1.4.2.1 Sử dụng vi sinh vật: đây là biện pháp xử lý in situ
Sử dụng vi sinh vật để phân huỷ các chất ơ nhiễm bằng cách cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng và khơng khí cho chúng. Trong mơi trường tự nhiên, cĩ nhiều lồi vi sinh vật cĩ khả năng hấp thu các kim loại nặng như trong bảng dưới đây:
Bảng 1-9 : Các vi sinh vật hấp thu kim loại nặng.
Vi sinh vật Nguyên tố % Khả năng hấp thu (% trọng lượng khơ) Vi khuẩn S. viridochromogens Citrobacter sp. Zoogloea sp. Uranium Chì Cadmium Uranium Cobalt Đồng 30 34 –40 170 900 25 34
Tảo Rhizopus arrhizus Chlorella vulgaris Chì Thronium Uranium Vàng 10 19 10 10 Nấm men Saccharomyces Uranium
Thorium
10 –15 12
Đối tượng áp dụng: thường là các hợp chất hữu cơ bán bay hơi (semivolatile organic compounds) như dầu diesel hay dầu nặng, những hợp chất hữu cơ như TCE (trichloroethylene)…..
• Những hạn chế : đối với những nơi cĩ nồng độ chất ơ nhiễm cao sẽ gây độc cho vi sinh vật. Chưa ứng dụng nhiều trong việc giải ơ nhiễm kim loại trong bùn lắng, thường là kết hợp với biện pháp phytoremediation để làm gia tăng khả năng hấp thu kim loại trong bùn lắng của thực vật.
1.4.2.2 Sử dụng thực vật: đây là biện pháp xử lý in situ
Thực vật sống trên bùn lắng và hấp thu kim loại vì nhu cầu dinh dưỡng. Trong số đĩ cĩ những lồi đặc biệt khi hấp thu hay tồn tại được ở những vùng ơ nhiễm kim loại với nồng độ rất cao. Dựa vào đặc tính đĩ, người ta đã phát triển một phương pháp mới để giải ơ nhiễm đất, gọi là “phytoremediation”, tức là dùng thực vật để giải nhiễm, đây là một phương pháp mới đầy triển vọng
Việc sử dụng các biện pháp khơi phục cải tạo nhờ thực vật, bao gồm cả việc sử dụng các chất phụ trợ cĩ khả năng cố định kim loại, được xem như là phương pháp khơi phục “mềm” hay “êm dịu” cho đất và cho thấy nhiều tiềm năng. Cĩ hai phương pháp đầy hứa hẹn đối với đất bị nhiễm kim loại, cả hai đều được thiết kế nhằm làm giảm sự hoạt động của kim loại trong đất:
(1) Sự cố định kim loại nhờ thực vật (phytostabilization) hay sự cố định kim loại tại chỗ bằng cách tái tạo thảm thực vật, cĩ hay khơng cĩ bổ sung các kim loại khơng độc và các chất phụ trợ làm gia tăng độ màu mỡ của đất.
(2) Sự chiết tách nhờ thực vật (phytoextraction) ( sự chiết tách sinh học các kim loại nhờ các thực vật siêu tích luỹ). Ngồi đồng ruộng, kim loại cố định (hay kim loại bất hoạt) cĩ tác dụng tốt đối với đất bị ơ nhiễm nhẹ nhằm làm giảm sự hấp thu kim loại của thực vật, giảm sự chuyển kim loại lên những mức dinh dưỡng cao hơn.
Đối với những vùng đất trọc bị ơ nhiễm nặng, việc áp dụng các tác nhân cố định mạnh và sự tái tạo thảm thực vật ngay sau đĩ cĩ thể là một phương pháp hữu hiệu và hợp lý về mặt giá cả, đặc biệt đối với đất nơng nghiệp, vừon rau, những khu cơng nghiệp lớn xưa kia và những khu đất chứa rác . Sự cố định lâu dài và hiệu quả các kim loại sẽ gĩp phần làm giảm hoạt tính sinh học của các kim loại. Tiếp theo, thảm thực vật sẽ được phục hồi để ổn định đất. Bên cạnh những lợi ích về mặt thẩm mỹ , lớp phủ thực vật cịn cung cấp khả năng kiểm sốt ơ nhiễm và tạo
sự cân bằng cho đất. Sự xĩi mịn do giĩ cĩ thể đuợc ngăn ngừa và một khả năng cố định kim loại cĩ hiệu quả đã được chứng minh.
So sánh lợi ích và chi phí giải ơ nhiễm bùn lắng của các phương pháp : Bảng 1-10 : Chi phí thực hiện các biện pháp xử lý ơ nhiễm đất
Biện pháp Chi phí ( $/tấn )
Thuỷ tinh hố (vitrification) 75-425 Lấp bùn lắng ( landfilling) 100-500 Hố học (chemical treatment) 100-500 Electrokinetic (điện động học) 20-200 Phytoextraction 5-40
Như vậy, để giải ơ nhiễm cho một tấn bùn lắng, phương pháp electrokinetic cần chi phí gấp 5 lần và phương pháp hố học cần hơn 10 lần so với biện pháp sử dụng thực vật. Ngồi ưu thế về chi phí, giải ơ nhễm về thực vật (phytoremediation) cịn cĩ những ưu điểm:
- Khơng tạo ra những sản phẩm phụ, những chất phụ gây độc hại .
- Cải tạo vùng đất trước đây khơng cĩ thực vật nào tồn tại được, tạo cảnh quan sinh thái và quan trọng là ngăn chặn được sự xĩi mịn và phát tán ơ nhiễm do giĩ và nước.
Do đĩ, hiện nay phytoremediation đang được đầu tư nghiên cứu rất mạnh trên thế giới như là một biện pháp an tồn, bền vững và đầy triển vọng.