Xử lý kim loại nặng bằng phương pháp sinh học hiện đang thu hút sự quan tâm của các nhà nghiên cứu trên thế giới bởi ưu điểm vượt trội như xử lý hiệu quả, chi phí đầu tư thấp, thân thiện và an toàn với môi trường. Sau đây là các phương pháp sinh học thường được ứng dụng để xử lý nước thải nhiễm kim loại nặng [16].
Bảng 1.6. Phương pháp sinh học
Phương pháp Nguyên lý Sinh vật/ Vật liệu Hấp thụ sinh
học
Quá trình hấp thu thụ động, các ion kim loại nặng được bao bọc trong cấu trúc tế bào và sau đó được hấp thụ vào các vị trí liên kết trong cấu trúc tế bào. Phương pháp này hấp thu độc lập với chu trình trao đổi chất sinh học.
Vi khuẩn, nấm men, nấm thực vật, than bùn, phụ phẩm nông nghiệp, nhựa sinh học
Tích lũy sinh học
Kim loại nặng cũng có thể đi qua màng vào tế bào thông qua chu trình trao đổi chất.
Vi khuẩn, nấm men, tảo, thực vật.
Tạo phức Tạo phức xảy ra theo 2 hướng: - Kim loại có thể liên kết với bề mặt tế bào, lớp chất nhờn hoặc chất nền ngoại bào.
- Kim loại được đưa đến nội bào
Vi sinh vật, tảo, than bùn
Methyl hóa Sử dụng vi sinh vật để enzyme hóa chuyển nhóm methyl vào các kim loại.
Hg, As, Se, Te, và Pb methyl hóa vi sinh vật và nấm
Oxy hóa Vi khuẩn oxy hóa Fe phổ biến trong môi trường đủ Fe và điều kiện giúp cho sự tăng trưởng của vi khuẩn
Vi sinh vật oxy hóa Fe2+
và Mn2+
Giảm sự phân ly Một vài vi khuẩn có khả năng làm giảm độc tố của kim loại nặng bằng vận chuyển cặp điện tử.
Vi khuẩn khử As5+, Cr5+, Fe3+, Mn4+, Pb2+, U6+, Tc7+, Co3+
Sử dụng thực vật
Một số thực vật có khả năng hấp thụ và tích các kim loại này trong các bộ phận khác nhau của chúng
Dương xỉ Pteris vittata, Dương xỉ Pityrogramma calomelanos và cỏ mần trầu Eleusine indica, ngổ dại và cỏ Voi lai, cỏ Vetiver và cải xanh…
Kết tủa sulfide Sulfide được tạo ra từ quá trình trao đổi chất của vi khuẩn khử sulfate phản ứng với các cation kim loại tạo ra muối sulfide kim loại bền vững.
Vi khuẩn khử sulfate
Trong số các phương pháp sinh học được đề cập ở bảng 1.6, phương pháp loại kim loại nặng bằng vi khuẩn KSF đang được quan tâm nghiên cứu bởi những ưu điểm[19,21]:
Hiệu quả xử lý cao
Giá thành xử lý thấp
Không tạo hóa chất tồn dư gây ô nhiễm thứ cấp
Tạo ít cặn từ kết tủa sulfide
Kết tủa sulfide bền vững không những an toàn với môi trường mà còn có thể thu hồi và tái chế.