CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.3. Biện pháp kiểm số tơ nhiễm đồng trong đất
1.3.2. Một số biện pháp xử lý đất ô nhiễm đồng
Biện pháp quan trọng trong quản lý ô nhiễm Cu là giảm thiểu các nguồn cung cấp thêm Cu vào đất, có được các giải pháp để phịng ngừa và ngăn chặn những rủi ro mơi trường từ các q trình chuyển hố và gây hại của Cu sẵn có trong môi trường đất. Trường hợp cần phải xử lý ơ nhiễm thì có thể áp dụng các phương pháp lý, hố, sinh học: Loại bỏ chất ơ nhiễm bằng việc tách phần tử; tách các yếu tố ô nhiễm dạng hạt bằng cách tách pha; tách các yếu tố ô nhiễm bằng cách phá vỡ cấu trúc do hóa học, nhiệt học; tách các yếu tố ô nhiễm bằng việc làm suy thoái sinh học; tách các yếu tố ô nhiễm bằng việc hấp thụ hoặc sự huy động sinh học. Đến nay đã có nhiều phương pháp xử lý được nghiên cứu.
1.3.2.1.. Phương pháp lý, hoá học
Đào và chuyển chỗ: đất ô nhiễm được di chuyển đến một nơi an tồn hơn, chất ơ
nhiễm khơng được loại bỏ khỏi đất ơ nhiễm. Phương pháp này có hiệu quả cơ lập đất bị ơ nhiễm và hệ sinh thái, do đó giảm thiểu tác động đến môi trường. Tuy nhiên, phương pháp này tốn kém và chỉ phù hợp cho đất bị ơ nhiễm với diện tích nhỏ.
Cơ lập đất: Tách đất ơ nhiễm khỏi đất không bị ô nhiễm. Công nghệ này thường
được thiết kế để ngăn chặn rò rỉ ra ngồi bãi thải KLN và chác chất ơ nhiễm khác bằng cách hạn chế chúng trong một khu vực cụ thể (Zhu và cộng sự, 2012).
Hóa rắn: Áp dụng các phương pháp xử lý nhiệt độ cao tại khu vực ô nhiễm để
hình thành vật liệu hóa rắn, có thể thực hiện ở cả trong hoặc ngoài khu vực. Theo Navarro và cộng sự (2013) thực hiện q trình hóa rắn chất thải từ các mỏ Ag-Pb ở Tây Ban Nha bằng cách sử dụng năng lượng mặt trời. Kết quả cho thấy rằng hóa rắn sẽ cố định của Zn, Mn, Fe, Cu và Ni ở 1350°C.
Cố định: Đồng có thể được cố định trong đất bởi các phản ứng phức hợp, kết tủa
và hấp phụ để làm giảm tính linh động, dễ tiêu sinh học và khả năng tiếp cận sinh học. Một số tác nhân phổ biến gồm xi măng, đất sét, zeolit, phốt phát, khoáng chất, vi khuẩn và hữu cơ (Stanislawska-Glubiak và cộng sự, 2018). Theo Khan và cộng sự (2015), sử dụng phân chuồng (FYM) có hiệu quả cao trong việc cố định Fe, Cr, Ni, Mn và Pb, trong khi di-ammonium phosphate (DAP) hiệu quả hơn để cố định Cu, Cd và Zn trong đất.
Tách chiết: Khi hàm lượng kim loại nặng trong pha lỏng được tăng cường thông
qua việc bổ sung các chất hóa học như HCl, HNO3, EDTA, DTPA (axit dietylen triamin pentaaxetic). Phần pha lỏng sẽ được đưa vào hệ thống xử lý nước để di dời các chất ô nhiễm (Nguyễn Thị Huyên, 2011).
1.3.2.2. Phương pháp sinh học
Phương pháp sinh học là phương pháp sử dụng vi sinh vật/thực vật để giải độc hoặc loại bỏ KLN khỏi đất. Xử lý bằng các biện pháp sinh học khơng địi hỏi kỹ thuật cao, chi phí thấp, hiệu quả, thân thiện với mơi trường, đảm bảo khả năng tái sử dụng lại đất phục vụ cho sản xuất nông nghiệp, tuy nhiên thời gian xử lý kéo dài.
Phương pháp làm sạch sử dụng vi sinh vật bao gồm 2 cơng nghệ chính: tăng cường sinh học và kích thích sinh học, phụ thuộc vào đặc điểm của hệ vi sinh vật tại
khu vực bị ô nhiễm. Tăng cường sinh học là phương pháp bổ sung vi sinh vật ngoại lai có khả năng phân hủy và kháng ơ nhiễm. Kích thích sinh học là phương pháp bổ sung dinh dưỡng để thúc đẩy sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật bản địa để tăng hoạt động trao đổi chất của chúng, từ đó làm tăng khả năng phân hủy chất ô nhiễm.
Hình 1.8. Các cơng nghệ xử lý đất ơ nhiễm bằng thực vật
Công nghệ thực vật xử lý đất ô nhiễm KLN là sử dụng thực vật để tách chiết, cô lập hoặc khử độc các chất ơ nhiễm thơng qua các q trình hóa - lý - sinh học. Các giải pháp công nghệ này bao gồm: chuyển dạng chất ô nhiễm (Phyto-transformation), xử lý tại vùng rễ (Rhizosphere Bioremediation), cố định chất ô nhiễm (Phytostabilization), chiết xuất bằng thực vật (Phytoextraction), công nghệ lọc bằng
rễ (Rhizo-filtration) và công nghệ bay hơi qua lá (Phytovolatilization) (Hình 1.8). Những lồi thực vật được sử dụng trong cơng nghệ này phải đảm bảo các yêu cầu: (1) lồi siêu tích lũy kim loại ở các phần trên của cây; (2) sinh khối lớn, phát triển nhanh chóng và khơng phải là thức ăn của động vật ăn cỏ để tránh tích lũy kim loại qua chuỗi thức ăn; (3) Hệ số vận chuyển (TF) và hệ số hấp thu sinh học (BCF) lớn hơn 1; (4) giới hạn sinh hạn rộng và có hệ rễ phát triển; (5) dễ trồng và phân bố
địa lý phổ rộng; và (6) dễ thu hoạch (Bùi Thị Kim Anh, 2017). Hiện nay có trên 450 lồi thực vật siêu tích lũy thuộc 45 họ có đủ các tiêu chí trở thành siêu tích lũy (Verbruggen và cộng sự, 2009). Trong số các lồi thực vật này, có 34 lồi siêu tích lũy Cu (Ghosh và Singh, 2005). Hiệu quả xử lý của phương pháp này phụ thuộc vào nhiều yếu tố môi trường, bao gồm độ sâu của khu vực bị ơ nhiễm, các tính chất của đất (pH, cấu trúc đất, khoáng sét trong đất, hàm lượng chất hữu cơ, khả năng trao đổi cation), chất ô nhiễm (loại, hàm lượng và dạng tồn tại của chúng trong mơi trường), lồi thực vật, sử dụng thêm một số chất hóa học (loại, tỷ lệ và phương pháp ứng dụng), các điều kiện khí hậu và địa chất.
Sử dụng kết hợp cả thực vật và vi sinh vật để làm sạch đất ô nhiễm giúp tăng hiệu quả xử lý. Vi sinh vật đất có thể bảo vệ thực vật khỏi những tác động độc hại của KLN, thúc đẩy sự phát triển của thực vật và chống chịu KLN, ngoài ra một số nhóm vi sinh vật có thể tăng hấp thu KLN của thực vật siêu tích lũy (Weyens và cộng sự, 2009a và 2009b).
Mặc dù trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về nguồn gốc phát sinh và ảnh hưởng độc hại của Cu đến hệ sinh thái và sức khoẻ con người. Tuy nhiên, đến nay ở Việt Nam chưa tìm thấy nghiên cứu một cách hệ thống về sự tồn lưu và tích luỹ Cu trong đất sản xuất nơng nghiệp, ảnh hưởng của các tính chất lý hố đến dạng tồn tại và tích luỹ Cu trong đất. Những nghiên cứu về tích luỹ Cu của các nhà khoa học cũng chỉ dừng lại ở sự tích luỹ hàm lượng Cu tổng số trong lớp đất mặt trong các điều kiện sản xuất nơng nghiệp khác nhau. Do đó, việc quan tâm nghiên cứu đến sự tích luỹ và tính linh động của Cu trong đất trồng cam ở Cao Phong, Hồ Bình là rất cần thiết.