Nhóm 11 xử lý sinh học đất bị ô nhiễm

QUẢN LÍ CHẤT LƯỢNG MƠI TRƯỜNG ĐẤT Các phương pháp xử lí sinh học đất nhiễm GVHD: TRẦN THANH CHI NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN: 1 NGUYỄN THỊ THÙY LINH PHẠM THỊ PHƯƠNG ĐỖ THỊ THIỆN CHU THÚY VINH MỤC LỤC I TỔNG QUAN  Ô nhiễm đất: cân trình làm tự nhiên việc thải nhiều CTR, khí thải nước thải mà chất thải tích tụ tham gia chuyển hóa làm ảnh hưởng tới chất lượng đất thành phần đất  Xử lý sinh học (XLSH) trình sử dụng tác nhân sinh học để làm suy giảm, phá vỡ, chuyển đổi, / loại bỏ chất gây ô nhiễm làm suy giảm chất lượng từ đất nước  XLSH trình tự nhiên, dựa vào VK, nấm TV để thay đổi chất gây ô nhiễm PHÂN LOẠI PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ SINH HỌC       Theo vị trí có loại : Xử lí chỗ (In Situ Bioremediation Techniques) Xử lí ngoại vi (Ex Situ Bio-Remedial Methods) Theo tác nhân sinh học: Xử lí nhờ VSV Xử lí nhờ Thực vật ỨNG DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP XLSH Sử dụng phù hợp với loại đất bị ô nhiễm tác nhân :        hydrocarbon dung môi hữu halogen hóa hợp chất halogen hóa hữu thuốc trừ sâu không chứa clo thuốc diệt cỏ hợp chất nitơ kim loại (chì, thủy ngân, crơm) Hạt nhân phóng xạ Tuy nhiên lại khơng phù hợp với loại đất ô nhiễm kim loại nặng, PAHs, hidrocacbon clorua II XỬ LÍ SINH HỌC BẰNG VI SINH VẬT Cơ chế phương pháp hình Cơ chế phương pháp xử lý sinh học VSV PHÂN LOẠI PP XLSH BẰNG VI SINH VẬT      Các dạng cơng nghệ xử lí: Biostimualation (Kích thích sinh học): thêm chất dinh dưỡng Bioaugmentation (Bổ sung sinh học): thêm vi sinh vật Bio-attenuation (Intrinsic Bioremediation): theo dõi trình làm tự nhiên Các kĩ thuật xử lí: Xử lí bên ngồi chất nhiễm (ex situ):    Bùn nhão (Bio-slurry) Trải đất (Land treatment) Đánh đống ủ (Bioples) Xử lí vị trí nhiễm (in situ): Bioventing, Biosparging II.1 Cơng nghệ Kích thích sinh học  Biostimulation (Kích thích sinh học) pp thúc đẩy phát triển hoạt động trao đổi chất VSV địa có khả sử dụng chất nhiễm thơng qua việc thay đổi yếu tố môi trường độ ẩm, pH, nồng độ oxy, chất dinh dưỡng (nitơ (NH4NO3), phốt (K2HPO4, KH2PO4, khoáng chất ),chất hoạt động bề mặt, chất xúc tác,v.v.   Khu vực áp dụng: địa phương mà VSV đất có khả phân hủy sinh học tự nhiên chất ô nhiễm điều kiện môi trường dẫn đến hiệu VSV thấp - Ưu điểm phương pháp chi phí thấp, thân thiện với mơi trường  - Nhược điểm: chỉ có hiệu với số vùng khơng thu kết mong muốn II.2 công nghệ bổ sung sinh học Bioaumentation (Bổ sung sinh học)là phương pháp sử dụng quần thể VSV địa làm giàu VSV sử dụng chất độc từ nơi khác, chí VSV cải biến mặt di truyền bổ sung vào địa điểm ô nhiễm Phương pháp có số điều kiện bất lợi như: sự cạnh tranh vi sinh vật, Sự thay đổi điều kiện môi trường so với PTN sự thiếu hụt nguồn dinh dưỡng, chất đa lượng vi lượng cần cho hoạt động phân hủy vi sinh vật … II.2 Công nghệ bổ sung sinh học 10 Phương pháp bổ sung sinh vật để xử lý đất bị nhiễm mặn Nhật Bản : - sử dụng phân compost VSV có tên Halo Bacterium (vi khuẩn sử dụng việt nam để xử lý nước mặn số đảo) để xử lý đất bị mặn hóa sóng thần xảy vào ngày 11 tháng năm 2011 Tohoku Area, Nhật Bản - phân compost chứa vi khuẩn halo sử dụng khu vực rộng lớn Tohoku bị ảnh hưởng nước biển ngập sóng thần Do hoạt động vi khuẩn nên độ mặn vùng nông nghiệp giảm xuống phân compost cung cấp số chất dinh dưỡng chất hữu cho đất Tổng hợp phương pháp 24 25 III XỬ LÍ SINH HỌC BẰNG THỰC VẬT  Phytoremediation việc sử dụng TV để làm chất ô nhiễm từ đất. PP tận dụng lợi khả hấp thu độc đáo có chọn lọc hệ thống rễ cây, với chuyển vị, tích lũy sinh học, khả phân hủy chất gây ô nhiễm tồn thân TV cho q trình xử lí.    Thời gian phụ thuộc vào:  Loại số lượng thực vật sử dụng  Loại lượng chất độc hại có mặt  Kích thước chiều sâu đất ô nhiễm  Loại đất điều kiện Thông thường năm để làm phương pháp CÁC PHƯƠNG PHÁP 26 - Chiết tách nhờ thực vật - Phân hủy nhờ thực vật - Bay nhờ thực vật - Ổn định nhờ Thực vật III.1 Chiết tách nhờ thực vật 27 Chiết tách nhờ thực vật: Có thể dịch là hấp thụ thực vật, chế hoạt động dựa vào việc sử dụng thực vật bậc cao để hấp thụ chất ô nhiễm từ môi trường tích luỹ chúng tế bào thân Các mô thực vật thu hoạch, chưa nhiều chất gây nhiễm tích lũy, dễ dàng an toàn chế biến cách làm khơ, tro ủ  Hai hình thức hấp thụ thực vật: tự nhiên hỗ trợ (A) tự nhiên: nơi thực vật cách tự nhiên lên chất gây ô nhiễm từ đất - không trợ cấp (B) hỗ trợ: sử dụng chất tạo phức, vi khuẩn hormon thực vật để huy động thúc đẩy hấp thu chất gây ô nhiễm 28 III.1 Chiết tách nhờ thực vật Áp dụng phương pháp xử lý cadimi Một loạt loài thực vật nghiên cứu với khả trích xuất Cd từ đất bị ô nhiễm, chẳng hạn goldenrod cao S altissima , indian Brassica ,đậu phộng Abelmoschus esculen có báo cáo số Giống lúa Japonica-Indica Indica có cơng suất đất đáng kể 29  Ưu điểm: ● Chi phí rẻ so với phương pháp truyền thống ● Chất gây ô nhiễm vĩnh viễn khỏi đất ● Lượng chất thải phải xử lý giảm lên đến 95% ● Trong số trường hợp, chất gây nhiễm tái chế   Hạn chế: sử dụng cho đất bị ô nhiễm kim loại nhẹ: Pb, Cd, Ni, Zn Thực vật Cải bẹ xanh, hướng dương, Thlaspi caerulescens,… III.2 Phân hủy nhờ thực vật 30 - sử dụng thực vật loại bỏ chất ô nhiễm hữu (thuốc bảo vệ thực vật, hợp chất cao phân tử, ) vô (Cu, Pb, Zn, Cd, chí ngun tố phóng xạ) khỏi môi trường bị ô nhiễm (đất, nước ngầm,nước thải, bùn thải) ● Nó giải vấn đề ô nhiễm đất, trầm tích, nước ngầm  Lợi thế: Cả hai mặt kinh tế thân thiện môi trường  Nhược điểm: ● Yêu cầu nhiều mùa trờng trọt có hiệu ● đất phải sâu nhỏ ft nước ngầm vòng 10 ft bề mặt ● chất gây ô nhiễm tái nhập vào chuỗi thức ăn thơng qua động vật côn trùng mà ăn nguyên liệu thực vật 31 III.3 Bay nhờ thực vật  hút chất gây ô nhiễm vùng rễ cây, vùng rễ,thực vi khuẩn vi sinh vật khác phát triển mạnh vùng rễ.Vi khuẩn vùng rễ chuyển chất gây ô nhiễm đến sản phẩm không độc hại  Hoạt động tốt việc loại bỏ hydrocarbon dầu mỏ 32  Ưu điểm: ● thực tế chỗ dẫn đến khơng có xáo trộn ● Không loại bỏ vật liệu bị nhiễm ● Hồn khống chất gây nhiễm xảy ● chi phí lắp đặt trì thấp  Nhược điểm: ● Phát triển sâu rộng vùng rễ yê cầu cần có thời gian ● gốc sâu hạn chế cấu trúc vật lý đất ● Chất hữu từ thực vật sử dụng ng̀n C thay gây ô nhiễm -> lượng giảm phân hủy sinh học gây ô nhiễm III.4 Ổn định nhờ thực vật 33  cố định chất ô nhiễm đất thông qua, hấp thụ tích lũy rễ, kết tủa rễ Cuối cùng, di chuyển chất gây ô nhiễm giảm, chuyển đổi sang nước ngầm bị cản trở khả dụng sinh học kim loại vào chuỗi thức ăn bị giảm  Ưu điểm: Phù hợp với đất ô nhiễm kim loại nặng, HCHC kị nước, PCBs ● Không xử lý hóa chất / sinh khối nguy hiểm cần thiết ● Rất hiệu cố định nhanh chóng cần thiết để bảo tồn đất  Nhược điểm: ● Chất gây nhiễm đất ● Áp dụng trồng trọt / cải tạo đất rộng ● cần giám sát bắt buộc Bảng Ưu nhược nhược điểm 34 ƯU ĐIỂM - Dùng lượng mặt trời Xử lí chỗ Dễ dàng theo dõi TV NHƯỢC ĐIỂM - Được sử dụng với diện tích lớn Chi phí thấp so với pp khác Ít chất thải thứ cấp Không gây mùi Chỉ giới hạn cho tầng đất nơng Tích lũy nhiều chất nhiễm độc hại cho cây, phụ thuộc vào khí hậu - Đất sau xử lí tiếp tục sử dụng Ít gây hại việc sử dụng SV có tự nhiên, tạo môi Sinh khối giới hạn Chậm pp truyền thống Chỉ thích hợp với chất nhiễm ưa nước Chất nhiễm có khả vào chuỗi thực phẩm thông qua ĐV ăn cỏ - trường sinh thái Các chất có khả ngấm sâu vào nước ngầm theo dễ sâu - Phải xử lí tiếp lần MỘT SỐ LOÀI THỰC VẬT 35 Water Hyssop (Bacopa monnieri) hương nước loại bỏ Pb, Hg, Cd chromium từ đầm lầy đất ngập nước   Hoa cẩm tú cầu, loại nhôm khỏi đất 36 liễu hấp thụ cadmium, kẽm đồng Nicotiana tabaccum, thể gen men metallothionein cho loại bỏ cadmium cao KĨ THUẬT SAU XỬ LÍ 37 Kĩ thuật Thuận lợi Khó khăn Composting Giảm thể tích hàm lượng nước Tốn thời gian Đòi hỏi thiết bị đặc biệt Sản phẩm cuối chất độc hại Đóng rắn Nhiệt phân Giảm thể tích Đòi hỏi thiết bị đặc biệt Thu hồi kim loại Sản phẩm cuối chất độc hại Giảm thẻ tích cách đáng kể Sản phẩm cuối chất độc hại Sử dụng sản phẩm (khí nhiệt phân) 38 CẢM ƠN CƠ VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE ... Tuy nhiên lại không phù hợp với loại đất ô nhiễm kim loại nặng, PAHs, hidrocacbon clorua II XỬ LÍ SINH HỌC BẰNG VI SINH VẬT Cơ chế phương pháp hình Cơ chế phương pháp xử lý sinh học VSV PHÂN LOẠI... nữa, pH đất ảnh hưởng đến sẵn có chất dinh dưỡng  Tính chất đất nhiễm cần xử lí 16 Bảng Các điều kiện để tiến hành xử lý sinh học VSV Đất, bùn xử KĨ THUẬT BÙN NHÃO 17 Sàng đất hạt thô Bể Bể... chỉ tỷ lệ phân hủy sinh học nhanh so với tỷ lệ lan truyền ô nhiễm Dựa vào trình sinh học (phân hủy sinh học) kết hợp với vật lý (sự bay hơi, phân tán,hấp thụ/hấp phụ) hóa học (q trình thủy phân,