NỘI DUNG CẦN THIẾT TRONG BÀI THUYẾT TRÌNH

I. Mục lục.

Gồm các phần :- khái niệm ô nhiễm kim loại nặng.- nguồn gốc phát sinh.- ảnh hưởng đến con người- các biện pháp xử lý kim loại nặng.- cơ chế hấp thụ kim loại nặng- một số biện pháp xử lý kim loại nặng bằng thực vật- ưu điểm và hạng chế của biện pháp xử lý kim loại nặng bằng thực vật- một số loại thực vật hấp thụ kim loại nặng điển hình- thực tiễn và ứng dụng.II. Nội dung.

1. Khái niệm ô nhiễm kim loại nặng.- Ô nhiễm kim loại nặng là để chỉ sự ô nhiễm các kim loại có nguyên tử lượng cao

và thường có độc tính đối với sự sống. - Đưa ra bảng các kim loại nặng trong bản tuần hoàn2. Nguồn gốc phát sinh.- Từ tự nhiêm- Từ các chất trừ sâu vô cơ- Từ quá trình khai thác và xử dụng kim loại- Từ các lò nấu kim loại- Từ khói thải của phương tiện giao thông- Từ các chất và rát thải chứa các kim loại nặng- Từ đạn chì - Từ bùn cống rãnh3. Ảnh hưởng của kim loại đến con người.- Kim loại tương tác với kim loại vi chất trong cơ thể có thể làm giảm hoặc tăng

độc tính của kim loại riêng.- Hình thành phức kim loại – protein : kim loại nặng lien kết với protein lâu trong

cơ thể tích tụ nhiều đến ngưỡng gây độc.- Khả năng gây độc phụ thuộc vào nhiều yếu tố; tuổi, tình trạng sức khỏe, cách

sống, y tế…- Nhiễm kim loại nặng gây ra nhiều bệnh nghiêm trọng như: Ung thư, các bệnh về

thần kinh,…4. Các biện pháp xử lý kim loại nặng- Kết tủa hóa học.- Trao đổi Ion- Điện hóa- Oxy hóa Oxy điện hóa Oxy quang hóa.

- Xử lý bằng phương pháp sinh học. Tạo kết tủa dạng hidoxit. Tạo kết tủa dạng sunfit. Tạo phản ứng phức hợp. Xử dụng thực vật hấp thụ kim loại nặng.5. Cơ chế hấp thụ kim loại nặng.VĨ MÔHấp thụ qua lá.Nhờ bám dính qua lá vào các khí khổng nên kim loại bay hơi hay bụi kim loại bám vào lá và được cây hấp thụ vào.Hấp thụ qua rể và mạch gỗ.Qua rễ và mạch gỗ theo 2 con đường xuyên bào và con đường bên ngoài tế bào được hấp thụ vào tế bào.VI MÔCơ chế tích lũy kim loại nặng trong tế bào- Các kim loại nặng đươc đưa đến các tế bào. ở đây nhờ các loại protein hay các

emzym kết hợp với các phân tử kim loại nặng tạo thành phức chất bền và được đưa vào trong tế bào tích tụ trong nhiều nơi đặc biệt là khí khổng.

6. Một số biện pháp xử lý kim loại nặng bằng thực vật.- Cố định.Cố định là khi thực vật hấp thụ kim loại nặng vào rễ, KLN sẻ bị giữ lại ở rễ mà không đi vào các bộ phận của cây.Đưa ra bảng.

- Chiết.Là phương pháp sau khi cho thực vật hấp thụ kim loại nặng chúng ta sẻ chiết lấy kim loại hoặc tách kim loại ra để thu hồiĐiển hình là cây hoa hướng dươngĐưa ra bảng:

- Lọc bằng rễ.Xử dụng bộ rễ để lọc các kim loại nặng. thường ở trong môi trường nước điển hình như bèo tây

- Bay hơi.Là xử dụng các loại thực vật có thể hấp thụ các kim loại có thể bay hơi điển hình như: Se, As, HgBảng số liệu;

- Chuyễn Dạng.Là dùng thực vật đặc biệt là các phản ứng sinh hóa của thực vật nhằm chuyễn các kim loại nặng dạng độc thành ít độc hơn hay không độc.Bảng số liệu.

7. Ưu, nhược điểm của 1 số biện pháp xử lý bằng thực vật.Ưu điểm Hạn chế

Xử lý được một số lượng lớn các hợp chất vô cơ và hữu cơ

Rễ phát triển nông không xử lý được chất ô nhiễm ở sâu

Xử lý tại chỗ lẫn chuyển chỗ Mất nhiều năm mới có thể xử lý được

Xử lý tại chỗ giảm nguy cơ xáo trộn so với phương pháp thông thường

Chỉ thích hợp với các vùng đất ô nhiễm với nồng độ thấp

Giảm số lượng chất thải đem chôn lấp (đến 95%)

Sinh khối thực vật sau khi hút chất ô nhiễm có thể là chất nguy hại

Xử lý tại chỗ làm giảm nguy cơ phát tán chất ô nhiễm qua không khí và nước

Điều kiện khí hậu

Không đòi hỏi trình độ, kỹ thuật cao

Các loài nhập ngoại có thể ảnh hưởng đến sự đa đạng sinh học

Dễ thực hiện và duy trì Tiêu thụ thực vật chứa chất ô nhiễm cũng là vấn đề cần quan tâm

Chi phí thấp hơn so với các phương pháp xử lý thông thường

 

Thân thiện với môi trường và thẩm mỹ

8. Một số loài hấp thụ kim loại nặng điển hình.1. Loài thơm ổi

Thơm ổi có tên khoa học là lantana camara đây là 1 loại cây dại có hoa đẹp và có mùi thơm của ổi chính. Đây là loại thực vật có khả năng hấp thụ kim loại nặng gấp 100 lần so với bình thường và sinh trưởng rất nhanh. Chúng có thể hấp lượng Pb khổng lồ.Thaùng 12 naêm 2000 ,Ts Dieäp Thò Myõ Haïnh cuøng nhoùm nghieân cöùu ñaõ tieán haønh moät loaït caùc thí nghieäm.Keát quaû cho thaáy trong moâi tröôøng chöùa 1000 ppm Pb trong voøng 24h reã thôm oåi tích luõy ñöôïc moät löôïng Pb gaáp 470 laàn caây ñoái chöùng. Trong moâi tröôøng chöùa 2000 ppm Pb tích luõy gaáp 969 laànTrong moâi tröôøng chöùa 4000 ppm Pb tích luõy gaáp 4908 laàn

2. Bèo tây Beøo taây coù teân khoa hoïc laø (Eichhornia crassipes) coù nguoàn goác töø Nam Myõ vaø du nhaäp vaøo Vieät Nam khoaûng naêm 1905.Ñaây laø loaøi thöïc vaät thuûy sinh coù reã phaùt trieån khaù toát coù theå daøi ñeán 1m Beøo taây coù khaû naêng haáp thuï maïnh caùc chaát dinh döôõng, caùc kim loaïi naëng ñoàng thôøi phaân giaûi vaø ñoàng hoùa caùc chaát baån trong nöôùc• Qua thöïc nghieäm nhieàu nöôùc ñaõ chöùng minh raèng 1ha

maët nöôùc thaû beøo taây trong voøng 24h coù theå haáp thuï 34kg Na, 22kg Ca, 17kg P, 4kg Mn, 2,1kg Phenol, 89g Hg, 104g Al, 297g NaOH.

• Ngoaøi ra chuùng coøn coù khaû naêng huùt moät löôïng lôùn keõm vaø phaân giaû Cyanua .

3. Cải xoong Caûi xoong coù teân khoa hoïc laø Thlaspi caerulescens thuoäc doøng Hyperaccumulators laø moät loaøi caây thaân thaûo sinh tröôûng vaø phaùt trieån raát nhanh.Naêm 1865 khi nhöõng ngöôøi noâng daân tieáng haønh phaùt quang ñaát ñeå troàng troït ñaõ phaùt hieän trong thaân caûi Xoong coù chöùa moät löôïng lôùn keõm.ÔÛ loaøi thöïc vaät naøy coù khaû naêng löu giöõ trong thaân moät löôïng lôùn caùc kim loaïi ñoàng thôøi coù theå laøm saïch caùc chaát RDX (moät loaïi hôïp chaát coù theå gaây ñoäc cho caû ñaát laãn nguoàn nöôùc) vaø söû duïng caùc chaát naøy nhö moät nguoàn ñaïm Nito .

4. Dương sỉ Döông xæ laø moät loaøi coå thöïc vaät coù maët caùch ñaây haøng traêm trieäu naêm.

Ñaây laø loaøi thöïc vaät phaùt trieån raát toát trong ñieàu kieän töï nhieân vaø coù khaû naêng haáp thu moät löôïng raát lôùn caùc kim loaïi naëng nhö : Cu, As…Gaàn ñaây caùc nhaø khoa hoïc Trung Quoác vöøa phaùt hieän ra moät loaøi döông xæ qua keát quaû phaân tích cho thaáy chuùng coù chöùa ñeán 0,8%As cao gaáp haøng traêm laàn so vôùi bình thöôøng maø vaãn phaùt trieån toát.Nghieân cöùu coøn cho thaáy raèng trong voøng 1 naêm döông xæ coù theå haáp thuï 10% As trong ñaát .

Bảng 2. Một số loài thực vật cho sinh khối nhanh có thể sử dụng để xử lý kim loại nặng trong đất .

Tên loài Khả năng xử lýTác giả và năm công bố

Salix KLN trong đất, nước Greger và Landberg, 1999

Populus Ni trong đất, nước và nước ngầm Punshon và Adriano, 2003

Brassica napus, B. Juncea, B. nigra

Chất phóng xạ, KLN, Se trong đất Brown, 1996 và Banuelos et al, 1997

Cannabis sativa Chất phóng xạ, Cd trong đất Ostwald, 2000Helianthus Pb, Cd trong đất EPA, 2000 và

Elkatib et al., 2001

Typha sp. Mn, Cu, Se trong nước thải mỏ khoáng sản

Horne, 2000

Phragmites australis

KLN trong chất thải mỏ khoáng sản Massacci et al., 2001

Glyceria fluitans KLN trong chất thải mỏ khoáng sản MacCabe và Otte, 2000

Arabidopsis halleri

Alyssum bertholonii Thlaspi caerulescens

minuartia verna thlaspi rotundifolium melastoma malabathricum

Lemna minor KLN trong nước Zayed et al., 1998

XI. Thực tiễn, ứng dụng.

THẾ GIỚI.

Cỏ vetiver hấp thụ kim loại nặng

Loại thực vật này được nhiều nước trên thế giới trồng để xử lý chất thải tiêu biểu như các nước  Ôxtrâylia áp dụng rộng rãi năm 1996, Trung Quốc 1998, Thái lan.

Trên thế giới hiện đang thực hiện nghiên cứu nhiều loài có tính năng hấp thụ kim loại nặng và ứng dụng cao như ở Mỹ, Anh,…

Việt Nam

Cỏ vetiver hấp thụ kim loại nặng Việt Nam đang thử nghiệm loại cỏ này tại Phú Yên và các tỉnh miền trung .

Việt nam đang trong tiến trình thử nghiệm hiệu quả và đang ngày càng mở rộng phương pháp hấp thụ kim loại nặng bằng thực vật.

X. Kết luận.• Moâi tröôøng oâ nhieãm ngaøy caøng aûnh höôûng nghieâm

troïng ñeán söùc khoûe con ngöôøi. Chuùng ta khoâng theå phuû nhaän raèng : “Nguyeân nhaân chính laø do con ngöôøi gaây ra”.

• Do ñoù con ngöôøi phaûi coù yù thöùc töï baûo veä vaø töï cöùu laáy mình, vôùi thực vật hấp thụ KLN chuùng ta seõ coù nhöõng trieån voïng môùi trong vieäc caûi taïo oâ nhieãm goùp moät phaàn vaøo coâng cuoäc baûo veä moâi tröôøng soáng treân traùi ñaát, höôùng ñeán phaùt trieån beàn vöõng trong töông lai.

CÁC CÂU HỎI ĐIỂN HÌNH CỦA CÁC NHÓM.

1. Kim loại sau khi được hấp thụ bởi thực vật thì nó sẻ đi đâu?Vĩ Mô.

Thực vật sẻ được hấp thụ trong cây qua các cơ chế như bài thuyết trình và được hấp thụ ở đó.ví dụ như cơ chế qua rễ bằng phương pháp cố định hay qua lá …đưa vào trong cây và sẻ được hấp thụ và giữ lại tại đó. sau đó chúng ta có thê được chiết để lấy kim loại hay là được đêm đi xử lý hay như chôn lấp hay đốt….

Vi mô.

Sau khi đưa vào trong cây. Thực vật sẻ dùng các emzym các emzym này sẻ làm biến đổi “ chuyễn dạng tạo phức” để ít độc và bền vững hơn khi ở trong môi trường.

2. Sau khi hấp thụ kim loại nặng có ảnh hưởng gì tới cây không?Không. Vì trong cơ chế của những cây hấp thụ kim loại nặng đã thích nghi với đặc tính có kim loại nặng rồi nên nó sẻ không sao.có thể nó sẻ biến đổi về 1 số trạng thái như đổi màu lá… nhưng khó nhận biết. 3. Khả năng gây độc của kim loại nặng đến con người như thế nào?

Ảnh hưởng của kim loại đến con người.- Kim loại tương tác với kim loại vi chất trong cơ thể có thể làm giảm hoặc tăng

độc tính của kim loại riêng.- Hình thành phức kim loại – protein : kim loại nặng lien kết với protein lâu trong

cơ thể tích tụ nhiều đến ngưỡng gây độc.- Khả năng gây độc phụ thuộc vào nhiều yếu tố; tuổi, tình trạng sức khỏe, cách

sống, y tế…- Nhiễm kim loại nặng gây ra nhiều bệnh nghiêm trọng như: Ung thư, các bệnh về

thần kinh,… Chì (Pb): là nguyên tố có độc tính cao đối với sức khoẻ con người. Chì gây độc cho hệ thần kinh trung ương, hệ thần kinh ngoại biên, tác động lên hệ enzim có nhóm hoạt động chứa hyđro. Người bị nhiễm độc chì sẽ bị rối loạn bộ phận tạo huyết (tuỷ xương). Tuỳ theo mức độ nhiễm độc có thể bị đau bụng, đau khớp, viêm thận, cao huyết áp, tai biến não, nhiễm độc nặng có thể gây tử vong. Đặc tính nổi bật là sau khi xâm nhập vào cơ thể, chì ít bị đào thải mà tích tụ theo thời gian rồi mới gây độc.- Chì đi vào cơ thể con người qua nước uống, không khí và thức ăn bị nhiễm chì.- Chì tích tụ ở xương, kìm hãm quá trình chuyển hoá canxi bằng cách kìm hãm sự chuyển hoá vitamin D.- Tiêu chuẩn tối đa cho phép theo WHO nồng độ chì trong nước uống: £ 0,05 mg/ml.

Thuỷ ngân (Hg): tính độc phụ thuộc vào dạng hoá học của nó. Thuỷ ngân nguyên tố tương đối trơ, không độc. Nếu nuốt phải thuỷ ngân kim loại thì sau đó sẽ được thải ra mà không gây hậu quả nghiêm trọng. Nhưng thuỷ ngân dễ bay hơi ở nhiệt độ thường nên nếu hít phải sẽ rất độc. Thuỷ ngân có khả năng phản ứng với axit amin chứa lưu huỳnh, các hemoglobin, abumin; có khả năng liên kết màng tế bào, làm thay đổi hàm lượng kali, thay đổi cân bằng axit bazơ của các mô, làm thiếu hụt năng lượng cung cấp cho tế bào thần kinh. Trẻ em bị ngộ độc thuỷ ngân sẽ bị phân liệt, co giật không chủ động. Trong nước, metyl thủy ngân là dạng độc nhất, nó làm phân liệt nhiễm sắc thể và ngăn cản quá trình phân chia tế bào.- Thuỷ ngân đưa vào môi trường từ các chất thải, bụi khói của các nhà máy luyện kim, sản xuất đèn huỳnh quang, nhiệt kế, thuốc bảo vệ thực vật, bột giấy…- Nồng độ tối đa cho phép của WHO trong nước uống là 1mg/l; nước nuôi thuỷ sản là 0,5mg/l.

Asen (As): là kim loại có thể tồn tại ở dạng tổng hợp chất vô cơ và hữu cơ. Trong tự nhiên tồn tại trong các khoáng chất. Nồng độ thấp thì kích thích sinh trưởng, nồng độ cao gây độc cho động thực vật.

- Nguồn tự nhiên gây ô nhiễm asen là núi lửa, bụi đại dương. Nguồn nhân tạo gây ô nhiễm asen là quá trình nung chảy đồng, chì, kẽm, luyện thép, đốt rừng, sử dụng thuốc trừ sâu…- Asen có thể gây ra 19 căn bệnh khác nhau. Các ảnh hưởng chính đối với sức khoẻ con người: làm keo tụ protein do tạo phức với asen III và phá huỷ quá trình photpho hoá; gây ung thư tiểu mô da, phổi, phế quản, xoang…- Tiêu chuẩn cho phép theo WHO nồng độ asen trong nước uống là 50mg/l.

Cađimi (Cd): là kim loại được sử dụng trong công nghiệp luyện kim, chế tạo đồ nhựa; hợp chất cađimi được sử dụng để sản xuất pin.

Nguồn tự nhiên gây ô nhiễm cađimi do bụi núi lửa, bụi vũ trụ, cháy rừng… Nguồn nhân tạo là từ công nghiệp luyện kim, mạ, sơn, chất dẻo…

- Cađimi xâm nhập vào cơ thể người qua con đường hô hấp, thực phẩm. Theo nhiều nghiên cứu thì người hút thuốc lá có nguy cơ bị nhiễm cađimi.- Cađimi xâm nhập vào cơ thể được tích tụ ở thận và xương; gây nhiễu hoạt động của một số enzim, gây tăng huyết áp, ung thư phổi, thủng vách ngăn mũi, làm rối loạn chức năng thận, phá huỷ tuỷ xương, gây ảnh hưởng đến nội tiết, máu, tim mạch.- Tiêu chuẩn theo WHO cho nước uống £ 0,003 mg/l.

Crom (Cr): tồn tại trong nước với 2 dạng Cr (III), Cr (VI). Cr (III) không độc nhưng Cr (VI) độc đối với động thực vật. Với người Cr (VI) gây loét dạ dày, ruột non, viêm gan, viêm thận, ung thư phổi.- Crom xâm nhập vào nguồn nước từ các nguồn nước thải của các nhà máy mạ điện, nhuộm, thuộc da, chất nổ, mực in, in tráng ảnh…- Tiêu chuẩn WHO quy định hàm lượng crom trong nước uống là £ 0,005 mg/l.

Mangan (Mn): là nguyên tố vi lượng, nhu cầu mỗi ngày khoảng 30 - 50 mg/kg trọng lượng cơ thể. Nếu hàm lượng lớn gây độc cho cơ thể; gây độc với nguyên sinh chất của tế bào, đặc biệt là tác động lên hệ thần kinh trung ương, gây tổn thương thận, bộ máy tuần hoàn, phổi, ngộ độc nặng gây tử vong.- Mangan đi vào môi trường nước do quá trình rửa trôi, xói mòn, do các chất thải công nghiệp luyện kim, acqui, phân hoá học.- Tiêu chuẩn qui định của WHO trong nước uống là £ 0,1 mg/l.

 (Nguồn: Tạp chí Hoá học & Ứng dụng)

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Các Trang :http://yeumoitruong.comhttp://thiennhien.nethttp://sinhhocvietnam.comhttp://ebook.edu.vn

Trích “Công nghệ xử lý kim loại nặng trong đất bằng thực vật – Hướng tiếp cận và triển vọng” Võ văn Minh – Võ châu Tuấn. Đh sư phạm, Đh Đà Nẵng