Seminar: Dùng thực vật cải tạo môi trường

Seminar: DÙNG THỰC VẬT CẢI TẠO MÔI TRƯỜNG I. KHÁI NIỆM Khả năng làm sạch môi trường của thực vật đã được ghi chép từ thế kỷ XVIII nhưng đến cuối thế kỷ XX, phương pháp này mới được nhắc đến như một công nghệ tân tiến dùng đề xử lý môi trường. “Xử lý ô nhiễm bằng thực vật” là một quá trình, trong đó dùng thực vật để thải loại,di chuyển, tinh lọc và khử các chất ô nhiễm trong đất, trong tầm tích và trong nước ngầm. Đây là một hệ thống mà những thực vật tích tụ được đưa vào môi trường để loại bỏ khỏi nơi chúng sống các chất gây ô nhiễm thông qua nhiều cơ chế thuộc phạm trù chức năng thực vật. Những thực vật này sau đó được thu hoạch và xử lý như những chất thải nguy hại II. CƠ CHẾ TÁC DỤNG CỦA THỰC VẬT 1. Thực vật chỉ thị kim loại nặng. 2. Hấp thụ và biến đổi các chất hữu cơ. 3. Chuyển hóa enzyme trong thực vật. 4. Lấy đi và phân bố các chất. 5. Quá trình phân hủy và chuyển hóa bằng thực vật. 6. Quá trình thực vật tinh lọc các chất. 7. Quá trình thực vật cố định các chất. 8. Quá trình thoát hơi nước ở thực vật. 9. Vùng quyển rễ thực vật và các quá trình chuyển hóa. III. ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM. 1.Ưu điểm. Dùng ánh sáng mặt trời. Xử lý tại chỗ. Được chấp nhận rộng rãi. Chi phí thấp 10-20% so với phương pháp truyền thống. Ít chất thải thứ cấp hơn. Không có mùi hôi thối Sau khi xử lý có thể tiếp tục sử dụng. 2.Nhược điểm. Sinh khối giới hạn Chỉ giới hạn cho tầng dất nông,nước chảy,nước ngầm Chậm hơn các phương pháp truyền thống Chỉ thích hợp với các phương pháp ô nhiễm ưa nước. Chất ô nhiễm có khả năng di vào chuỗi thực phẩm thông qua động vật ăn cây cỏ Các chất ô nhiễm có khả năng ngấm sâu hơn vào nước ngầm qua rễ cây. Có thể ảnh hưởng tới môi trường. III. CÁC VÙNG- LOẠI Ô NHIỄM. Hà Nội là một trong những đô thị chịu nhiều tác động của nước ô nhiễm, Cũng như nhiều thủy vực khác tình trạng ô nhiễm bắt nguồn từ bốn nguyên nhân chính:  Thứ nhất, nguồn chất thải và dinh dưỡng đầu vào lớn qúa khả năng tự xử lý Thứ hai, sự mất đa dạng sinh học làm chuỗi thức ăn bị huỷ hoại dẫn đến tình trạng mất khả năng tự xử lý môi trường Thứ ba, người sử dụng thủy vực không đưa ra được giải pháp tăng ngưỡng tải môi trường tương ứng với đầu vào Thứ tư, thủy vực không có chủ thực sự dẫn đến tình trạng khai thác hủy diệt. Cùng với sự phát triển kinh tế và quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa, trong những năm gần đây, tình trạng ô nhiễm không khí đang gia tăng ở các đô thị ở Việt Nam. Nguyên nhân gây ra ô nhiễm không khí ngày càng gia tăng là do dân số, xe máy, ôtô, công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp phát triển quá nhanh, nhất là không gian đô thị phát triển nhanh hơn hạ tầng cơ sở. Bên cạnh đó, hiện nhiều khu vực này đang nằm trong tình trạng báo động do ô nhiễm chất thải công nghiệp từ nhiều nhà máy.  Cùng với đó, môi trường nông nghiệp, nông thôn ngày càng bị ô nhiễm nặng nề.Không chỉ trồng trọt, chăn nuôi mà tình trạng phát triển nuôi trồng thủy sản Nguyên nhân chủ yếu làm cho môi trường nông thôn ô nhiễm vẫn là nhận thức, ý thức bảo vệ môi trường của người dân sinh sống ở nông thôn chưa cao  CÁC LOẠI Ô NHIỄM: Ô nhiễm môi trường đất Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều xấu đi các tính chất vật lý – hoá – sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật. Làm giảm độ đa dạng sinh vật trong nước. Ô nhiễm nước có nguyên nhân từ các loại chất thải và nước thải công nghiệp được thải ra lưu vực các con sông mà chưa qua xử lí đúng mức; các loại phân bón hoá học và thuốc trừ sâu ngấm vào nguồn nước ngầm và nước ao hồ; nước thải sinh hoạt được thải ra từ các khu dân cư ven sông. Ô nhiễm môi trường nước Ô nhiễm không khí Ô nhiễm khí quyển Ô nhiễm không khí là sự có mặt một chất lạ hoặc một sự biến đổi quan trọng trong thành phần không khí, làm cho không khí không sạch hoặc gây ra sự tỏa mùi, có mùi khó chịu, giảm tầm nhìn xa do bụi. Ô nhiễm môi trường khí quyển tạo nên sự ngột ngạt và "sương mù", gây nhiều bệnh cho con người. Nó còn tạo ra các cơn mưa axít làm huỷ diệt các khu rừng và các cánh đồng.con người thải vào không khí các loại khí độc đã gây hiệu ứng nhà kính VI CÁC LOẠI THỰC VẬT. Các nhà nghiên cứu thuộc trường Đại học Washington đã tiến hành biến đổi gen ở loài Cây Dương, khiến cho chúng có thể đẩy các chất độc hại ra khỏi nước ngầm bị ô nhiễm Loại cây Dương đã biến đổi gen trong thí nghiệm của Doty hút được 91% chất độc trichloroethylene từ một dung dịch chất lỏng. đây là một hợp chất phổ biến nhất trong nước ngầm bị ô nhiễm ở Mỹ Nếu trồng cỏ vetiver tạo thành hàng rào khép kín với bộ rễ sâu 1-4m có thể ngăn rửa trôi, chống lây lan phát tán chất độc. Bộ rễ có tính năng hút được nhiều nước trong đất và có thể hút cả chất dioxin, giữ lại trong bộ rễ Khả năng chịu đựng và cải thiện môi trường của loại cỏ này ở vùng ô nhiễm, khắc nghiệt cao hơn gấp nhiều lần so với các loại thực vật khác, dùng cỏ vetiver để xử lý chất thải từ các lò mổ gia súc, nhà máy nhuộm tẩy và xử lý thuốc bảo vệ thực vật. Cỏ Vertiver, một loài thực vật gần đây được quan tâm nghiên cứu và trồng để chống xói lở đất. Ý tưởng dùng thủy trúc, rau chai xử lý nước thải chăn nuôi Trước khi thải ra môi trường nước thải được tập trung vào một bể chứa(bể chứa sẽ được hút bùn định kỳ),chảy qua mương trồng rau dừa,rau ngô,sau dó tiếp tục sang mương trồng thủy trúc,rau chai trước khi đổ ra sông…. Sự cải thiện ô nhiễm của nguồn nước khi chảy qua thủy trúc và rau chai (xem bảng) Cải xoong rất "nghiện" kim loại nặng. Nhiều loài cải dại khác cũng lớn nhanh như thổi khi được "ăn" nhiều chất độc tính cao như kẽm, nickel... Kim loại nặng luôn được coi là độc chất hàng đầu đối với động thực vật, nhưng lại là món khoái khẩu đối với nhiều loài cây. Chúng hấp thụ và tích tụ kim loại nặng trong các bộ phận cơ thể. cây dương xỉ, thuộc họ thực vật lâu đời nhất trên thế giới và mọc rất nhiều trong tự nhiên hoang dã, cũng có “sở trường ăn kim loại nặng” như đồng, thạch tín... Trên lá của loài dương xỉ này có tới 0,8% hàm lượng thạch tín, cao hơn hàng trăm lần so với bình thường, mà cây vẫn tốt tươi.Thạch tín được cây dương xỉ lưu trong lớp lông tơ trên thân cây. Cây càng phát triển thì “nhu cầu” thạch tín càng lớn, và chúng còn di truyền khả năng “ăn” chất độc sang các thế hệ sau. Trồng cây dương xỉ có thể cải tạo đất nhiễm kim loại nặng Gần đây, các nhà khoa học Việt Nam đã phát hiện ra một loài cây dại có tên là thơm ổi có khả năng hấp thu lượng kim loại nặng cao gấp 100 lần bình thường và sinh trưởng rất nhanh. Món khoái khẩu của loài cây này là chì. Chúng có thể "ăn" lượng chì cao gấp 500-1.000 lần, thậm chí còn lên tới 5.000 lần so với các loài cây bình thường mà không bị ảnh hưởng. Thơm ổi được xem là loài siêu hấp thu chì và cadmi Cây thơm ổi mọc hoang nhiều ở Việt Nam. Ảnh: Sức Khỏe & Đời Sống. Troàng caây dầu meø caûi thieän ñaát caàn cỗi. Trồng cây dầu mè còn mang lại lợi ích về môi trường như giảm thiểu khí hại gây hiệu ứng nhà kính thông qua việc sử dụng nguồn nhiên liệu diesel sinh học, chống xói mòn, hoang mạc hóa, cải tạo đất tốt, cải thiện môi trường   Cải tạo đất bằng cây lạc dại. Theo Viện trưởng Lê Quốc Doanh thì lạc dại là cây họ đậu thuộc loại thân bò, sinh trưởng vô hạn, rễ có nhiều nốt sần có khả năng cố định đạm từ nitơ khí trời rất tốt. Lạc dại dễ trồng, sinh trưởng, phát triển nhanh, có thể thích ứng với nhiều loại đất từ đất xấu bạc màu, nghèo dinh dưỡng, đất đồi núi dốc đến đất cát, đất chua mặn ven biển. Lạc dại có khả năng chịu hạn tốt, chịu úng cao,: có thể trồng thuần dạng đồng cỏ hoặc xen với các loại cỏ khác để vừa nhằm bảo vệ, cải tạo đất trống đồi núi trọc rất tốt. Xử lý nước thải bằng thủy sinh thực vật Thực vật thuỷ sinh có thể giúp loại bỏ các chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, nitơ, phốt pho và kim loại nặng… trong lòng hồ Tảo có tốc độ sinh trưởng nhanh, chịu đựng được các thay đổi của môi trường, có khả năng phát triển trong nước thải, có giá trị dinh dưỡng và hàm lượng protein cao, do đó người ta đã lợi dụng các đặc điểm này của tảo để. Xử lý nước thải và tái sử dụng chất dinh dưỡng. Biến năng lượng mặt trời sang năng lượng trong các cơ thể sinh vật. Tiêu diệt các mầm bệnh. VII. KẾT LUẬN 1. Các hướng tiếp cận trong việc sử dụng thực vật xử lý môi trường Để thương mại hoá công nghệ xử lý môi trường bằng thực vật, cần phải tìm kiếm các loài thực vật có khả năng cho sinh khối nhanh và tích luỹ nồng độ kim loại cao trong các cơ quan và dễ dàng thu hoạch. Có hai hướng tiếp cận chủ yếu trong việc sử dụng thực vật để xử lý môi trường: Nhập nội và nhân giống các loài có khả năng siêu hấp thụ kim loại. Ứng dụng kỹ thuật di truyền để phát triển các loài thực vật cho sinh khối nhanh và cải tiến khả năng hấp thụ, chuyển hoá, chống chịu tốt đối với các điều kiện môi trường . Tuy nhiên, có một số rào cản nhất định của hướng tiếp cận thực vật chuyển gen ở một số nước về mặt pháp lý, xã hội và sinh thái. Dù sao thì các nghiên cứu trong tương lai cần phải không chỉ chú tâm đến phương pháp tạo ra những thực vật hữu hiệu cho xử lý môi trường mà còn phải sàng lọc những tác động tiềm ẩn của thực vật chuyển gen đối với môi trường. 2.Kết luận. Công nghệ cải tạo môi trường bằng thực vật là một công nghệ mới và hấp dẫn được đề cập trong những năm gần đây. Dưới điều kiện cụ thể nào đó và được sử dụng trong hệ thống quản lý thích hợp. Sự phát triển của kỹ thuật di truyền và sinh học phân tử là rất cần thiết cho loại công nghệ này. Tuy nhiên, sự phát triển của công nghệ hấp dẫn này sẽ không thể có tính khả thi nếu không có sự đóng góp vô giá của các nhóm nghiên cứu nhỏ lẽ. Tuy nhiên, nghiên cứu điều tra về lĩnh vực này vẫn luôn cần thiết và phải được hưởng ứng để bảo tồn nguồn tài nguyên di truyền tự nhiên to lớn, quý giá ở các môi trường bị ô nhiễm kim loại và nâng cao kiến thức của chúng ta về cơ chế thích nghi tự nhiên của các loài siêu tích luỹ kim loại.