CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.2. Biện pháp sử dụng thực vật xử lý đấ tô nhiễm kim loại nặng
1.2.3.3. Triển vọng của công nghệ thực vật xử lý KLN trong đất
Mặc dù công nghệ thực vật xử lý KLN có một số hạn chế nhận định nhưng trong trường hợp như diện tích đất bị ơ nhiễm rộng, KLN ít di động ở tầng đất mặt, công nghệ thực vật xử lý ô nhiễm vẫn là giải pháp thích hợp nhất. Cải tiến cơng nghệ này có thể đạt được bằng cách tăng cường các nhân tố thích hợp. Ví dụ, các lồi thực vật mới có thể được chọn với các khả năng di truyền tốt hơn đối với q trình tích lũy KLN, hoặc q trình canh tác, làm đất và chăm sóc thực vật có thể thực hiện để nâng cao tính hấp thụ KLN [82].
Nền tảng của công nghệ thực vật được xây dựng trên cơ sở quần xã vi sinh vật và môi trường đất bị ô nhiễm. Sự tác động qua lại giữa các phức hợp hóa học, sinh học và vật lý diễn ra trong đất đã giúp đất ô nhiễm được cải tạo. Sự tương tác diễn ra trong đất ở gần vùng rễ được gọi là vùng quyển rễ có vai trị quan trọng. Người ta thấy rằng vùng quyển rễ chứa vô số vi sinh vật trên 1 gam đất cao hơn các vùng khơng có thực vật 10-100 lần. Rễ thực vật tiết ra các hợp chất hữu cơ khác nhau giúp cho quần xã vi sinh vật phát triển và thuận tiện cho việc hút kim loại. Sự tương tác qua lại giữa rễ, vi sinh vật, kim loại và đất đã làm cho công nghệ thực vật trở thành loại công nghệ đặc thù riêng cho từng vị trí khác nhau. Các nguyên lý về nông học đối với mỗi vùng khác nhau cũng phải được xem xét để đạt được hiệu quả của công nghệ này [65].
Để nâng cao công nghệ thực vật xử lý đất ô nhiễm KLN, thì cần phải biết rõ các quá trình hình thành và tiếp xúc sinh học của kim loại, vai trò thực vật – vi sinh vật, nấm trong đất và các loài thực vật [89].
Mới đây, công nghệ sử dụng thực vật để xử lý ô nhiễm đã được kết hợp với phương pháp xử lý điện động học, bằng cách sử dụng điện áp không đổi
30 V cho chạy qua đất, việc kết hợp này được cho là có nhiều triển vọng lớn trong việc xử lý đất ô nhiễm KLN [110].
Công nghệ thực vật xử lý ô nhiễm cho thấy những kết quả đấy hứa hẹn. Tuy nhiên, hiện nay công nghệ này vẫn đang ở giai đoạn phát triển và cần nhiều nghiên cứu cụ thể hơn. Việc tiếp tục các nghiên cứu trình diễn và thử nghiệm ngoài thực tế đã được hướng dẫn khắp nước Mỹ để có thể hiểu biết tốt hơn và thực thi công nghệ này [73].
Để thương mại hố cơng nghệ xử lý môi trường bằng thực vật, cần phải tìm kiếm các lồi thực vật có khả năng cho sinh khối nhanh và tích luỹ hàm lượng kim loại cao trong các cơ quan và dễ dàng thu hoạch. Có hai hướng tiếp cận chủ yếu trong việc sử dụng thực vật để xử lý môi trường:
- Nhập nội và nhân giống các lồi có khả năng siêu hấp thụ kim loại. - Ứng dụng kỹ thuật di truyền để phát triển các loài thực vật cho sinh khối nhanh và cải tiến khả năng hấp thụ, chuyển hoá, chống chịu tốt đối với các điều kiện môi trường.
Hướng tiếp cận thứ nhất, phát triển chủ yếu ở Mỹ bởi nhóm nghiên cứu đứng đầu là Chaney, bao gồm các bước cơ bản như: chọn các loài thực vật, thu thập hạt hoang dại và thử nghiệm khả năng xử lý môi trường, nhân giống, cải tiến điều kiện trồng và tiến hành áp dụng đại trà. Hiệu quả của hệ thống này đã được công bố trong việc xử lý Co và Ni. Tuy nhiên, tác giả cho rằng các lồi thực vật tự nhiên là khơng đủ tạo ra các sản phẩm mang tích chất thương mại. Điều này, cũng nói lên rằng, cơng nghệ sinh học sẽ là triển vọng rất lớn trong việc dung hợp 2 đặc tính cơ bản là khả năng siêu hấp thụ và tăng sinh khối.
Chương trình nghiên cứu của cộng đồng châu Âu bao gồm 2 dự án đối với thực vật chuyển gen phục vụ cho hướng này đã được tiến hành. Dự án thứ nhất là chuyển gen có khả năng siêu hấp thụ kim loại ở cây Thlaspi caerulescens vào cây Thuốc lá và cây Mù tạc là những loài cho sinh khối
nhanh. Trong khi đó dự án thứ hai tập trung cải tiến khả năng chống chịu và hấp thụ kim loại. Đến nay, kết quả nghiên cứu thành công nhất là sử dụng gien merA9 của vi khuẩn chuyển vào cây Arabidopsi để xử lý Hg (II).
Tuy nhiên, có một số rào cản nhất định của hướng tiếp cận thực vật chuyển gen ở một số nước về mặt pháp lý, xã hội và sinh thái. Triển vọng của thực vật chuyển gen trong việc làm sạch các vùng ơ nhiễm có lẽ sẽ làm thay đổi một số quan điểm xã hội đối nghịch. Dù sao thì các nghiên cứu trong tương lai cần phải không chỉ chú tâm đến phương pháp tạo ra những thực vật hữu hiệu cho xử lý mơi trường mà cịn phải sàng lọc những tác động tiềm ẩn của thực vật chuyển gen đối với môi trường.