bảo tồn và quản lý tài nguyên đất chủ đề cải tạo phục hồi đất nhờ thực vật

I.Giới thiệuPhytoremediation là một phương pháp sinh học sử dụng thực vật để loại bỏ, giảm thiểu hoặc biến đổi các chất ô nhiễm trong môi trường đất và nước.. Sự nghiên cứu và ứng dụng p

BẢO TỒN VÀ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN ĐẤT CHỦ ĐỀ: CẢI TẠO PHỤC HỒI ĐẤT NHỜ THỰC VẬT

THÀNH VIÊN

NHÓM:

Phạm Mỹ Ngân Khương Đức Hoàng Phạm Đình Thịnh Phát

Đỗ Đức Minh Nguyễn Đông Hưng

GVHD: TS Trần Thanh

Chi

Nội dung tiểu luận

I Giới thiệu

II Cơ sở lý thuyết về Phytoremediation

III Các Tiến Bộ Trong Nghiên Cứu Phytoremediation

IV Các Nghiên Cứu Điển Hình và Ứng Dụng Thực Tế

V Thách Thức và Hạn Chế

VI Kết Luận

Tài Liệu Tham Khảo

I.Giới thiệu

Phytoremediation là một phương pháp sinh học sử dụng thực vật để loại bỏ, giảm thiểu hoặc biến đổi các chất ô nhiễm trong môi trường đất và nước Sự nghiên cứu và ứng dụng phytoremediation đang ngày càng được chú trọng nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực của các chất ô nhiễm như kim loại nặng, hợp chất hữu cơ độc hại và các loại hóa chất khác

Đặt vấn đề và tầm quan trọng của

phytoremediation

Nguyên lý phytoremediation:

• Khả năng thực vật: Hấp thụ, chuyển hóa, tích lũy và

loại bỏ chất ô nhiễm

• Chất ô nhiễm xử lý được: Kim loại nặng, hợp chất

hữu cơ, thuốc trừ sâu, chất thải hóa học

• Cơ chế sinh học: Rễ, lá và các bộ phận khác giúp

hấp thụ và chuyển hóa chất ô nhiễm thành dạng ít

độc hơn hoặc cô lập chúng

Phytoremediation sử dụng khả năng tự nhiên của thực

vật để xử lý các chất ô nhiễm trong môi trường thông

qua hấp thụ và chuyển hóa thành dạng ít độc hại hơn

II Cơ sở lý thuyết về Phytoremediation

A Nguyên lý của phytoremediation

1 Phytoextraction (chiết xuất thực vật)

2 Phytodegradation (phân hủy thực vật)

3 Phytostabilization (ổn định thực vật)

4 Phytovolatilization (bay hơi thực vật)

5 Rhizofiltration (lọc rễ)

6 Rhizodegradation (phân hủy rễ)

7 Phytohydraulics (thủy lực thực vật)

B Các loại phytoremediation

III CÁC TIẾN BỘ TRONG NGHIÊN CỨU

PHYTOREMEDIATION

Cây siêu hấp thụ kim loại (hyperaccumulator):

• Khả năng đặc biệt: Hấp thụ và tích lũy lượng lớn kim loại

nặng vượt xa các loài thực vật khác.

• Cơ chế hoạt động: Sở hữu cơ chế sinh lý và sinh hóa đặc

thù.

⚬ Hấp thụ kim loại nặng hiệu quả.

⚬ Vận chuyển kim loại nặng đến các mô và cơ quan.

⚬ Dự trữ kim loại nặng mà không ảnh hưởng đến sự

sinh trưởng và phát triển.

A Sử dụng cây siêu hấp thụ kim

loại

Cây siêu hấp thụ kim loại

Một số loài cây siêu hấp thụ kim loại phổ biến :

• Cây cỏ tranh (Pteris vittata)

• Cây hướng dương (Helianthus annuus)

• Cây cải xoong (Thlaspi caerulescens)

• Cây liễu (Salix spp.)

Các nghiên cứu về cơ chế hấp thụ kim loại của cây siêu hấp thụ đã chỉ ra rằng quá

trình này liên quan đến nhiều yếu tố như

sự hoạt động của các protein vận chuyển kim loại, sự hình thành các phức hợp kim loại-ligand, và sự dự trữ kim loại trong

không bào

Vai trò của công nghệ gen trong phytoremediation:

• Cải thiện hiệu quả xử lý ô nhiễm:

⚬ Chuyển gen mã hóa enzyme/protein phân hủy hoặc

chuyển hóa chất ô nhiễm vào cây trồng.

⚬ Tạo ra giống cây chuyển gen có khả năng xử lý ô

nhiễm vượt trội so với cây hoang dại.

Một số ví dụ về các nghiên cứu đã thành công trong việc tạo

ra cây chuyển gen phục vụ phytoremediation:

• Cây thuốc lá (Nicotiana tabacum)

• Cây dương (Populus spp.)

• Cây Arabidopsis thaliana

B Công nghệ gen trong

phytoremediation

Cây chuyển gen phytoremediation

Lợi ích

Hạn chế

Cải thiện đáng kể khả năng hấp thụ và chuyển hóa chất ô nhiễm của thực vật.

Nguy cơ phát tán gen chuyển vào môi trường và ảnh hưởng đến các loài sinh vật khác.

Tạo ra các giống cây có khả năng xử lý nhiều loại chất ô nhiễm khác nhau.

Chi phí cao và quy trình phức tạp.

Giảm thiểu thời gian xử lý ô nhiễm.

Cần có sự giám sát chặt chẽ để đảm bảo an toàn sinh học.

Góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe con người.

Cần có sự chấp nhận của cộng đồng và sự

hỗ trợ của chính sách.

Lợi ích và hạn chế

của công nghệ gen

trong phytoremediation

• Tăng cường hấp thụ chất ô nhiễm: Vật liệu nano xâm nhập

tế bào thực vật, liên kết và tăng cường hấp thụ chất ô

nhiễm.

• Tăng cường chuyển hóa chất ô nhiễm: Vật liệu nano hoạt động như chất xúc tác, thúc đẩy phân hủy hoặc chuyển

hóa chất ô nhiễm thành dạng ít độc hơn.

• Bảo vệ thực vật: Vật liệu nano tạo lớp màng bảo vệ trên bề mặt rễ, giảm thiểu tác động của chất ô nhiễm.

Kết quả nghiên cứu:

• Tích cực: Tăng cường hiệu quả xử lý ô nhiễm, giảm thời

gian xử lý.

• Cần nghiên cứu thêm: Đánh giá tính an toàn và hiệu quả của công nghệ nano trong môi trường tự nhiên.

C Ứng dụng công nghệ nano trong

phytoremediation

IV Các Nghiên Cứu Điển Hình và Ứng Dụng

Thực Tế

A Nghiên cứu về cải thiện hiệu quả tích tụ kim loại của

thực vật

1 Các phương pháp tăng cường hiệu quả

- Lựa chọn loài thực vật:

- Tối ưu hóa điều kiện sinh trưởng

- Kỹ thuật sinh học và công nghệ sinh học

- Nghiên cứu cơ chế sinh lý

2 Đánh giá hiệu quả và ứng dụng:

Nghiên cứu tác động môi trường của việc sử dụng thực vật tích lũy kim loại, xây dựng các mô hình để dự đoán và tối ưu hóa hiệu quả tích lũy kim loại trong thực tế.

B Ứng dụng thực tế trong xử lý ô nhiễm đất

và nước

1 Các dự án và chương trình áp dụng phytoremediation

• Dự án phytoremediation tại Việt Nam:

• Dự án phytoremediation tại khu vực ô nhiễm kim loại nặng ở Đồng Nai.

• Mục tiêu: Loại bỏ các kim loại nặng như chì, cadium và asen khỏi đất và nước.

• Loài thực vật: Các loài cây có khả năng tích lũy cao như điệp lục, măng cụt,

2 Kết quả thực hiện và bài học kinh nghiệm

• Kết quả: Giảm nồng độ kim loại nặng trong môi trường, cải thiện chất lượng đất

và nước

• Kết luận: Phytoremediation là một phương pháp xử lý ô nhiễm môi trường hiệu quả, an toàn và thân thiện với môi trường Phương pháp này có thể được áp

dụng để xử lý nhiều loại chất ô nhiễm khác nhau và đã đạt được nhiều thành

công trong thực tế

Các yếu tố quan trọng trong lựa chọn cây trồng cho

phytoremediation:

• Khả năng hấp thụ và chuyển hóa: Mỗi loài cây có

khả năng xử lý các chất ô nhiễm khác nhau.

• Điều kiện sinh trưởng: Tối ưu hóa điều kiện sinh

trưởng để đảm bảo cây phát triển tốt nhất.

Thách thức trong phytoremediation:

• Xử lý sinh khối: Sinh khối chứa chất ô nhiễm cần

xử lý đúng cách để tránh ô nhiễm thứ cấp.

• Bão hòa hấp thụ kim loại: Nồng độ kim loại quá

cao có thể làm giảm khả năng hấp thụ của cây.

A Thách thức kỹ thuật và sinh

học

V THÁCH THỨC VÀ HẠN CHẾ CỦA

PHYTOREMEDIATION

Rễ cây đậu nành bị thối do

nấm

Thách thức của phytoremediation:

• Chất ô nhiễm khó phân hủy: Các chất như dioxin

và PCB tồn tại lâu trong môi trường, gây khó khăn

cho phytoremediation.

• Chi phí: Chi phí đầu tư, vận hành và bảo trì tuy

thấp hơn các phương pháp khác nhưng vẫn là rào

cản ở các nước đang phát triển hoặc khu vực

nguồn lực hạn chế.

B Hạn chế về môi trường và

kinh tế

Khu vực ô nhiễm kim loại

nặng

Pháp lý:

• Cần xem xét và cập nhật quy định về an toàn sinh học

và môi trường

• Đảm bảo an toàn cho con người và môi trường

Xã hội:

• Cần sự tham gia của cộng đồng trong triển khai dự án

• Giải quyết lo ngại về tính an toàn và hiệu quả của

phương pháp

C Các vấn đề pháp lý và

xã hội

Biểu tình phản đối cây trồng biến đổi

gen

Phytoremediation là một giải pháp xử lý ô nhiễm môi trường đầy tiềm năng, tuy nhiên vẫn còn tồn tại các thách thức cần giải quyết để ứng dụng rộng rãi và bền vững Với sự đầu tư vào nghiên cứu, hoàn thiện khung pháp lý và nâng cao nhận thức cộng đồng, phytoremediation có thể trở thành một giải pháp chủ chốt trong việc giải quyết các vấn đề ô nhiễm môi trường hiện

nay, đặc biệt là ở các nước đang phát triển.

VI KẾT

LUẬN

Nguồn tham khảo

https://baophutho.vn/loai-cay-hap-thu-kim-loai-29869.htm

https://nongnghiep.vn/lam-sach-moi-truong-bang-cay-trong-chuyen-doi-gen-d19213.html https://iasvn.org/chuyen-muc/Benh-heo-cay,-heo-ru,-chet-vang,-thoi-kho-cu-11499.html https://www.wikiwand.com/vi/C%C3%A2y_tr%E1%BB%93ng_bi%E1%BA%BFn_

%C4%91%E1%BB%95i_gen

https://www.mdpi.com/2071-1050/15/18/13901

https://www.mdpi.com/journal/sustainability/special_issues/phytoremediation_soil_water https://ouci.dntb.gov.ua/?backlinks_to=10.3389/fpls.2023.1076876