Kim loại nặng trong môi trường đất

Chủ đề: Kim loại nặng trong môi trường đất. Nhóm 3: Trần Thị Hồng Nguyễn Thị Huyền Vũ Đình Thảo Phạm Thị Hà Nhung Nội Dung I. Tổng quan. II. Khái niệm- Phân loại- Hiện trạng. III. Các dạng tồn tại và chuyển hóa. IV. Nguyên nhân ô nhiễm kim loại nặng. V. Tác động của KLN. VI. Biện pháp xử lý. I. Tổng quan Ô nhiễm môi trường đất do kim loại nặng đã trở nên quen thuộc và là đề tài nghiên cứu của rất nhiều nhà khoa học trong nước, cũng như trên thế giới. Ở Việt Nam hiện nay, vấn đề kim loại nặng đã và đang được quan tâm, chú trọng. II. Khái niệm- Phân loại- Hiện trạng 1. Khái niệm: - KLN gồm các kim loại có tỷ khối d > 5 g/cm3 - Theo định nghĩa trên các kim loại nặng là : As(5,72 ) , Ag( 10,5 ) , Bi( 9,8 ) , Cd( 8,6 ), Co( 8,9 ) , Cu( 8,96 ) , Cr( 7,1 ) , Fe( 7,87 ), Hg( 13,52 ), Mn(7,44 ), Pb( 11,34 ), Zn (7,1 ). 2. Phân loại Phân loại theo độ độc: + Những kim loại có tính độc cao , nguy hiểm : Hg , Pb , Cd , Ni… + Những kim loại có tính độc mạnh : Zn , Fe , Cu , Mn…. Kim loại nặng có hàm lượng thấp hơn so với yêu cầu thì nó cần thiết cho sự phát triển của cây trồng, nhưng nếu quá lượng cần thiết của cây sẽ gây độc cho cây và cho đất. Từ đó gián tiếp tác động đến con người. Hình ảnh một số KLN Hg Zn Pb As Cu Ni 3. Hiện trạng. - Ô nhiễm kim loại nặng trong đất là khả năng tích lũy KLN trong đắt vượt quá tiêu chuẩn cho phép gây độc đối với con người, sinh vật và đất. Mỗi năm, thế giới có khoảng: + 25 tỉ tấn đất mặt bị rửa trôi, + Khoảng hai tỷ ha đất canh tác và đất trồng trên thế giới bị suy thoái do bị con người sử dụng thiếu khoa học và không có quy hoạch.  Vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trong đất ngày càng đáng quan tâm do ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người và cây trồng. - Ô nhiễm kim loại nặng xảy ra ở nhiều nước trên thế giới. + Nhiều nước Đông Âu trước đây đã phát triển công nghiệp theo công nghệ cũ và sử dụng rất nhiều loại chế phẩm trong nông nghiệp nên nước và đất ở nhiều vùng, và nhất là trong cặn lắng của các dòng sông, bị nhiễm kim loại nặng ở mức độ rất cao, cao hơn tiêu chuẩn cho phép 1.000 - 10.000 lần. Giới hạn hàm lượng tổng số của KLN ở từng đất mặt ở một số loại đất Đơn vị tính: mg/kg đất khô (Nguồn: QCVN 03:2008) Hình ảnh một số thành phố ô nhiễm nặng Thiên Tân, Trung Quốc Sukinđa, Ấn Độ Vapi, Ấn Độ La Oroya, Peru Dzerzhinsk, Nga Norilsk, Nga Chernobyl, Ukraine Sumgayit, Azerbaijan Kabwe, Zambia Ví dụ: hàm lượng Pb trong bùn và trong đất tại xã Chỉ Đạo ( Hưng Yên) cho thấy Hàm lượng Pb trong bùn ao và đất trồng lúa rất cao, vượt nhiều lần cho phép. Hàm lượng Pb lớn hơn 100ppm được đánh giá là đất bị ô nhiễm. - Ở VN, tình hình ô nhiễm KLN nhình chung không phổ biến. Tuy nhiên, nhiều trường hợp cục bộ gần như khu công nghiệp, đặc biệt là ở những làng nghề tái chế kim loại, tình trạng ô nhiễm KLN đang diễn ra khá trầm trọng. - Trung bình mỗi năm hoạt động tái chế chì đã đưa vào 1kg đất là 4,34mg Cu, 2,58mg Zn, 2,48mg Pb. (Nguồn: Sinh thái và môi trường đất_Lê Văn Khoa ) Tại TP. HCM, kết quả phân tích hiện trạng ô nhiễm KLN trong đất vùng trồng lúa khu vực phía Nam TP cho thấy hàm lượng Cu, Zn, Pb, Hg, Cr trong đất trồng lúa chịu ảnh hưởng trực tiếp của nước thải công nghiệp P.Nam TP đều tương đương hoặc cao hơn ngưỡng cho phép (TCVN 7209:2002) đối với đất sử dụng cho mục đích nông nghiệp. Trong đó hàm lượng Cd vượt quá tiêu chuẩn cho phép 2,3 lần; Zn vượt quá 1,76 lần.   Hà Nội, một trong những đô thị có tỉ lệ thu gom rác cao nhất, đạt tỉ lệ dao động khoảng 70-80 % /năm. Lượng rác thải còn lại tồn đọng ở các nước ao hồ, ngõ xóm, kênh mương, theo dòng nước mưa chảy tràn gây ô nhiễm môi trường. - Theo thống kê của Viện KH& CNMT – ĐH Bách Khoa Hà Nội, hiện cả nước có 1.450 làng nghề, chủ yếu tập trung ở đồng bằng sông Hồng (67,3%), miền Trung (20,5%) và miền Nam (12,2%). Hàng hoá của các làng nghề đóng góp cho xuất khẩu trung bình mỗi năm đạt gần 600 triệu USD. Theo các nhà khoa học, khoảng 70– 80 % các nguyên tố KLN trong nước thải lắng xuống bùn trên đường đi của nó. - Các dạng tồn tại của kim loại nặng. + Liên kết CHC-kim loại nặng. + Con đường di chuyển trong đất không chỉ là hấp phụ trao đổi với keo đất mà chủ yếu ở dạng liên kết với axit mùn fulvic. + Dạng tự do. + Dạng trao đổi. + Tích lũy trong sinh khối của sinh vật: thực vật, động vật đất.... + Trong phần của những thể rắn khoáng và hữu cơ của đất. - Sự chuyển hóa các kim loại từ ngưỡng không độc sang ngưỡng độc phục thuộc vào: + Bản chất của nhiều kim loại. + Hàm lượng hoặc nồng độ của KLN trong môi trường đất và dung dịch đất. + Phản ứng của đất (pH). + Các điều kiện khác như tính đa dạng sinh học của môi trường đất, chất tạo phức, tạo kết tủa và dạng tồn tại. III. Các dạng tồn tại và chuyển hóa trong đất - KLN đi vào trong đất không chỉ tích tụ ở một điểm mà có khả năng lan truyền phụ thuộc vào các tính chất lý – hóa học của đất như : + Thành phần cơ giới + pH dung dịch đất + Thế ôxi hóa khử + Khả năng hấp phụ và trao đổi cation + Các vi sinh vật đất  Một số KLN có độc tính cao tại các vùng trao đổi mạnh ngay cả ở hàm lượng tương đối thấp. *) As: có nguồn gốc từ đá mẹ, phân bố không đều ở các dạng đá, và hàm lượng As dao động từ 0,5- 2,5 ppm. Chỉ duy nhất trong trầm tích sét có As TB khoảng 13ppm. As nằm chủ yếu ở các dạng hợp chất với Al, Fe và Ca không tan Tồn tại ở dạng hợp chất hữu cơ asenat (AsO43-) trong điều kiện oxi hóa và kết hợp với các cation và kết tủa tạo thành muối arsênat khó tan như AlAsO4, FeAsO4 ,Ca3(AsO4)2..... Khả năng linh động của As trong đất tăng khi đất ở dạng khử vì tạo thành các asenit(As III). Thường két hợp với trầm tích. Khi giải phóng tồn tại dưới dạng As2O3 và phần lớn hấp phụ vào vật liệu dạng hạt khác. As có ái lực mạnh với khoáng sét hay chất hữu cơ trong đất tạo ra các hợp chất khác nhau trong đất. - As dễ hòa tan nhưng khả năng di chuyển bị giới hạn bởi bề mặt xét, hydroxit, và các chất hữu cơ. As tồn tại trong môi trường khử ở dạng Aso, As3+ . Dạng anion AsO2, AsO42-, HAsO42- và H2AsO3- bị hút thu ở pH 7- 9 Photphat ảnh hưởng đến khả năng linh động của As trong đất tiêu thoát tốt do P cạnh tranh với As trên bề mặt hấp phụ. *) Cadimi: là kim loại màu trắng sáng sỉn, có nguồn gốc địa chất tự nhiên. Cd tự nhiên trong đất thường ở dạng hóa trị II. Tính di động của Cd phụ thuộc vào pH, loại đất, thành hen vật lý. Cd thường đi kèm với Zn và có ái lực với S. Cd tồn tại ở dạng không tan: CdO, CdC3, Cd3(PO4)2 trong điều kiện oxi hóa. Trong môi trường axit Cd tồn tại ở dạng linh động Cd2+ Quá trình hấp thụ Cd trong đất xảy ra khá nhanh, 95% Cd đưa vào bị đất hấp phụ trong vòng 10 phút. Cd tồn tại ở dạng trao đổi 20- 40%, dạng hớp chất cacbonat 20%, dạng hiroxit và oxit là 20%, phần liên kết với phức hữu cơ chiếm tỉ lệ nhỏ. Adriano tổng kết dạng tồn tại của Cd: Dạng trao đổi, dạng khử, dạng cacbonat, dạng hữu cơ phực hợp, dạng lattice, dạng sunfit, dạng hòa tan. *) Pb: có màu xám xanh, mền. Chì là nguyên tố có khả năng linh động kém. Theo các nhà khoa học Mỹ: chì tồn tại trong đất ở 10 dạng, hòa tan trong nước, trao đổi, cacbonat, dạng dễ khử, phức liên kết với chất hữu cơ, kết hợp với oxit Fe ở dạng vô định hình- tinh thể, dạng sunfit và các dạng còn lại. + Dạng không tan: Pb(OH)2, PbCO3, PbO, PbS,… + Dạng gây ô nhiễm: PbClBr, PbSO4, PbS, PbCO3, PbCrO4… + Dạng di động: Pb2+. Trong tự nhiên chì tồn tại dưới dạng PbS và bị chuyển hóa thành PbSO4 do quá trình phong hóa. Pb2+ sau khi được giải phóng sẽ tham gia vào quá trình trong đất như bị hấp phụ bởi khoáng sét, CHC hoặc oxit kim loại. Hoặc cố định trở lại dạng hợp chất Pb(OH)2, PbCO3, PbO, PbS,… *) Hg: Tồn tại ở 3 dạng: hòa tan, không tan và bay hơi (CH3)2Hg. Trong đất kiềm pH>7 thủy ngân bị kết tủa ở dạng Pb(OH)2. Các dạng hợp chất thường gặp: Hg- photpat, Hg- chất hữu cơ (R HgOH) Trong điều kiện khử: thủy ngân ở dạng HgS. Sự liên kết Hg- S tạo lên hợp chất humic- Hg Sự hấp phụ Hg trong đất phụ thuộc vào dạng Hg, và khoáng sét illit hấp phụ Hg cao. Vi sinh vật yếm khí tiết ra enzim làm Hg++ kết hợp với CH4 tạo thành mêtin thủy ngân sẽ gây độc cho cây Hg++ + CH4 ----- (CH3)2Hg ---- CH3Hg+ Những khoáng nguyên sinh Sự phong hóa và hình thành đất Dung dịch Ion tự do Phức chất Sự hấp thụ bởi TV Phức chất không tan với chất hữu cơ Oxy hóa Hấp phụ trên bề mặt Kết tinh trong kết tủa được tạo thành Sự xâm nhập vào cơ thể sinh vật Khử Kết tủa và hòa tan các oxit, photphat Khuyếch tán vào bên trong mạng lưới tinh thể của khoáng vật Sự chuyển hóa hợp chất của KLN trong quá trình phong hóa và hình thành đất III. Nguyên nhân gây ô nhiễm kim loại nặng Nguồn gốc tự nhiên. - KLN có trong đá mẹ, là thành phần của vỏ quả đất. - KLN có ở nham thạch của tầng đất: Nguyên tố Asen (As) . - Do các quá trình địa hóa. b. Hoạt động nhân tạo: Hoạt động trong công nghiệp: Tại cống xả của Công ty Sơn Hà Nội ở tổ 1, thị trấn Cầu Diễn, huyện Từ Liêm Từ chất thải làng nghề: Chất thải làng nghề Đa Hội- Từ Sơn- Bắc Ninh Khai thác và chế tác đá tại Đà Nẵng Chất thải bệnh viện: + Các hóa chất và kim loại được thải ra trong các hoạt động của bệnh viện, hóa chất xét nghiệm và sản phẩm sau xét nghiệm. + Hóa chất trị liệu, chất tẩy rửa gia dụng như EDTA, NTA có khả năng tạo phức mạnh đối với kim loại, đây cũng là nguyên nhân làm tăng hàm lượng kim loại nặng. - Chất thải sinh hoạt. Hoạt động nông nghiệp: Hàm lượng kim loại nặng trong các sản phẩm làm phân bón (ppm) (Nguồn: Sinh thái và Môi trường Đất_Lê Văn Khoa) - Hoạt động giao thông: Bảng. Lượng ô tô, xe máy ước tính đến năm 2010 và 2020 Nguồn: Viện Khoa học Khí tượng thủy văn và Môi trường, 2007 » Các quá trình tích lũy kim loại nặng trong đất: a) Lắng đọng từ khí quyển: - Các sol khí kim loại trong khí quyển, được giải phóng vào khí quyển trên mặt đất. Sau đó,khuyếch tán lên cao. - Các phần tử kim loại lớn nhất rơi xuống mặt đất ở dạng kết tủa khô. Mưa mang phần lớn kim loại hòa tan từ khí quyển là kết tủa ướt. b) Sử dụng phân bón không tinh khiết và thuốc trừ sâu có chứa KLN . c) Dùng bùn thải trong nông nghiệp: KLN tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau trong bùn thải. Và chỉ một phần rất nhỏ được cây trồng sử dụng khi bón bùn thải cho cây. d) Trầm tích sông hồ: - Hàm lượng các nguyên tố KLN trong trầm tích sông hồ biến đổi rất lớn theo vị trí. - Hàm số : T= f (L,H,G,C,V,M,e) : tổng kết sự đa dạng của các nguyên tố có thể ảnh hưởng tới T- hàm lượng các nguyên tố vết trong trầm tích. e) Sử dụng nước thải : Bao gồm: nước thải công nghiệp, nước mưa, nước chảy tràn đô thị và trên đất nông nghiệp, nước thải từ mỏ. Với hàm lượng KLN khá cao. Thống kê nguồn thải chứa kim loại nặng. 1) Đối với môi trường đất: ♦ Hình thành hay làm xuất hiện nhiều loại khoáng (VD: As với ái lực mạnh có khả năng hình thành hay làm xuất hiện khoảng hơn 200 loại khoáng vật ). ♦ Tồn tại dưới nhiều trạng thái và trong nhiều dạng hợp chất khác nhau, dễ gây tác động xấu tới cấu trúc đất ở những điều kiện nhất định. ♦ Ảnh hưởng tới pH của môi trường đất. ♦ Có tác động qua lại tới một số nguyên tố khác và với hệ sinh vật trong môi trường đất V. Tác động của KLN 2) Đối với con người và cây trồng: ♦ As về tác dụng lâu dài có thể gây ung thư, ảnh hưởng tới thần kinh, giảm chức năng gan… Triệu chứng ngộ độc As đối với cây trồng đó là: lá héo, nhuộm màu tím, rễ cây bị bạc màu, co nguyên sinh tế bào. Những triệu chứng chung nhất là giảm tăng trưởng. ♦ Cd khi gây độc cho cây trồng thường biểu hiện rất rõ ở mép lá có màu nâu, lá bị úa vàng, xoăn, rễ có màu nâu, thân còi cọc,cây chậm phát triển, làm thay đổi tính thấm của màng tế bào, kìm hãm quá trình sinh tổng hợp Pr, ức chế một số enzyme… Cd đối với người gây rối loạn hóa sinh của Enzym. Gây bệnh cao huyết áp, hỏng thận, phá hủy mô, hồng cầu. ♦ Tác động lâu dài của Chì đến cơ thể con người là dần xuất hiện các biểu hiện như: hơi thở hôi, sưng lợi với viền đen ở lợi, da vàng, đau bụng dữ dội, táo bón, đau khớp xương, bại liệt chi trên (tay bị biến dạng), mạch yếu, nước tiểu ít, thường gây sảy thai ở phụ nữ có thai.Ảnh hưởng tới quá trình trao đổi chất. Những dấu hiệu độc trong thực vật đối với cây trồng là không đặc trưng. Nó có ảnh hưởng trong 1 số quá trình quang hợp, sự phân bào, sự hút thu nước… ♦ Hg khi gây ngộ độc làm cho bệnh nhân thường có biểu hiện: có vị kim loại trong cổ họng, đau bụng, nôn, xuất hiện những chấm đen trên lợi, bệnh nhân bị kích động, tăng huyết áp, sau 2-3 ngày thường chết vì suy thận. Hg đối với cây trồng ♦ Ngoài ra, còn một số nguyên tố vết độc khác như: Antimon, Ba, Co, F, He, Sn, Titan… cũng có tác động xấu đến môi trường đất , con người và sinh vật. 3) Tác động của đất tới các nguyên tố KLN: ♦ Môi trường đất góp phần quyết định : dạng tồn tại, tính chất, khả năng linh động cũng như khả năng tham gia vào các phản ứng xảy ra trong đất và mức độ ảnh hưởng lên cây trồng cùng với khu hệ sinh vật đất. ♦ Các thành phần khác nhau trong đất có tác động đến khả năng giữ lại KLN. V. Phương pháp xử lý 1. Phương pháp hóa lý a. Phương pháp bay hơi Bằng cách cấp nhiệt để hóa hơi chất lỏng, nhằm giảm lượng chất thải cần xử lý cuối cùng. b.Phương pháp kết tủa hóa học Dựa trên phản ứng hoá học giữa chất đưa vào nước thải với kim loại cần tách. ở độ PH thích hợp sẽ tạo thành hợp chất kết tủa và được tách ra khỏi bằng phương pháp lắng Phương pháp kết tủa là phương pháp thông dụng nhất, các chất kết tủa thường dùng bao gồm OH-, CO32-, S2-. Kim loại trong nước thải thường được kết tủa bằng cách đưa vôi vào nước thải cho đến khi đạt tới pH mà ở đó độ hòa tan của kim loại thấp nhất Để xử lý nước thải công nghiệp có chứa kim loại nặng người ta thường xử lý trước các chất ảnh hưởng đến quá trình kết tủa các kim loại này Để tăng hiệu quả của quá trình kết tủa, người ta còn dùng muối cacbamat, tuy nhiên, do giá thành cao nên chỉ được áp dụng sau khi nước thải đã qua quá trình kết tủa truyền thống. Hiệu quả của quá trình này được trình bày trong bảng sau: c. Phương pháp trao đổi ion Dựa trên nguyên tắc của phương pháp trao đổi ion dùng trong ion từ nhựa hữu cơ tổng hợp, các chất cao phân tử có gốc hyđrocacbon và các nhóm chất trao đổi ion. Quá trình trao đổi ion được tiến hành trong các cột cationit và anionnit d.Phương pháp hấp phụ KLN ở dạng linh động có thể được hấp phụ và cố định chặt trong cấu trúc của những vật liệu hấp phụ Than hoạt tính +Than hoạt tính là một chất gồm chủ yếu là nguyên tố carbon ở dạng vô định hình (bột), một phần nữa có dạng tinh thể vụn grafit (ngoài carbon thì phần còn lại thường là tàn tro, mà chủ yếu là các kim loại kiềm và vụn cát) + Thuộc tính làm tăng ý nghĩa của than hoạt tính là: nó là chất không độc (kể cả một khi đã ăn phải nó), giá thành sản xuất rẻ (được tạo từ gỗ thành than hoạt tính và từ nhiều phế chất hữu cơ khác, ví dụ: từ vỏ, xơ dừa), và đồng thời cũng xử lý chất thải rất dễ sau khi đã dùng (bằng cách đốt). + Than hoạt tính thường được tự nâng cấp (ví dụ, tự rửa tro hoặc các hóa chất tráng mặt), để lưu giữ lại được những thuộc tính lọc hút, để có thể thấm hút được các thành phần đặc biệt như kim loại nặng Zeolit + Zeolit tự nhiên đã qua sơ chế là dạng aluminosilicate ngậm nước + Zeolit có khả năng xử lý hiệu quả crôm có trong bùn thải khu công nghiệp . + Các yếu tố như : tỷ lệ sử dụng zeolit , thời gian xử lý và độ ẩm đều ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả xử lý . + Qúa trình xử lý nên được tiến hành với tỷ lệ sử dụng zeolit là 10% ( theo khối lượng bùn khô ) , thời gian xử lý ( trộn ) ít nhất là 60 phút trong hỗn hợp bùn thải có độ ẩm là 85% thì hiệu quả xử lý crôm là 61,75% . + Bước đầu nghiên cứu cũng cho thấy : với lượng chitin thô 10% ( theo lượng bùn khô ) trong hỗn hợp với bùn thải có độ ẩm 81% , thời gian xử lý 180 phút thì hiệu quả xử lý chì đạt 84,72% . e. Công nghệ màng Sử dụng các màng bán thấm, chỉ cho phép nước và một số chất hòa tan đi qua, để làm sạch nước. Công nghệ lọc màng cho phép có thể tách bất cứ loại chất rắn hòa tan nào ra khỏi nước, kể cả Asen. Hiệu suất và chi phí cho quá trình lọc màng phụ thuộc vào chất lượng nước nguồn và yêu cầu chất lượng nước sau xử lý f. Phương pháp điện hóa Dựa trên cơ sở của quá trình oxi hoá khử để tách kim loại trên các điện cực nhúng trong nước thải chứa kim loại nặng khi có dòng điện một chiều chạy qua. Bằng phương pháp này cho phép tách các ion kim loại ra khỏi nước mà không cần cho thêm hoá chất, tuy nhiên thích hợp cho nước thải có nồng độ kim loại cao (>1 g/l)   g.Một số phương pháp khác Bón vôi :pH thấp hay đất chua thì hầu hết các KLN là ở dạng linh động vì vậy nếu bón thêm vôi vào đất chua sẽ có tác dụng làm giảm tính linh động của KLN , từ đây chúng có thể bị cố định và khả năng gây độc sẽ giảm đi , do ở dạng cố định nên cây trồng cũng khó hấp thu hơn , giảm khả năng gây độc cho cây trồng . + Lượng vôi cần bón để tăng pH lên 1 đơn vị trong 15 cm đầu của các loại đất là : + Đất cát 1,5 – 3 tấn / ha + Đất thịt 3 – 4,5 tấn / ha + Đât sét 4,5 – 6 tấn / ha Bón thêm sét Đối với đất cát cần trộn thêm đất sét vào , đặc biệt là những loại sét có tính kiềm để có thể giữ chặt KLN vào bề mặt sét từ đây giúp giảm việc hấp thu KLN ở thực vật Cày sâu Canh tác đất sâu hơn làm tăng sinh khối của đất và nồng độ của các kim loại sẽ nhỏ đi vì lượng đất canh tác tăng lên 2.Sử dụng vi sinh vật a. Yêu cầu về vi sinh vật Ổn định hoạt tính Không gây bệnh cho người và động thực vật Có hoạt tính cao b.Phương pháp chung: Sử dụng các vi sinh vật cá khả năng : Hấp thụ và tích lũy KLN, Không có biểu hiện gì về mặt hình thái khi nồng độ KL trong cơ thể cao hơn so với các loài SV khác Nồng độ của kim loại bên trong tế bào ở một vài loại vi sinh vật có thể cao gấp hàng nghìn lần so với nồng độ kim loại đó ở bên ngoài môi trường và đạt tới 40% sinh khối khô của vi sinh vật đó. Tính chất này của vi sinh vật cho phép sử dụng chúng để lôi cuốn kim loại ra khỏi nước thải. Một số VSV điển hình: Kị khí: Thiobacillus denitrificans, Micrococus denitrificans Háo khí: Nitrosomonas, Nitrobacter, Thiobacillus.. Vi khuẩn Ralstonia metallidurans có công dụng như các máy lọc đất siêu nhỏ, hấp thu kim loại nặng ở trạng thái hòa tan và chuyển chúng sang dạng cứng và ít độc hại hơn. - Người ta đã phát hiện ra khả năng hấp thu kim loại nặng của các loài tảo thuộc chi Chlorella, Stichococcus, Anabaena, Aphanocapsa, Nostoc... Khả năng hấp thu kim loại nặng của một số loài vi tảo là vô cùng lớn Sử dụng vi sinh vật có khả năng chuyển hóa KL từ dạng hòa tan thành dạng rắn làm cho KL tách khỏi nước ngầm VD: Geobacter có khả năng chuyển hóa sắt và từ đó tìm ra phương pháp tăng số lương Geobacter thúc đẩy quá trình loại bỏ uranium trong đất Ralstonia metallidurans Geobacter C. Cơ chế Quá trình hấp thu KLN ở vi sinh vật bao gồm 2 pha Pha thứ nhất là sự hấp phụ sinh học.Thể hiện ở mối tương quan theo cân bằng tuyến tính giữa nồng độ KLN trong dung dịch và KLN liên kết với bề măt tế bào VD :ở vi tảo có nhiều vị trí liên kết tiềm tàng nằm trên thành tế bào và các khuôn ngoại bào do chúng được cấu tạo từ polysacarit, xenlulo, axit uronic và protein Cả 2 loại lk ion và cộng hóa trị đều tham gia vào việc hấp thụ sinh học lên các protein và polysacarit rất quan trọng Ngoài ra hấp thụ sinh học còn ảnh hưởng bởi các cation khác bởi PH và mật độ tế bào Tuy nhiên tỉ lệ hấp thu sinh học và năng lực hấp thu là rất khác nhau ở các loài vi sinh vật(db là tảo) VD:đối với tảo Ankistrodesmus braunii và chlonella vulgaris thì liên kết Cd lên thành tế bào có thể tới 80% hấp thụ toàn phần Pha thứ 2:là sự tích tụ sinh học hay hấp thu nội bào Sự hấp thu này rất mẫn cảm với sự thiếu ánh sáng Sau khi hấp thu nội bào thì nồng độ KLN trong nội bào có thể lớn hơn vài nghìn lần so với bên ngoài Một số VSV có khả năng tiết ra men có tính axit hoặc axit có độc tính đối với KLN,có thể hoà tan KL sau đó VSV sẽ hấp thụ theo hình thức khuếch tán hoặc vận chuyển VSV cũng có khả năng tíêt ra axit cho các phản ứng như nitorat hoá, phản nitorat hoá.. các axit này có tác dụng hoạt hoáKL làm giảm tính độc của KL Phần lớn những loài thuộc bacteria(hô hấp hiếu khí thiobacillus, trichoderma, pseudonas..) có tác dụng nàyVSV còn chuyển KL từ dạng hoà tan thành dạng rắn nhờ phản ứng oxi hoá khử, trong quá trình này còn tạo ra năng lượng để VSV sử dụng F