Tiểu luận xử lý đất bằng phương pháp sinh học

Tuy nhiên, mãi đến nhữngnăm 1990 phương pháp này mới được nhắc đến như một loại công nghệ mới dùng đề xử lý môi trường đất và nước bị ô nhiễm bởi các kim loại, các hợp chất hữu cơ,thuốc

CHƯƠNG I

MỞ ĐẦU

Làm sạch đất ô nhiễm là một quá trình đòi hỏi công nghệ phức tạp và vốnđầu tư cao Để xử lý đất ô nhiễm người ta thường sử dụng các phương pháp truyềnthống như: rửa đất; cố định các chất ô nhiễm bằng hoá học hoặc vật lý; xử lý nhiệt;trao đổi ion, ôxi hoá hoặc khử các chất ô nhiễm; đào đất bị ô nhiễm để chuyển điđến những nơi chôn lấp thích hợp, Hầu hết các phương pháp đó rất tốn kém vềkinh phí, giới hạn về kỹ thuật và hạn chế về diện tích, Gần đây, nhờ những hiểubiết về cơ chế hấp thụ, chuyển hoá, chống chịu và loại bỏ kim loại nặng của một sốloài thực vật, người ta đã bắt đầu chú ý đến khả năng sử dụng thực vật để xử lý môitrường như một công nghệ môi trường đặc biệt Khả năng làm sạch môi trường củathực vật đã được biết từ thế kỷ XVIII bằng các thí nghiệm của Joseph Priestley,Antoine Lavoissier, Karl Scheele và Jan Ingenhousz Tuy nhiên, mãi đến nhữngnăm 1990 phương pháp này mới được nhắc đến như một loại công nghệ mới dùng

đề xử lý môi trường đất và nước bị ô nhiễm bởi các kim loại, các hợp chất hữu cơ,thuốc súng và các chất phóng xạ Tuy nhiên, trong khuôn khổ của bài viết này emchỉ tập trung giới thiệu về khả năng xử lý các kim loại nặng trong đất bởi một sốloài thực vật

Đất ô nhiễm bị gây ra bởi sự có mặt của hóa chất xenobiotic (sản phẩm củacon người) hoặc do các sự thay đổi trong môi trường đất tự nhiên Nó được đặctrưng gây nên bởi các hoạt động công nghiệp, các hóa chấtnông nghiệp, hoặc dovứt rác thải không đúng nơi quy định Các hóa chất phổ biến baogồm hydrocacbon dầu, hydrocacbon thơm nhiều vòng (như là naphthalene andbenzo(a)pyrene), dung môi, thuốc trừ sâu, chì, và cáckim loại nặng Mức độ ônhiễm có mối tương quan với mức độ công nghiệp hóa và cường độ sử dụng hóachất.

Các mối quan tâm về ô nhiễm đất bắt nguồn chủ yếu từ nguy cơ về sức khỏe,

sự tiếp xúc trực tiếp với đất bị ô nhiễm, hơi từ các chất gây ô nhiễm, ô nhiễm thứcấp từ các nguồn cung cấp nước trong đất.(1) Lập bản đồ và làm sạch các vùng đất bị

ô nhiễm thường tốn thời gian và tốn kém, đòi hỏi kiến thức phong phú về địachất, thủy văn, hóa học, kỹ năng mô hình máy tính, và GIS trong ô nhiễm môitrường, cũng như sự đánh giá cao về lịch sử của công nghiệp hóa chất

Ở Bắc Mỹ và Tây Âu có mức độ ô nhiễm đất được biết đến nhiều nhất, nhiềunước trong các khu vực này có một khuôn khổ pháp lý để xác định và giải quyếtvấn đề môi trường này Các nước đang phát triển có quy định ít chặt chẽ hơn mặc

dù một số nước này đã trải qua công nghiệp hóa

Ô nhiễm đất có thể gây ra bởi:

 Tai nạn công nghiệp

 Bãi chôn lấp và vứt bỏ rác thải bất hợp pháp

 Hoạt động nông nghiệp, chẳng hạn như sử dụng thuốc trừ sâu, thuốc diệt

cỏ và phân bón

 Khai thác mỏ và các ngành công nghiệp khác

 Dầu và nhiên liệu thải bỏ

 Chôn lấp rác thải

 Thải bỏ tro than

 Nước mặt bị ô nhiễm thấm vào đất

 Xả nước tiểu và phân tự do

 Rác thải điện tử

Các hóa chất phổ biến nhất liên quan là hydrocarbon dầu, dung môi, thuốc trừsâu, chì, và các kim loại nặng khác

Hình 2.1: Đất ô nhiễm từ một hố ga đào lên.

Hình 2.2: Đất bị ô nhiễm bởi rác thải chứa chất hóa học.

2.1.2 Ảnh hưởng của ô nhiễm đất

2.1.2.1 Sức khỏe con người

Đất bị ô nhiễm trực tiếp ảnh hưởng đến sức khỏe con người thông qua tiếp xúctrực tiếp với đất hoặc qua đường hô hấp do sự bốc hơi của chất gây ô nhiễm đất; cácmối đe dọa tiềm tàng lớn hơn được đặt ra bởi sự xâm nhập của ô nhiễm đất vàotầngnước ngầm được sử dụng cho con người, đôi khi ở những khu vực dường như rất xa

so với bất kỳ nguồn gây ô nhiễm rõ ràng trên mặt đất

Hậu quả đến sức khỏe khi tiếp xúc với đất ô nhiễm rất khác nhau tùy thuộcvào loại chất gây ô nhiễm, cách thức tấn công và tính dễ bị tổn thương của ngườidân khi tiếp xúc Tiếp xúc mãn tính với crôm, chì và các kim loại khác, xăng dầu,dung môi, và nhiều công thức thuốc trừ sâu và thuốc diệt cỏ có thể gây ung thư, cóthể gây ra rối loạn bẩm sinh, hoặc có thể gây ra các bệnh mãn tính khác Nồng độcủa các chất tự nhiên trong công nghiệp hoặc nhân tạo, chẳng hạn như nitrat vàamoniac kết hợp với phân gia súc từ các hoạt động nông nghiệp, cũng đã được xácđịnh là mối nguy hiểm sức khỏe trong đất và nước ngầm [2]

Tiếp xúc mãn tính với Benzene ở nồng độ đủ được biết là có liên quan với tỷ

lệ cao của bệnh bạch cầu Thủy ngân và cyclodienes được biết là gây ra tỷ lệ mắccao hơn về tổn thương thận PCBs và cyclodienes có liên quan đến nhiễm độc gan.Organophosphates và carbomates có thể gây ra một chuỗi các phản ứng dẫn đến tắcnghẽn thần kinh cơ Nhiều loại dung môi clo gây ra những thay đổi gan, thận vàthay đổi hệ thống thần kinh trung ương Một loạt những ảnh hưởng đến sức khỏenhư nhức đầu, buồn nôn, mệt mỏi, kích ứng mắt và phát ban da cho các hóa chấtđược trích dẫn ở trên và khác Ở liều lượng đủ một số lượng lớn các chất gây ônhiễm đất có thể gây tử vong do thông qua tiếp xúc trực tiếp, hít hoặc nuốt phải cácchất ô nhiễm trong nước ngầm bị ô nhiễm qua đất.[3]

Chính phủ Scotland đã đưa Viện Y học lao động thực hiện các phương phápđánh giá rủi ro đối với sức khỏe con người từ đất bị ô nhiễm Mục tiêu tổng thể của

dự án là làm những hướng dẫn mà có ích cho chính quyền địa phương ngườiScotland trong việc đánh giá liệu các môi trường đại diện có khả năng thiệt hại đáng

kể (SPOSH) đối với sức khỏe con người hay không Dự kiến là đầu ra của dự án sẽ

là một tài liệu ngắn hướng dẫn cấp cao về đánh giá rủi ro sức khỏe có sự tham khảohướng dẫn hiện hành được xuất bản và các phương pháp đã được xác định là đặcbiệt phù hợp và hữu ích Dự án sẽ xem xét hướng dẫn chính sách được phát triểnnhư thế nào để xác định khả năng chấp nhận rủi ro đối với sức khỏe con người và

đề xuất một cách tiếp cận cho việc đánh giá những nguy cơ không thể chấp nhậnphù hợp với tiêu chí SPOSH theo quy định của pháp luật và theo luật định hướngdẫn Scotland

2.1.2.2 Hệ sinh thái

Chất gây ô nhiễm đất có thể có những hậu quả có hại đáng kể đối với các hệsinh thái.[4] Có những thay đổi hóa học cơ bản của đất mà có thể phát sinh từ sự hiệndiện của nhiều hóa chất độc hại ngay cả ở nồng độ thấp Những thay đổi này có thểbiểu hiện ở sự thay đổi của chuyển hóa của loài vi sinh vật đặc hữu và động vậtchân đốt trong một môi trường đất nhất định Kết quả có thể mất đi một số cácchuỗi thức ăn chính, từ đó có thể có những hậu quả lớn chođộng vật ăn thịt hoặcloài người Thậm chí nếu có hiệu lực hóa học trên các dạng sống thấp hơn là nhỏ,đáy kim tự tháp của chuỗi thức ăn có thể ăn các hóa chất ngoại lai, thứ thường trởnên tập trung nhiều hơn cho mỗi bậc tiêu thụ của chuỗi thức ăn Những ảnh hưởngnày hiện đang được biết đến, chẳng hạn như sự duy trì nồng độ của vật liệu DDTcho người tiêu dùng gia cầm, dẫn đến sự suy yếu của vỏ trứng, tăng số gàcon chết và tuyệt chủng tiềm tàng của các loài

Những ảnh hưởng xảy ra với đất nông nghiệp nơi có một số loại đất ô nhiễm.Chất gây ô nhiễm thường làm thay đổi quá trình chuyển hóa thực vật, thường gâygiảm năng suất cây trồng Điều này có một tác dụng phụ khi bảo tồn đất, kể từ khicây tiều tụy nên không thể bảo vệ đất của Trái Đất khỏi sự xói mòn Một số các chấtgây ô nhiễm hóa học có thời gian sốnglâu và trong các trường hợp khác dẫn xuấthóa chất được hình thành từ sự phân rã của chất gây ô nhiễm đất chính

2.2. PHÂN LOẠI Ô NHIỄM ĐẤT

Người ta có thể phân loại đất bị ô nhiễm theo các nguồn gốc phát sinh hoặc theo cáctác nhân gây ô nhiễm Nếu theo nguồn gốc phát sinh có:

 Ô nhiễm đất do các chất thải sinh hoạt

 Ô nhiễm đất do hoạt động nông nghiệp.

Tuy nhiên, môi trường đất có những đặc thù và một số tác nhân gây ô nhiễm có thểcùng một nguồn gốc nhưng lại gây tác động bất lợi rất khác biệt Do đó, người tacòn phân loại ô nhiễm đất theo các tác nhân gây ô nhiễm:

 Ô nhiễm đất do tác nhân hoá học: Bao gồm phân bón N, P (dư lượng phânbón trong đất), thuốc trừ sâu (clo hữu cơ, DDT, lindan, aldrin, photpho hữu

cơ v.v.), chất thải công nghiệp và sinh hoạt (kim loại nặng, độ kiềm, độ axitv.v )

 Ô nhiễm đất do tác nhân sinh học: Trực khuẩn lỵ, thương hàn, các loại kýsinh trùng (giun, sán v.v )

 Ô nhiễm đất do tác nhân vật lý: Nhiệt độ (ảnh hưởng đến tốc độ phân huỷchất thải của sinh vật), chất phóng xạ (U ran, Thori, Sr90, I131, Cs137).Chất

ô nhiễm đến với đất qua nhiều đầu vào, nhưng đầu ra thì rất ít Ðầu vào cónhiều vì chất ô nhiễm có thể từ trên trời rơi xuống, từ nước chảy vào, do conngười trực tiếp "tặng" cho đất, mà cũng có thể không mời mà đến

Một số tác nhân gây ô nhiểm điển hình:

a Tro than

Tro than được sử dụng cho các khu dân cư, thương mại, và công nghiệp sưởi ấm,cũng như cho quá trình công nghiệp như nấu chảy quặng, là một nguồn ô nhiễm phổbiến trong một quốc gia đã được công nghiệp hóa trước năm 1960 Than tự nhiêntập trung chì và kẽm trong thời gian hình thành của nó, cũng như các kim loại nặng

ở mức độ thấp hơn Khi than được đốt cháy, hầu hết các kim loại tập trung trong tro(ngoại trừ thủy ngân) Tro than và xỉ có thể chứa đủ lượng chì để trở thành một "chất thải nguy hại đặc trưng ", theo quy định tại Hoa Kỳ có chứa hơn 5 mg / L chìchiết bằng cách sử dụng thủ tục TCLP Ngoài chì, tro than thường chứa các chất cónồng độ khác nhau nhưng đáng kể là polynuclear aromatic hydrocarbons (PAHs, ví

dụ như, benzo (a) anthracene, benzo (b) fluoranthene, benzo (k) fluoranthene, benzo(a) pyrene, indeno (cd) pyrene, phenanthrene, anthracene, và những chất khác) CácPAHs được biết đến là chất gây ung thư cho con người và nồng độ chấp nhận đượccủa chúng trong đất thường khoảng 1 mg / kg Tro than và xỉ có thể được nhận biếtbởi sự hiện diện của các hạt màu trắng trong đất, đất màu xám không đồng nhất,hoặc (xỉ than) nhiều bọt, hạt sỏi có lỗ hổng

Hình 2.3: Tro than trong hoạt động đốt

b Bùn trong xử lý nước thải

Xử lý bùn thải, được biết đến trong ngành công nghiệp như là chất rắn sinh học, vàđược tranh cãi như một loại phân bón cho đất Vì nó là sản phẩm phụ của xử lýnước thải, nó thường chứa nhiều chất gây ô nhiễm như sinh vật, thuốc trừ sâu vàkim loại nặng khác.[5]

Trong Liên minh châu Âu, Hướng dẫn xử lý nước thải đô thị cho phép bùn thảiđược phun vào đất Khối lượng dự kiến sẽ tăng gấp đôi lên 185.000 tấn chất rắn khônăm 2005 Điều này tốt cho nông nghiệp do hàm lượng nitơ và photpho cao Trong1990/1991, 13% trọng lượng ướt được phun lên 0,13 % diện tích đất; Tuy nhiên,điều này được dự kiến sẽ tăng 15 lần vào năm 2005 Những người ủng hộ nói rằng

có một sự cần thiết để kiểm soát này để các vi sinh vật gây bệnh không thâm nhậpvào các dòng nước và để đảm bảo rằng không có tích lũy kim loại nặng trong lớpđất trên cùng.[6]

c Thuốc trừ sâu thuốc diệt cỏ

Thuốc trừ sâu là một chất hoặc hỗn hợp các chất dùng để tiêu diệt sâu bệnh Mộtloại thuốc trừ sâu có thể là một chất hóa học, tác nhân sinh học (như một virus hoặc

vi khuẩn), kháng khuẩn, khử trùng hoặc là một thiết bị dùng để chống lại bất kỳ cácloại sâu bệnh Sâu bệnh bao gồm côn trùng, tác nhân gây bệnh, cỏ dại, động vậtthân mềm, loài chim, động vật có vú, cá, giun tròn (giun tròn) và vi khuẩn cạnhtranh với con người trong thực phẩm, hủy hoại tài sản, lây lan hoặc là một véc tơbệnh hoặc gây ra một mối phiền toái Mặc dù sử dụng thuốc trừ sâu là có ích nhưngcũng có nhược điểm, chẳng hạn như độc tính tiềm tàng đối với con người và cácsinh vật khác

Hình 2.5: Thuốc trừ sâu

Thuốc diệt cỏ được sử dụng để tiêu diệt cỏ dại, đặc biệt là trên vỉa hè và đường sắt.Chúng tương tự như auxin và hầu hết có thể phân hủy bởi vi khuẩn trong đất Tuynhiên, một nhóm có nguồn gốc từ trinitrotoluene (2:4 D và T 2:04:05) có tạp chấtdioxin, rất độc hại và gây tử vong ngay cả ở nồng độ thấp Thuốc diệt cỏ khác

là Paraquat Nó là có độc tính cao nhưng nó nhanh chóng bị giảm nồng độ trong đất

do tác động của vi khuẩn và không giết chết động vật đất

Thuốc trừ sâu được sử dụng để đưa các trang trại thoát khỏi tình trạng sâu bệnh pháhoại cây trồng Các loài côn trùng gây hại không chỉ phá hoại cây chưa thu hoạch

mà còn những nơi lưu trữ và ở vùng nhiệt đới, nó được cho rằng, một phần ba tổngsản lượng bị mất trong quá trình lưu trữ thực phẩm Như với thuốc diệt nấm, thuốctrừ sâu đầu tiên được sử dụng trong thế kỷ XIX là loại vô cơ egParis xanh và cáchợp chất khác của asen Nicotine cũng đã được sử dụng từ cuối thế kỷ XVIII

Hiện nay có hai nhóm chính của thuốc trừ sâu tổng hợp - 1 Organochlorines baogồm DDT, Aldrin, Dieldrin và BHC Chúng có giá rẻ để sản xuất, mạnh và bền

vững DDT đã được sử dụng trên quy mô lớn từ năm 1930, với đỉnh điểm là 72.000tấn được sử dụng năm 1970 Sau đó việc sử dụng nó được giảm do các tác động cóhại của nó đến môi trường Nó đã được tìm thấy trên toàn thế giới trong cá và cácloài chim và thậm chí còn phát hiện ra trong tuyết ở Nam Cực Nó ít tan trong nướcnhưng rất hòa tan trong máu Nó ảnh hưởng đến hệ thần kinh, nội tiết và làm cho vỏtrứng của các loài chim thiếu canxi nên làm cho chúng dễ dàng vỡ Nó được cho làchịu trách nhiệm cho sự suy giảm của số lượng các loài chim săn mồi như chim ưngbiển và chim ưng trong những năm 1950 - bây giờ những loại chim này đang phụchồi.

Hình 2.6: Thuốc trừ sâu ảnh hưởng đến môi trường đất

Cũng như sự tập trung nồng độ thông qua chuỗi thức ăn, nó được biết đến có thểthâm nhập qua màng thẩm thấu, vì vậy cá hấp thụ nó qua mang Vì nó có khả nănghòa tan nước thấp, nó có xu hướng ở lại trên bề mặt nước, vì thế sinh vật sống ở đó

bị ảnh hưởng nhiều nhất DDT được tìm thấy trong cá và vì cá tạo thành một phầncủa chuỗi thức ăn của con người nên đã gây ra mối quan tâm, nhưng mức được tìmthấy trong các mô gan, thận và não ít hơn 1 ppm và chất béo là 10 ppm, đó là dướimức có thể gây ra thiệt hại Tuy nhiên, DDT đã bị cấm ở Anh và Mỹ để ngăn chặnviệc tiếp tục tích lũy của nó trong chuỗi thức ăn Các nhà máy của Mỹ tiếp tục bánDDT cho các quốc gia đang phát triển, những quốc gia không có đủ khả năng thaythế bằng các hóa chất đắt tiền và những quốc gia không có quy định nghiêm ngặt vềviệc sử dụng thuốc trừ sâu

Bảng 2.1: Bảng lượng chất N,P,K sử dụng ở một số nước

d Rác và chất thải rắn

Hiện nay là chưa có quy hoạch lâu dài về bãi chôn lấp, gây mất vệ sinh môi trường;rác thải chưa được phân loại trước khi thu gom, những rác độc hại, nguy hiểm, lâynhiễm bệnh chưa được tách biệt ra khỏi rác chung Ngoài ra còn thiếu các văn bảnpháp lý cũng như các quy định nghiêm ngặt về thải rác, thu gom và xử lý rác Áplực dân số cũng thể hiện ở mức độ gia tăng nhanh chóng khối lượng rác thải

Hình 2.7: Rác

e Dầu trong đất

Việc thăm dò và khai thác dầu có tác động xấu lên môi trường đất-đó là hậu quả tấtyếu của sự phát triển kinh tế và văn minh xã hội trong thời đại khoa học kỹ thuật.Dầu thô làm ô nhiễm sự sống trên trái đất, theo mưa, lan tràn trên mặt nước Đấtnhiễm dầu gây tác hại nghiêm trọng đến môi trường (tai nạn dầu Neptune và các tàu

dầu ở Cát Lái, Nhà Bè, Cần Giờ), làm chậm và giảm tỉ lệ nẩy mầm, làm chậm sựphát triển của thực vật, làm thay đổi sự vận chuyển các chất dinh dưỡng trong môitrường đất Đối với vật nuôi, chỉ cần một vết xước nhỏ trên da của vật nuôi trong ao

hồ bị nhiễm dầu cũng có thể làm cho vật nuôi bị ngộ độc Người ăn phải những vậtnuôi bị ngộ độc dầu cũng sẽ bị ngộ độc

Hình 2.8: Tràn dầu

f Các dạng khí

Quá trình đốt nhiên liệu có chứa S sẽ sinh ra khí SO2 rồi tạo thành ion SO42- ở trongđất.Các NOx trong khí quyển chuyển hóa thành nitrit – NO2, mưa chuyển NO2 vàođất, đất hấp thụ NO và NO2 được oxy hóa tạo thành nitrat trong đất.CO do đốt nhiênliệu chuyển thành CO2 sau đó chuyển thành sinh khối nhờ nấm và vi sinh vậtđất.Bụi chì từ khí thải của xe máy dọc hai bên đường thấm vào đất Hàm lượng chì

và kẽm cao ở những khu vực gần mỏ quặng

Thuốc bảo vệ thực vật, trôi theo nước ngầm vào đất hoặc rơi xuống mặt đất, ngấmvào đất, như là kết quả ngoài ý muốn, rồi phản ứng với các chất được hấp thụ khácthành hợp chất gây hại cho vi sinh vật và động vật đất (giun, sâu bọ …)

 Ðầu ra rất ít vì nhiều chất ô nhiễm sau khi thấm vào đất sẽ lưu lại trong đó.Hiện tượng này khác xa với hiện tượng ô nhiễm nước sông, ở đây chỉ cầnchất ô nhiễm ngừng xâm nhập thì khả năng tự vận động của không khí vànước sẽ nhanh chóng tống khứ chất ô nhiễm ra khỏi chúng Ðất không cókhả năng này, nếu thành phần chất ô nhiễm quá nhiều, con người muốn khử

ô nhiễm cho đất sẽ gặp rất nhiều khó khăn và tốn nhiều công sức

2.3. HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM ĐẤT Ở VIỆT NAM

Nguyên nhân chính gây ô nhiễm đất ở Việt Nam là :

1) Áp lực tăng dân số đòi hỏi nhu cầu tăng lương thực, thực phẩm ngày càngtăng và phải tăng cường khai thác độ phì nhiêu của đất bằng nhiều biện pháp

 Tăng cường sử dụng hóa chất như phân bón vô cơ, thuốc trừ sâu, diệt cỏ

 Sử dụng chất kích thích sinh trưởng làm giảm thất thoát và tạo nguồn lợi chothu hoạch

 Mở rộng các hệ tưới tiêu

2) Việc đẩy mạnh đô thị hóa, công nghiệp hóa và mạng lưới giao thông làmchai đất bị ô nhiễm

Ở Việt Nam hiện nay có 33 triệu ha diện tích đất tự nhiên,đang sữ dụng là 22 triệu

ha đất,chiếm 68% quỹ đất.Trong đó đất nông nghiệp chiếm ít chỉ chiếm gẩn 9 triệuha,chiếm khoảng 26,1% quỹ đất tự nhiên.(Theo tổng cục địa chính năm 1999).Với đặc điểm đất đồi chiếm ¾ lãnh thổ,lại nằm trong vùng mưa nhiệt đới tập trungmưa nhiều,các quá trình khoáng hóa xảy ra rất nhanh dễ bị rửa trôi,nghèo chất dinhdưỡng và chất hữu cơ nên rất dễ bị thoái hóa đất.Đất bị thoái hóa rất khó trở lạitrạng thái màu mỡ ban đầu,nguyên nhân là do:

 Quá trình rửa trôi, xói mòn đất: do lượng mưa hàng năm lớn, tập trung 4-5tháng liên tiếp, đất đồi núi dốc, quá trình này ngày một gia tăng do các hoạtđộng của con người: cháy rừng, đốt nương rẫy, canh tác không hợp lý

 Quá trình hoang mạc hóa:quá trinh tự nhiên-xã hội phá vỡ cân bằng sinh tháiđất, thảm thực vật, không khí, nước ở các vùng khô cạn…quá trình này xảy

ra liên tục, qua nhiều giai đoạn, phá hủy hoàn toàn khả năng dinh dưỡng cũađất trồng (theo FAO)

 Một mặt đất ngày càng cạn kiệt,đô thị hóa làm cho đất trồng hạn hẹp.Các vấn

đề xã thải gây ô nhiễm nguồn đất vốn đã ít nay càng thiệt hại nhiều hơn, sửdụng thuốc bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu không đúng chuẩn qui định giảmhoạt tính sinh học của đất

Nước ta thực hiện công nghiệp hoá - hiện đại hoá và đương nhiên là kéo theo đô thịhoá Theo kinh nghiêm của nhiều nước, tình hình ô nhiễm môi trường cũng gia tăngnhanh chóng Nếu tốc độ tăng trưởng GDP trong vòng 10 năm tới tăng bình quânkhoảng 7%/năm, trong đó GDP công nghiệp khoảng 8-9%/năm, mức đô thị hoá từ23% năm lên 33% năm 2000, năm 2020 lượng ô nhiễm do công nghiệp tăng lên gấp2,4 lần so với bây giờ, lượng ô nhiễm do nông nghiệp và sinh hoạt cũng có thể gấpđôi mức hiện nay Trong quá trình phát triển, nhất là trong thập kỷ vừa qua, các đô

thị lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, đã gặp phải nhiều vấn đề môi trườngngày càng nghiêm trọng, do các hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, giaothông vận tải và sinh hoạt gây ra.

 Tại thành phố Hồ Chí Minh có 25 khu công nghiệp tập trung hoạt động vớitổng số 611 nhà máy trên diện tích 2298 ha đất Theo kết quả tính toán, hoạtđộng của các khu công nghiệp này cùng với 195 cơ sở trọng điểm bên ngoàikhu công nghiệp, thì mỗi ngày thải vào hệ thống sông Sài Gòn - Đồng Naitổng cộng 1.740.000 m3 nước thải công nghiệp, trong đó có khoảng 671 tấncặn lơ lửng, 1.130 tấn BOD5 (làm giảm nhu cầu ôxy sinh hoá), 1789 tấnCOD (làm giảm nhu cầu ôxy hoá học), 104 tấn Nitơ, 15 tấn photpho và kimloại nặng Lượng chất thải này gây ô nhiễm cho môi trường nước của cáccon sông vốn là nguồn cung cấp nước sinh hoạt cho một nội địa bàn dân cưrộng lớn, làm ảnh hưởng đến các vi sinh vật và hệ sinh thái vốn là tác nhânthực hiện quá trình phân huỷ và làm sạch các dòng sông, nước bị ô nhiễm laungày sẽ dẫn đến gây ô nhiễm môi trường đất Về ô nhiễm môi trường đất,ngoài tác động của sản xuất công nghiệp, hoạt động giao thông vận tải cũng

là nguồn thải rất quan trọng Chỉ tính riêng ở thành phố Hồ Chí Minh, hàngnăm các phương tiện vận tải trên địa bàn thành phố tiêu thụ khoảng 210.000tấn xăng và 190.000 tấn dầu Dizel Như vậy đã thải vào không khí khoảng

1100 tấn bụi, 25 tấn chì, 4200 tấn CO2, 4500 tấn NO2, 116000 tấn CO, 1,2triệu tấn CO2, 13200 tấn Hydrocacbon và 156 tấn Aldehyt Chính vì thế, tạinhiều khu vực trong các đô thị có nồng độ các chất ô nhiễm lên khá cao

 Tại Hà Nội, vào nhưng năm 1996-1997 ô nhiễm trầm trọng đã xảy ra ở xungquanh các nhà máy thuộc khu công nghiệp Thượng Đình với đường kính khuvực ô nhiễm khoảng 1700 mét và nồng độ bụi lớn hơn tiêu chuẩn cho phépkhoảng 2-4 lần; xung quanh các nhà máy thuộc khu công nghiệp Minh Khai– Mai Động, khu vực ô nhiễm có đường kính khoảng 2500 mét và nồng độbụi cũng cao hơn tiêu chuẩn cho phép 2-3 lần Cũng tại khu công nghiệpThượng Đình, kết quả đo đạc các năm 1997- 1998 cho thấy nồng độ SO2trong không khí vượt tiêu chuẩn cho phép 2-4 lần

Nhìn chung thực trạng ô nhiễm môi trường đất đang ở mức báo động Nếu không

có những biện pháp giảm thiểu hiệu quả thì nguồn tài nguyên đất đến một lúc nào

đó sẽ cạn kiệt

2.4. CÁC BIỆN PHÁP LÀM SẠCH ĐẤT

Làm sạch hoặc xử lý môi trường được phân tích bởi các nhà khoa học môi trường,những người đo lường và am hiểu về các lĩnh vực hóa chất đất và cũng áp dụngcác Mô hình máy tính(GIS trong ô nhiễm môi trường) để phân tích sự lan truyềnchất ô nhiễm [7] và thời gian tồn tại của các hóa chất trong đất Có một số chiến lượcchủ yếu để khắc phục hậu quả:

 Đào đất và mang nó đến một bãi thải ra xa khỏi những con đường tiếp xúcvới con người và hệ sinh thái nhạy cảm Kỹ thuật này cũng được áp dụng đểnạo vét những vịnh bùn có chứa độc tố

 Sục khí đất tại địa điểm bị ô nhiễm (với nguy cơ ô nhiễm không khí)

 Khắc phục bằng cách dùng nhiệt để nâng cao nhiệt độ dưới bề mặt đủ cao đểhơi các chất gây ô nhiễm hóa học bay ra khỏi đất Công nghệ bao gồmISTD, nhiệt điện trở (ERH), và ET-DSP tm

 Xử lý sinh học, liên quan đến sự tiêu hóa các hóa chất hữu cơ của vi khuẩn

Kỹ thuật được sử dụng trong xử lý sinh họcgồm landfarming, biostimulation và bioaugmentatingđất sinh vật với các vikhuẩn có trên thị trường

 Chiết xuất nước ngầm hoặc hơi đất với hệ thống điện hoạt động, với việc bỏ

đi chất ô nhiễm có được do chiết xuất

 Ngăn chặn các chất gây ô nhiễm đất (chẳng hạn như đóng nắp hoặc mở nắphóa chất)

 Phytoremediation, hoặc sử dụng các thực vật (chẳng hạn như cây liễu) đểtrích xuất các kim loại nặng

CHƯƠNG 3

Biện pháp phân huỷ HCBVTV bằng tác nhân sinh học dựa trên cơ sở sử dụngnhóm vi sinh vật có sẵn môi trường đất, các sinh vật có khả năng phá huỷ sự phứctạp trongb cấu trúc hoá học và hoạt tính sinh học của HCBVTV Nhiều nghiên cứucho thấy rằng trong môi trường đất quần thể vi sinh vật trong môi trường đất luônluôn có khả năng thích nghi đối với sự thay đổi điều kiện sống Ở trong đất,HCBVTV bị phân huỷ thành các hợp chất vô cơ nhờ các phản ứng ôxy hoá, thuỷphân, khử oxy xảy ra ở mọi tầng đất và tác động quang hoá xảy ra ở tầng đất mặt.Tập đoàn vi sinh vật đất rất phong phú và phức tạp Chúng có thể phân huỷHCBVTV và dùng thuốc như là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng, cung cấp cacbon,nitơ và năng lượng để chúng xây dựng cơ thể Qúa trình phân huỷ của vi sinh vật cóthể gồm một hay nhiều giai đoạn, để lại các sản phẩm trung gian và cuối cùng dẫntới sự khoáng hóa hoàn toàn sẩn phẩm thành CO2, H2O và một số chất khác Một

số loài thuốc thường chỉ bị một số loài vi sinh vật phân huỷ Nhưng có một số loài

vi sinh vật có thể phân huỷ được nhiều HCBVTV trong cùng một nhóm hoặc ở cácnhóm thuốc khá xa nhau Các nghiên cứu cho thấy trong đất tồn tại rất nhiều nhóm

vi sinh vật có khả năng phân huỷ các hợp chất phôt pho hữu cơ, ví dụ như nhómBacillus mycoides, B.subtilis, Proteus vulgaris,…, đó là những vi sinh vật thuộcnhóm hoại sinh trong đất

Hình 3.1: Bacillus mycoides

Hình 3.2 Bacillus subtilis

Rất nhiều vi sinh vật có khả năng phân huỷ 2,4-D, trong đó có Achrombacter,Alcaligenes, Corynebacterrium, Flavobaterium, Pseudomonas,… Yadav J S vàcộng sự đã phát hiện nấm Phanerochaete Chrysosporium(8) có khả năng phân huỷ2,4- D và rất nhiều hợp chất hữu cơ quan trọng có cấu trúc khác như Clorinatedphenol, PCBs, Dioxin, Monoaromatic và Polyaromatic hydrocacbon, Nitromatic