V. Phương phỏp xử lý
a. Yờu cầu về vi sinh vật
– Ổn định hoạt tớnh
– Khụng gõy bệnh cho người và động thực vật – Cú hoạt tớnh cao
b.Phương phỏp chung:
• Sử dụng cỏc vi sinh vật cỏ khả năng : – Hấp thụ và tớch lũy KLN,
– Khụng cú biểu hiện gỡ về mặt hỡnh thỏi khi nồng độ KL trong cơ thể cao hơn so với cỏc loài SV khỏc
47
• Nồng độ của kim loại bờn trong tế bào ở một vài loại vi sinh vật cú thể cao gấp hàng nghỡn lần so với nồng độ kim loại đú ở bờn ngoài mụi trường và đạt tới 40% sinh khối khụ của vi sinh vật đú.
• Tớnh chất này của vi sinh vật cho phộp sử dụng chỳng để lụi cuốn kim loại ra khỏi nước thải.
• Một số VSV điển hỡnh:
– Kị khớ: Thiobacillus denitrificans, Micrococus denitrificans – Hỏo khớ: Nitrosomonas, Nitrobacter, Thiobacillus..
– Vi khuẩn Ralstonia metallidurans cú cụng dụng như cỏc
mỏy lọc đất siờu nhỏ, hấp thu kim loại nặng ở trạng thỏi hũa tan và chuyển chỳng sang dạng cứng và ớt độc hại hơn.
- Người ta đó phỏt hiện ra khả năng hấp thu kim loại nặng của cỏc loài tảo thuộc chi Chlorella,
Stichococcus, Anabaena, Aphanocapsa, Nostoc... Khả năng hấp thu kim loại nặng của một số loài vi tảo là vụ cựng lớn
• Sử dụng vi sinh vật cú khả năng chuyển húa KL từ dạng hũa tan thành dạng rắn làm cho KL tỏch khỏi nước ngầm • VD:
– Geobacter cú khả năng chuyển húa sắt và từ đú tỡm ra phương phỏp tăng số
lương Geobacter thỳc đẩy quỏ trỡnh loại bỏ uranium trong đất
49
C. Cơ chế
• Quỏ trỡnh hấp thu KLN ở vi sinh vật bao gồm 2 pha
Pha thứ nhất là sự hấp phụ sinh học.Thể hiện ở mối tương
quan theo cõn bằng tuyến tớnh giữa nồng độ KLN trong dung dịch và KLN liờn kết với bề măt tế bào
– VD :ở vi tảo cú nhiều vị trớ liờn kết tiềm tàng nằm trờn thành tế bào và cỏc khuụn ngoại bào do chỳng được cấu tạo từ polysacarit, xenlulo, axit uronic và protein
– Cả 2 loại lk ion và cộng húa trị đều tham gia vào việc hấp thụ sinh học lờn cỏc protein và polysacarit rất quan trọng
– Ngoài ra hấp thụ sinh học cũn ảnh hưởng bởi cỏc cation khỏc bởi PH và mật độ tế bào
– Tuy nhiờn tỉ lệ hấp thu sinh học và năng lực hấp thu là rất khỏc nhau ở cỏc loài vi sinh vật(db là tảo)
– VD:đối với tảo Ankistrodesmus braunii và chlonella vulgaris thỡ liờn kết Cd lờn thành tế bào cú thể tới 80% hấp thụ toàn phần
Pha thứ 2:là sự tớch tụ sinh học hay hấp thu nội bào
– Sự hấp thu này rất mẫn cảm với sự thiếu ỏnh sỏng
– Sau khi hấp thu nội bào thỡ nồng độ KLN trong nội bào cú thể lớn hơn vài nghỡn lần so với bờn ngoài
– Một số VSV cú khả năng tiết ra men cú tớnh axit hoặc axit cú độc tớnh đối với KLN,cú thể hoà tan KL sau đú VSV sẽ hấp thụ theo hỡnh thức khuếch tỏn hoặc vận
51
• VSV cũng cú khả năng tớờt ra axit cho cỏc phản ứng như nitorat hoỏ, phản nitorat hoỏ.. cỏc axit này cú tỏc dụng hoạt hoỏKL làm giảm tớnh độc của KL
• Phần lớn những loài thuộc bacteria(hụ hấp hiếu khớ
thiobacillus, trichoderma, pseudonas..) cú tỏc dụng này VSV cũn chuyển KL từ dạng hoà tan thành dạng rắn nhờ phản ứng oxi hoỏ khử, trong quỏ trỡnh này cũn tạo ra năng lượng để VSV sử dụng
Ưu điểm:
• Đảm bảo về mặt sinh thỏi :
– Khụng gõy ụ nhiễm mụi trường. – Rẻ hơn và an toàn hơn.
– So với phương phỏp hoỏ lý giảm tới 80 % nhu cầu về hoỏ chất, giảm tới hơn 2 lần chi phớ điện năng, vận hành đơn giản, sạch sẽ hơn.
Nhược điểm:
– Thiết bị làm sạch sinh học chỉ hoạt động sau một thời gian nhất định do cỏc vi khuẩn cần cú thời gian thớch ứng và phải phỏt triển với số lượng đủ lớn.
– Khi chế độ cụng nghệ làm sạch bị phỏ vỡ đột ngột (sự tăng đột ngột lượng nước thải nồng độ chất thải cao) quỏ trỡnh làm sạch bị ngừng. Để khụi phục lại chế độ cụng tỏc ổn định của thiết bị làm sạch sinh học, cần cú thời
53
2. Xử lý bằng thực vật a. Lý do :
- Thực vật cú nhiều cỏch phản ứng khỏc nhau với sự cú mặt của cỏc ion kim loại trong mụi trường .
- Cú loài khụng chỉ cú khả năng sống được trong mụi trường bị ụ nhiễm bởi cỏc kim loại độc mà cũn cú khả năng hấp thụ và tớch lũy cỏc kim loại này trong cỏc bộ phận khỏc nhau của chỳng .
- Ngoài ra phương phỏp cũn cú ưu điểm : + Chi phớ đầu tư thấp.
+ An toàn.