KHẢ NĂNG CẢI TẠO MÔI TRƯỜNG đất NHIỄM KIM LOẠI BẰNG THỰC VẬT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH 🙢🕮🙠 - BÀI TẬP LỚN MÔN SINH THÁI HỌC ĐỀ TÀI KHẢ NĂNG CẢI TẠO MÔI TRƯỜNG ĐẤT NHIỄM KIM LOẠI BẰNG THỰC VẬT LỚP L02 – NHÓM 11 Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Đào Thanh Sơn STT Họ Tên Trần Minh Bình Võ Bạch Thiên Hương Dương Thanh Nhã Nguyễn Đặng Hoàng Quân Nguyễn Thị Thanh Vy Tô Nguyễn Tường Vy MSSV 1912738 1913664 1914420 1914828 1916024 1916031 Thành phố Hồ Chí Minh – 11/2021 Điểm Mục Lục Lời Mở Đầu I Môi trường đất I.1 Khái niệm môi trường đất I.2 Khái niệm ô nhiễm mơi trường đất I.3 Ơ nhiễm mơi trường đất theo nguồn gốc phát sinh I.4 Hiện trạng gây ô nhiễm đất II Những thực vật cải tạo môi trường đất II.1 Xử lý môi trường đất thực vật 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Cơ sở khoa học II.2 Một số thực vật cải tạo môi trường đất III Những thuận lợi hạn chế việc cải tạo môi trường đất thực vật IV Những biện pháp khắc phục, hạn chế ô nhiễm Kết Luận Tài Liệu Kham Khảo Lời Mở Đầu Môi trường nơi trú ngụ người hầu hết sinh vật cạn, móng cho cơng trình xây dựng, cơng nghiệp văn hóa người Đất nguồn tài nguyên quý giá, người sử dụng tài nguyên đất vào hoạt động sản xuất nông nghiệp để đảm bảo nguồn cung cấp lương thực thực phẩm cho người Nhưng nhịp độ gia tăng dân số tốc độ phát triển công nghiệp hoạt đơng thị hóa diện tích đất canh tác bị thu hẹp, chất lượng đất ngày suy thối, diện tích đất bình qn đầu người Hiện nay, với ô nhiễm nước, ô nhiễm khơng khí nhiễm đất đai trở nên đáng báo động Ô nhiễm đất làm ảnh hưởng xấu đến tính chất đất, làm giảm suất trồng làm ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người Gần đây, nhờ hiểu biết chế hấp thụ, chuyển hoá, chống chịu loại bỏ kim loại nặng số loài thực vật, người ta bắt đầu ý đến khả sử dụng thực vật để xử lý môi trường công nghệ môi trường đặc biệt Khả làm môi trường thực vật biết từ kỷ XVIII Tuy nhiên, đến năm 1990 phương pháp nhắc đến loại công nghệ dùng đề xử lý môi trường đất nước bị nhiễm Chính vậy, việc phịng chống nhiễm đất có ý nghĩa quan trọng trình phát triển vùng, quốc gia Hiện giới Việt Nam áp dụng nhiều phương pháp khác nhằm xử lý kim loại nặng đất như: công nghệ rửa đất, công nghệ cố định chỗ, … Tuy nhiên, phương pháp có chi phí cao, phù hợp với quy mơ nhỏ tình trạng ô nhiễm đất lại xảy diện rông Do đó, hiệu việc áp dụng phương pháp không cao Bởi em chọn đề tài: “Khả cải tạo môi trường đất nhiễm bẩn thực vâ ̣t” I Môi trường đất 1.1 Khái niệm môi trường đất Môi trường đất môi trường sinh thái hồn chỉnh, bao gồm vật chất vơ sinh xếp thành cấu trúc định Các thực vật, động vật vi sinh vật sống lòng trái đất Các thành phần có liên quan mật thiết chặt chẽ với Môi trường đất xem môi trường thành phần hệ môi trường bao quanh gồm nước, khơng khí, khí hậu 1.2 Khái niệm nhiễm mơi trường đất Ơ nhiễm mơi trường đất là khái niệm thay đổi tính chất đất theo chiều hướng xấu đi, sự suy thoái đất Các hoá chất độc hại từ hoạt động cơng nghiệp, q trình sản xuất nơng nghiệp bị xả thải mà không xử lý cách khiến tài nguyên đất bị nhiễm bẩn, suy thoái, gây hại cho đời sống người, động vật, với đó, cịn kéo theo nhiều hệ luỵ khơn lường 1.3 Ơ nhiễm mơi trường đất theo nguồn gốc phát sinh Gồm nguyên nhân : 1.3.1 Nguyên nhân tự nhiên: Sự gia tăng hàm lượng chất tự nhiên đất việc có thêm nhiều chất độc lạ (vượt tiêu chuẩn cho phép) Gây ảnh hưởng độc hại đến môi trường, nơi nhiều loài sinh vật đất làm xấu cảnh quan thiên nhiên Đất nhiễm phèn Nguyên nhân nước phèn từ nơi khác theo mạch nước ngầm lòng đất di chuyển đến Chủ yếu bị nhiễm chất sắt,… Khiến độ pH môi trường giảm nên gây ngộ độc cho cây, động vật sinh sống phát triển môi trường Đất nhiễm mặn Nguyên nhân lượng muối nước biển, nước triều dâng cao hay từ mỏ muối Nồng độ Na, K Cl cao làm tăng áp suất thẩm thấu gây hạn sinh lý cho giới thực vật phát triển 1.4.2 Nguyên nhân nhân tạo: Tro than xỉ than Than thường dùng để chạy nhà máy nhiệt điện, trình khai thác mỏ, sản xuất nhựa dẻo, hóa chất, nylon,… Chất thải cơng nghiệp khơng qua xử lí thải trực tiếp vào môi trường đất Đồng thời thải vào mơi trường nước, khơng khí Hành động tưởng vơ hại q trình vận chuyển, lắng đọng lại từ di chuyển ngấm dần vào đất, gây tượng ô nhiễm đất Tro than xỉ than nhận biết mắt thưởng Khi đất bị nhiễm tro than xỉ xuất hạt màu trắng đất Đất có màu xám không đồng Đặc biệt hơn, đất có xỉ than có nhiều bọt hạt sỏi có lỗ hổng Thuốc trừ sâu, diệt cỏ Thuốc trừ sâu thường xuyên sử dụng hoạt động nông nghiệp Đây chất hỗn hợp chất tiêu diệu sâu bệnh. Mặc dù sử dụng thuốc trừ sâu có tác dụng tốt Ngăn sâu bệnh phá hoại mùa màng Tuy nhiên phần nhỏ Bởi độc tính tiềm tàng trong  hố chất gây ảnh hưởng tiêu cực tới môi trường, sinh vật đặc biệt người Ngoài thuốc diệt cỏ người dân sử dụng phổ biến Thuốc diệt cỏ thường sử dụng để tiêu diệt cỏ dại Đặc biệt vỉa hè, đường sắt hoạt động nông nghiệp Tuy hầu hết loại thuốc diệt cỏ dễ dàng phân hủy đất Thế có nhóm có lẫn tạp chất dioxin Chất độc hại gây tử vong nồng độ thấp Thuốc diệt cỏ có tác động trực tiếp tới nguồn nước mặt (ao, hồ, sông, suối, ) Và nguy hiểm tới hệ sinh thái nước tôm, cua, cá,… Các ngành công nghiệp Hoạt động công nghiệp phát sinh bụi, nước thải, rác thải môi trường Khiến môi trường đất bị ô nhiễm nghiêm trọng Ví dụ bụi thải từ nhà máy sản xuất xi măng, sở khai thác đá,… Ngoài chất thải khác đến từ hoạt động sản xuất khí, thép, gia cơng kim loại, sửa chữa ô tô, xe máy,… chứa nhiều kim loại nặng, dầu mỡ Mà công nghệ xử lý nước thải lại chưa bảo đảm tiêu chuẩn Thêm nữa, chất thải từ trình sản xuất giấy bột giấy chứa nhiều chất hữu khó phân hủy, sunfua Gây ảnh hưởng lớn đến vi sinh vật sống đất chất lượng đất Rác thải người dân Chất thải sinh hoạt trình sinh sống người rác thải, đồ ăn, túi nilon, chai nhựa, nước thải sinh hoạt,… Do loại tác thải xả trực tiếp lên mặt đắt chôn lấp rác thải sinh hoạt Nên môi trường đất bị ô nhiễm ngày nghiêm trọng Ngồi ra, việc đẩy mạnh thị hóa, cơng nghiệp hóa mạng lưới giao thơng; tác động khơng khí từ khu cơng nghiệp, đô thị gây nên ô nhiễm môi trường đất 1.4 Hiện trạng gây ô nhiễm đất Việt Nam Theo Báo Cáo Hiện trạng môi trường quốc gia 2005: - Ô nhiễm sử dụng phân bón: sử dụng phân bón khơng kỹ thuật canh tác nơng nghiệp nên hiệu lực phân bón thấp, có 50% lượng đạm, 50% lượng kali xấp xỉ 80% lượng lân dư thừa trực tiếp hay gián tiếp gây ô nhiễm môi trường đất Các loại phân vơ thuộc nhóm chua sinh lý K2SO4, KCl, super photphat tồn dư axit, làm chua đất, nghèo kệt cation kiềm xuất nhiều độc tố môi trường đất ion Al3+, Fe3+, Mn2+ giảm hoạt tính sinh học đất suất trồng - Ô nhiễm thuốc bảo vệ thực vật: Thuốc bảo vệ thực vật có đặc điểm độc sinh vật; tồn dư lâu dài môi trường đất- nước; tác dụng gây độc không phân biệt, nghĩa gây chết tất sinh vật có hại có lợi mơi trường đất Theo kết nghiên cứu, nay, khối lượng thuốc bảo vệ thực vật sử dụng Việt Nam cịn ít, trung bình từ 0,5 – 1,0 kg ai/ha/năm, nhiên, nhiều nơi phát dư lượng thuốc bảo vệ thực vật đất - Ô nhiễm chất thải vào môi trường đất hoạt động công nghiệp: kết số khảo sát cho thấy hàm lượng kim loại nặng đất gần khu công nghiệp tăng lên năm gần Như cụm công nghiệp Phước Long hàm lượng Cr cao gấp 15 lần so với tiêu chuẩn, Cd cao từ 1,5 đến lần, As cao tiêu chuẩn 1,3 lần II Những thực vật cải tạo môi trường đất 2.1 Xử lý môi trường đất thực vật 2.1.1 Khái niệm Xử lý môi trường đất thực vật phương pháp sử dụng loài thực vật có khả khả hấp thụ, tích lũy hay phân giải chất ô nhiễm đất Các loài thực vật ứng dụng thường loài thực vật siêu tích lũy (Hyperaccumulator) 2.1.2 Cơ sở khoa học  Q trình hấp thụ: Thực vật kích thích phân hủy chất hữu vùng rễ thơng qua việc giải phóng chất tiết rỉ rễ, enzyme tạo thành cacbon hữu đất  Quá trình hấp thụ Rễ hấp thụ Khi chất ô nhiễm dung dịch đất nước ngầm tiếp xúc với rễ, chúng rễ hấp thụ liên kết với cấu trúc rễ thành tế bào Hemiselluoza thành tế bào lớp lipid kép màng thực vật tạo thành chất hữu kỵ nước mạnh (Hemixenluloza: là polisacarit cấu tạo yừ gốc pentozan (C5H8O4)n hecxozan (C6H10O)n Hemixenluloza khơng hịa tan nước hịatan kiềm)  Q trình phân hủy chuyển hóa Bên thực vật, tùy thực vật mà trình xảy phậnkhác nhau.Là trình thực vật phân hủy chất nhiễm thơng qua q trình trao đổi chất chuyển hóa bên thực vật, phân hủy chất ô nhiễm nhỡ enzyme rễ thực vật tiết chúng từ bên xâm nhập vào bên thực vật Xung quanh vùng rễ trồng cạn hay trồng nước ln tồn vùng oxy hóa Đó do: Sự giải phóng oxy rễ gây oxy hóa Fe2+, đồng thời làm tăng độ axit theo phản ứng: Fe2+ + O2 + 10H2O → 4Fe(OH)3 + 8H+ Giải phóng ion H+ và CO2 từ rễ qua q trình hơ hấp dẫn đến làm thay đổi pH đất Những chất tiết thải rễ có chứa enzyme, vitamin, đường nhiều loại axit hữu phân tử bé hấp dẫn cho nhiều lồi vi sinh vật Do đó, vùng quyễn rễ nơi có mật độ vi sinh vật cao, hoạt tính sinh học lớn vùng khác nguyên nhân xảy nhiều trình chuyển hoá chất nguyên lý cho việc sử dụng thực vật để xử lý ô nhiễm đất, nước  Q trình tích tụ Xảy rễ, quan khí sinh Khi chất ô nhiễm rễ hấp thụ, số di chuyển vào tế bào xong bi tiết ngồi, cịn số cịn đọng lại bên thực vật Các lồi có tiềm ứng dụng 2.2 Một số thực vật cải tạo môi trường đất Cỏ hương (Cỏ Vetiver): Cỏ Vetiver chịu biến đổi lớn khí hậu hạn hán, ngập úng khoảng dao động nhiệt độ rộng, từ -22oC đến 55oC Nó có khả phục hồi nhanh sau bị tác hại khô hạn, sương giá,ngập mặn điều kiện bất thuận khác, thời tiết tốt trở lại đất cải tạo Có thể thích nghi với nhiều loại đất có độ pH dao động từ 3,3 đến 12,5 mà không cần đến biện pháp cải tạo đất Có khả chống chịu cao loại thuốc trừ sâu,thuốc diệt cỏ v.v Có khả hấp thụ cao chất hòa tan nước Nitơ (N), Photpho(P) nguyên tố kim loại nặng có nước bị nhiễm Có khả chống chịu cao loại thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ v.v Có thể mọc tốt nhiều loại đất đất chua, đất kiềm, đất mặn đất chứa nhiều Na, Mg, Al, Mn kim loại nặng As, Cd, Cr, Ni, Pb, Hg, Se Zn Cỏ Vetiver trồng bãi lầy nước thải từ trại nuôi lợn Biên Hòa (trái) Trung Quốc (phải) Cải xoong: Cải xoong hấp thụ kim loại từ đất Trong thân loại hấp thụ lượng lớn kẽm, nickel Khi hấp thụ kim loại nặng chúng không chết mà ngược lại lớn nhanh Cây hoa dại Alyssum Bertolonii: Cây hoa dại Alyssum Bertolonii có tán hoa màu vàng hút lên lưu giữ lại thân tới 1% nickel, tức gấp 200 lần lượng kim loại nặng giết chết hầu hết loài thực vật khác Cây dương xỉ: Cây dương xỉ mọc nhiều tự nhiên có có khả hấp thụ kim loại nặng: đồng, thạch tín Trên lồi dương xỉ có tới 0,8% hàm lượng thạch tín, cao hàng trăm lần so với bình thường.Thạch tín dương xỉ lưu lớp lông tơ thân Cây phát triển "nhu cầu" thạch tín lớn Cây điên điển: Cây điên điển dễ trồng bè việc thả thân nằm ngang mọc thành nhiều bụi, rễ phát triển mạnh thòng xuống sâu Loài thu hút mạnh dư lượng phân bón N, P, K nước nhiều giải trừ tác hại thuốc bảo vệ thực vật, đồng thời thu hút nhiều tôm cá đến sinh sống sinh sản Đặc biệt bơng điên điển dùng làm thức ăn Cây thơm ổi Lantana camara Là lồi dại có khả hấp thu lượng kim loại nặng cao gấp 100 lần bình thường sinh trưởng nhanh Món khối lồi chì Chúng "ăn" lượng chì cao gấp 500 - 1.000 lần, chí cịn lên tới 5.000 lần so với lồi bình thường mà khơng bị ảnh hưởng Thơm ổi xem loài siêu hấp thu chì cadimi III Những thuận lợi hạn chế việc cải tạo môi trường đất thực vật  Thuận lợi    Áp dụng chỗ : Dùng ánh sáng mặt trời, gây xáo trộn môi trường xung quanh môi trường đất, không gây ô nhiễm qua bầu không khí lan truyền qua nguồn nước.   Loại bỏ nhiều loại chất thải hữu vơ cơ có khả năng gây độc sinh vật sống tự nhiên  Ít chất thải thứ cấp  Chi phí thấp so với quy trình truyền thống, sau xử lí tiếp tục sử dụng để tiết kiệm  Phương pháp gây hại nhất, thân thiện với mơi trường sử dụng sinh vật tự nhiên bảo vệ môi trường trạng thái tự nhiên hơn, tạo vẻ đẹp mỹ quan.    Việc sử dụng thực vật làm giảm xói mịn.   Khơng cần cơng nghệ cao nhiều chuyên gia.   Hạn chế  • Chỉ giới hạn cho tầng đất nơng (< 5m) • Chậm phương pháp truyền thống .  • Phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, điều kiện khơng thuận lợi sẽ hạn chế sự phát triển cây, làm giảm hiệu quả q trình cải tạo.  • Ảnh hưởng đến sự đa dạng sinh học (đối với loài thân thảo), ảnh hưởng chuỗi thức ăn động vật hoang dã tiêu thụ các này.  • Thu hoạch theo qui trình phức tạp, cần chia cơng đoạn cụ thể trong thu hoạch  • Chỉ dùng số điều kiện hạn chế như: kim loại phải nằm tầng đất có rễ cây, có nồng độ kim loại vừa phải Q trình diễn thời gian dài,và có thể hấp thu khơng hồn tồn lượng kim loại đất IV Những biện pháp khắc phục, hạn chế ô nhiễm Một số biện pháp khắc phục hạn chế ô nhiễm đất: + Ban hành sách bảo vệ mơi trường đất, đồng thời trọng vào công tác quản lý đất nhiễm tồn lưu, nhân rộng mơ hình cải thiện chất lượng đất hiệu quả( Luật số: 72/2020/QH14, Bảo vệ môi trường( năm 2020), mục 3: Bảo vệ môi trường đất, điều 15-19) + Quy hoạch nhà máy thành cụm hợp lí tránh xa khu dân cư Có biện pháp tăng cường quản lí, giám sát hệ thống xử lí nước thải, để có biện pháp xử lí khắc phục nhanh chống + Đẩy mạnh công tác truyền thông đại chúng, giúp tất người, nhà để hiểu rõ ô nhiễm môi trường đất gì, hậu quả, nguyên nhân, cách khắc phục để nâng cao ý thức người dân, trang bị cho họ kiến thức để có trách nhiệm việc bảo tài sản chung + Thường xuyên cải tạo mơi trường sống xung quanh có biện pháp bảo vệ chúng + Sử dụng loại trồng chống chịu sâu bệnh tốt, cho suất cao nhằm hạn chế sử dụng loại thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật biện pháp bảo vệ môi trường đất hiệu cho bà nông dân + Không lạm dụng loại phân bón hóa học sản xuất nơng nghiệp, chăm sóc hoa màu Hình: biện pháp khắc phục nhiễm đất + Phục hồi hệ sinh thái rừng để bảo vệ đất không bị rửa trôi, giữ lại chất dinh dưỡng Đây giải pháp khắc phục ô nhiễm môi trường đất nhiều quốc gia áp dụng + Áp dụng biện pháp xử lý ô nhiễm môi trường đất cách sục khí điểm bị ô nhiễm, đào đất nhiễm độc tố mang đến bãi thải cách xa với đường tiếp xúc người, hệ sinh thái nhạy cảm + Cách khắc phục ô nhiễm môi trường đất việc dùng nhiệt nhằm mục đích giúp nhiệt độ bề mặt đất đủ cao để giải phóng chất hóa học + Sử dụng liễu để trích xuất kim loại nặng giải pháp nhiễm mơi trường đất nên tham khảo Q trình trích xuất kim loại Kết Luận Trong năm gần đây, người ta quan tâm nhiều công nghệ sử dụng thực vật để xử lý môi trường Khả làm môi trường thực vật ghi chép từ kỷ XVIII đến cuối kỷ XX, phương pháp nhắc đến công nghệ tân tiến dùng đề xử lý môi trường đất nước bị ô nhiễm kim loại Công nghệ xử lý môi trường thực vật với vấn đề nêu ta thấy rằng: cải tạo môi trường thực vật biện pháp mang nhiều triển vọng, góp phần cải tạo mơi trường thân thiện, tốn chi phí, tốn thời gian cần lực lượng tận tâm, phát mới, quy mô quốc tế mang tính lâu dài Thuận lợi cơng nghệ loại bỏ nhiều loại chất thải hữu vơ có khả gây độc sinh vật sống tự nhiên người; áp dụng chỗ: gây xáo trộn mơi trường xung quanh môi trường đất, không gây ô nhiễm qua bầu khơng khí lan truyền qua nguồn nước, thân thiện với mơi trường, đẹp cảnh quan, rẻ tiền so với công nghệ khác không cần công nghệ cao nhiều chuyên gia Công nghệ xử lý môi trường thực vật công nghệ hấp dẫn đề cập năm gần Kỹ thuật cho biết có triển vọng đặc biệt việc làm kim loại đất, điều kiện cụ thể sử dụng hệ thống thích hợp Sự phát triển kỹ thuật di truyền sinh học phân tử cần thiết cho loại công nghệ Tài liệu tham khảo https://vi.wikipedia.org/wiki/%C3%94_nhi%E1%BB%85m_ %C4%91%E1%BA%A5t https://baigiang.violet.vn/present/kha-nang-xu-li-moi-truong-o-nhiem-cua- thuc-vat-4235974.html https://tailieu.vn/doc/nghien-cuu-kha-nang-xu-ly-kim-loai-nang-trong-dat- nhiem-ban-bang-cay-co-cu-cyperus-rotundus-l 2327121.html https://text.xemtailieu.net/tai-lieu/nghien-cuu-kha-nang-chong-chiu-pb-va-zn- cua-co-man-tran-eleusine-indica-l-nham-ung-dung-trong-xu-ly-dat-nhiem-kimloai-nay-bang-cong-nghe-su-dung-thuc-vat-1481726.html https://text.xemtailieu.net/tai-lieu/nghien-cuu-kha-nang-chong-chiu-pb-va-zn- cua-co-man-tran-eleusine-indica-l-nham-ung-dung-trong-xu-ly-dat-nhiem-kimloai-nay-bang-cong-nghe-su-dung-thuc-vat-1481726.html https://tailieumienphi.vn/doc/cai-tao-o-nhiem-kim-loai-nang-trong-dat-bang- thuc-vat-avettq.html https://text.xemtailieu.net/tai-lieu/thuc-vat-cai-tao-moi-truong- phytoremediation-ppt-1992817.html https://khbvptr.vn/o-nhiem-moi-truong-dat/ https://www2.hcmuaf.edu.vn/data/pvhien/Xu%20ly%20moi%20truong %20dat.pdf? fbclid=IwAR1JJLy3DfLPmtJ1qtj4C46EjNky7jWpJETfEazt8lfMoBIfjHUWUd insBs ... đất lại xảy diện rông Do đó, hiệu việc áp dụng phương pháp không cao Bởi em chọn đề tài: ? ?Khả cải tạo môi trường đất nhiễm bẩn thực vâ ̣t” I Môi trường đất 1.1 Khái niệm môi trường đất... Chỉ dùng số điều kiện hạn chế như:? ?kim loại phải nằm tầng đất có rễ cây, có nồng độ? ?kim loại vừa phải Q trình diễn thời gian dài,và có thể hấp thu khơng hồn tồn lượng kim loại đất IV Những biện pháp... nguyên tố kim loại nặng có nước bị nhiễm Có khả chống chịu cao loại thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ v.v Có thể mọc tốt nhiều loại đất đất chua, đất kiềm, đất mặn đất chứa nhiều Na, Mg, Al, Mn kim loại