ phytovolatilization để dịch chuyển Selen. Selenium (tương tự như Se) đã được biến đổi thành dạng khí Selenite và phát tán vào không khí (Adler 1996). Mù tạt Ấn Độ (Brassica juncea) Cải dầu (Brassica napus) Kenaf (Hibiscus cannabinus L. cv. Indian) và cây roi cao (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). -7-
PHYTOVOLATILIZATION NHÓM 5 Một loài cỏ dại trong họ mù tạt (Arabidopsis thaliana) đã được chuyển gồm gen bao có gen (emzym) có khả năng chuyển đổi những muối thủy ngân 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 chuyển các hóa chất gây ô nhiễm vào bầu khí quyển, tác động của việc chuyển chất gây ô nhiễm trên hệ sinh thái và trên sức khỏe con người cần được quan tâm. 8.1. Điều kiện đất đai: Để việc thoát hơi nước xảy ra hiệu quả, thì đất cần phải có cấu trúc để cung cấp đủ nước đến cây. Các giá trị cũng khác nhau tùy thuộc vào độ pH, độ xốp của đất,… 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. CHIỀU HƯỚNG HIỆN TẠI -8-
PHYTOVOLATILIZATION NHÓM 5 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 bắt đầu tại khu vực Carswell, Fort Worth, sử dụng cây bạch dương để xử lý TCE trong nước ngầm bị ô nhiễm. Một số nghiên cứu có ý nghĩa đáng kể để kiểm nghiệm và ứng dụng thực vật đối với sự bay hơi của Se đã được tiến hành. 10. LỜI KẾT Ứng dụng thực vật trong việc thu hồi các chất ô nhiễm là một công nghệ hoàn toàn mới mẻ, đang ở giai đoạn đầu của sự phát triển. Theo đánh giá sơ bộ, giá thành trung bình của việc tẩy độc bằng các phương pháp hoá học, cơ học, lý hoá học… cao hơn rất nhiều lần so với giá thành xử lý môi trường ô nhiễm bằng biện pháp sinh học. Do đó ngày càng cần có nhiều nghiên cứu chuyên sâu hơn nữa để hoàn thiện các cơ chế xử lý chất ô nhiễm bằng thực vật để có thể ứng dụng chúng một các rộng rãi trong thực tế nhằm giảm bớt các chi phí tốn kém và có thể áp dụng trong các điều kiện của nền kinh tế chưa phát triển cao. Trong quá trình nghiên cứu về cơ chế Phytovolatilization, chúng tôi nhận thấy cơ chế này cũng tồn tại một vài nhược điểm cần có nhiều nghiên cứu hơn nữa để khắc phục những nhược điểm trên nhằm mục đích xứ lý đạt hiệu quả nhất mà không ảnh hưởng đến môi trường xung quanh. Ở Việt Nam, trong điều kiện kinh tế còn chưa phát triển cao thì có thể áp dụng công nghệ này trong xử lý ô nhiễm đất, nguồn nước. Cần nghiên cứu và tìm ra những loài thực vật có thể ứng dụng được mà phù hợp với điều kiện đất đai và khí hậu của Việt Nam. -9-
PHYTOVOLATILIZATION NHÓM 5 Bên cạnh đó việc phát triển công nghệ sinh học trong lĩnh vực xử lý môi trường cũng cần được quan tâm, việc ứng dụng kỹ thuật chuyển gen để chuyển những gen có khả năng chuyển hóa các chất ô nhiễm vào trong những loài thực vật sinh trưởng và phát triển tốt ở điều kiện đất đai và khí hậu Việt Nam. Tóm lại: Những loài thực vật được sử dụng trong cơ chế nay hầu hết là các cây thân cỏ tiêu biểu như: cây dương lai, cây trong họ mù tạt, cây cải dầu, cỏ linh lăng,… và điều đặc biệt là những cây này cỏ thể tồn tại nhiều cơ chế khác của công nghệ Phytoremediation, tùy vào mục tiêu xử lý để lựa chọn những loài thực vật thích hợp. - 10 -
PHYTOVOLATILIZATION NHÓM 5 11. TÀI LIỆU THAM KHẢO: 1. L.C. Davis and L.E. Erickson (2002). A review of the potential for phytovolatilization of the volatile contaminants ethylene dibromide, ethylene dichloride, and carbon tetrachloride. ( nguồn: http://www.engg.ksu.edu) 2. Meagher, R.B., and C. Rugh. 1996.Abstract: Phytoremediation of Mercury Pollution Using a Modified Bacterial Mercuric lon Reductase Gene. International Phytoremediation Conference, May 8-10, 1996, Arlington, VA. International Business Communications, Southborough, MA. Tài liệu này mô tả quá trình phát triển của thực vật chuyển gen để làm giảm hàm lượng Hg++ thành Hg dạng nguyên tố, sau đó chúng được làm cho bay hơi, và bổ sung những loài thực vật cho việc tăng quá trình chuyển Hg++ thành dạng Hg nguyên tố. 3.Newman, L.A., S.E.Strand, N.Choe, J. Duffy,G.Ekuan, M. Ruszaj, B.B. Shurtleff, J. Wilmoth, P. Heilman, and M. P. Gordon. 1997a. Uptake and Biotransformation of Trichloroethylene by Hybrid poplars. Environ. Sci. Technol. 31: 1062-1067. Toàn bộ những loài cây được kiểm tra sự bay hơi của 50ppm TCE với những cái túi đặt xung quanh lá, sự phân tích đã chỉ ra rằng TCE được thoát ra từ những loài cây đó. 4. Bañuelos, GS, HAAjwa, B. MacKey, LLWu, C. Cook, S. Akohoue, và S. Zambrzuski. 1997b. Đánh giá các loài thực vật khác nhau được sử dụng nghệ đất nhiều công Phytoremediation trong có Selen. J.Environ.Qual.26: 369-646 Thảo luận về việc đánh giá này có loài thực vật (cây canola, cây dâm bụt Đông Ấn Độ, và cây roi cao) được trồng trong đất có nhiễm selen trong điều kiện nhà kính. Tổng số selen trong đất đã giảm mạnh khi sử - 11 -
PHYTOVOLATILIZATION NHÓM 5 dụng mỗi loài. Sự bay hơi selen đã đưa ra giả thuyết là nguyên nhân của việc giảm nồng độ trong đất. - 12 -