Gần đõy, nhờ những hiểu biết về cơ chế hấp thụ, chuyển hoỏ, chống chịu và loại bỏ chất ụ nhiễm của một số loài thực vật, người ta đó bắt đầu chỳ ý đến khả năng sử dụng thực vật để xử lý mụi trường như một cụng nghệ đặc biệt. Thực ra, khả năng làm
Chất ụ nhiễm Lớp ngăn cỏch
sạch mụi trường của thực vật đó được biết từ thế kỷ XVIII qua cỏc thớ nghiệm của Joseph Priestley, Antoine Lavoissier, Karl Scheele và Jan Ingenehousz [47], [57],[69]. Tuy nhiờn, mói đến năm 1990 phương phỏp này mới được nhắc đến như một loại cụng nghệ mới dựng đề xử lý mụi trường đất và nước bị ụ nhiễm. Cho đến nay, việc sử dụng thực vật để xử lý cỏc chất ụ nhiễm đó được ứng dụng ở nhiều nơi và ỏp dụng cho nhiều loại chất ụ nhiễm. Giải phỏp cụng nghệ này bao gồm một số quỏ trỡnh cơ bản như [73]:
Chuyển hoỏ chất ụ nhiễm (Phyto-transformation); Xử lý bằng vựng rễ (Rhizosphere remediation); Cụng nghệ cố định cỏc chất ụ nhiễm (Phytostabilization); Cụng nghệ chiết suất bằng thực vật (Phytoextraction); Cụng nghệ bay hơi qua lỏ cõy (Phyto- volatilization).
Cú 3 cỏch tiếp cận cơ bản nhất để xử lý ụ nhiễm KLN trong đất là cụng nghệ cố định cỏc chất ụ nhiễm, chiết bằng thực vật và húa hơi bằng thực vật. Bản chất của chỳng như sau:
1. Cố định bằng thực vật (Phytostabilisation): Thực vật cú khả năng làm giảm tớnh linh động của một số loại chất ụ nhiễm, cố định chỳng vào cỏc thành phần của mụi trường. Do tỏc dụng với cỏc chất tiết ra từ bộ rễ, một số KLN ở dạng hũa tan trong dung dịch đất đó chuyển thành phức khú tan, được cố định trong cỏc hạt đất. Kim loại này tuy cú tồn tại trong mụi trường nhưng khụng thể xõm nhập vào thực vật. Quỏ trỡnh này làm giảm khả năng linh động của kim loại, ngăn chặn ụ nhiễm nước ngầm và làm giảm hàm lượng kim loại khuếch tỏn rộng ra và vào trong cỏc chuỗi thức ăn.
2. Chiết bằng thực vật (Phytoextraction): Một số loài thực vật cú thể hấp thu, tớch tụ một lượng lớn cỏc KLN từ mụi trường vào phần rễ và được chuyển húa chủ yếu lờn bộ phận trờn mặt đất của cõy (phần khớ sinh). Sau đú, người ta thu hoạch phần sinh khối trờn mặt đất để xử lý. Những loài cú triển vọng nhất cho phương phỏp này là cỏc loài thực vật “siờu tớch tụ” kim loại. Thực vật “siờu tớch tụ” là những loài cõy cú thể sống tốt trong mụi trường đất bị ụ nhiễm KLN và tớch tụ kim loại với hàm lượng cao bất thường trong thõn lỏ của mỡnh. Cỏc loài thực vật sử dụng tốt nhất cho phương phỏp
này phải kết hợp được 2 yếu tố là cú thể tớch luỹ kim loại cao trong thõn và cho sinh khối cao. Cú rất nhiều loài đỏp ứng được điều kiện thứ nhất nhưng khụng đỏp ứng được điều kiện thứ hai. Vỡ vậy, cỏc loài cú khả năng tớch luỹ thấp nhưng cho sinh khối cao cũng rất cần thiết để đỏnh giỏ.
3. Hoỏ hơi bằng thực vật (Phytovolatilization): Thực vật cú thể lấy đi cỏc chất ụ nhiễm từ mụi trường đất và nước thụng qua quỏ trỡnh thoỏt hơi nước. Một số loài cõy khi tớch lũy KLN vào thõn cõy cú thể chuyển húa chỳng từ dạng khú bay hơi thành dạng dễ bay hơi và thải vào khụng khớ thụng qua khớ khổng. Vớ dụ, Hg được thực vật lấy đi dưới dạng Hg+ hoặc Hg2+ và bị khử trong mụ thực vật tới thủy ngõn nguyờn tố Hg. Thủy ngõn nguyờn tố cú thể bay hơi qua mụ lỏ trong quỏ trỡnh thoỏt hơi nước.