Xử lý ô nhiễm môi trường bằng các thực vật

Theo lý thuyết có rất nhiều phương pháp hạn chế được sự ô nhiễm môi trường, tuy nhiên thực tế lại không dễ dàng như vậy. Quan trọng nhất là do ý thức con người trong việc bảo vệ môi trường. Một trong các biện pháp nhằm hạn chế và khắc phục tình trạng ô nhiễm môi trường đó là bằng thực vật.

Khả năng làm sạch môi trường của thực vật đã được biết từ thế kỷ XVIII bằng các thí nghiệm của Joseph Priestley, Antoine Lavoissier, Karl Scheele và Jan Ingenhousz. Tuy nhiên, mãi đến những năm 1990 phương pháp này mới được nhắc đến như một loại công nghệ mới dùng đề xử lý môi trường đất và nước bị ô nhiễm bởi các kim loại, các hợp chất hữu cơ, thuốc súng và các chất phóng xạ. Công nghệ này được gọi là phytoremediation.
 

Trồng một số cây có đặc tính tái tạo, khử các chất ô nhiễm trong môi trường.

Các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cũng như trên thực tế đã chứng tỏ được phytoremediation là một công nghệ thân thiện với môi trường, sử dụng rộng rãi ở những nơi có nồng độ ô nhiễm thấp, có thể xử lí ô nhiễm trên diện rộng, thời gian không bắt buộc, kiểm soát được và tiết kiệm chi phí hơn những cách thức khác. 

 

>>> Xem thêm: Con người bị đe dọa bởi ô nhiễm do nước thải

Xử lý môi trường bằng thực vật là phương pháp sử dụng thực vật để xử lý các loại hình ô nhiễm đất, nước, không khí bằng các loài thực vật có khả năng khả năng hấp thụ, tích lũy hay phân giải chất ô nhiễm. Các loài thực vật được ứng dụng thường lá các loài thực vật siêu tích lũy. Đây là phương pháp rẻ tiền và hiện đang được nghiên cứu ứng dụng kết hợp với các phương pháp xử lý vật lý,hóa học, sinh học khác.

Việc sử dụng thực vật để xử lý môi trường đất bị ô nhiễm là một giải pháp hàng đầu đối với điều kiện của Việt Nam hiện nay. Cũng có thể coi đây là hướng đi bền vững và hiệu quả đối với việc bảo vệ môi trường của các vùng đã, đang khai thác - chế biến quặng.

Theo nghiên cứu, thực vật có thể kích thích sự phân hủy các chất hữu cơ trong vùng quyển rễ thông qua việc giải phóng các chất tiết rỉ rễ, các enzyme và tạo thành cacbon hữu cơ trong đất. Đối với các chất bị ô nhiễm kim loại, thực vật với khả năng tinh lọc, hấp thụ, có thể biến đổi các kim loại vào sinh khối khí sinh thực vật ở các bãi thải.

Hiện nay, các nhà khoa học phát hiện ra khoảng 400 loài thực vật có khả năng sử dụng làm nguyên liệu cho công nghệ phytoremediation và kèm theo đó là 30.000 chất ô nhiễm có thể xử lý. Các nhà khoa học đã chia công nghệ này thành 6 công nghệ nhỏ: Phytoextraction, Phytodegradation, Phytostabilization, Phytovolatilization, Rhizofiltration, Rhizodegradation.

Phytoextraction: Có thể dịch là hấp thụ thực vật, trong đó cơ chế hoạt động được dựa vào việc sử dụng thực vật bậc cao để hấp thụ các chất ô nhiễm từ môi trường và tích luỹ chúng trong các tế bào thân và lá cây. 
 

Phương pháp thực vật hấp thụ.

Phytodegradation: Hay còn gọi là phytotransformation được hiểu là quá trình hấp thụ, tích luỹ và vận chuyển các hợp chất độc có nguồn gốc hữu cơ từ đất, nước, không khí bằng thực vật. Tuy nhiên, quá trình này lại phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tính chất đất, điều kiện khí hậu, dạng chất cần xử lý, bản chất của từng cây. Bởi có những chất hữu cơ bản thân nó cũng bị phân huỷ do tác dụng của phản ứng hoá học hoặc do vi sinh vật. Khi đó những chất sau khi bị phân hủy lại đóng vai trò là nguồn cung cấp dinh dưỡng cho cây. Những chất ô nhiễm sau khi bị cây hấp thụ chúng bị biến đổi phụ thuộc vào bản chất của chất đó. Khi đó có những chất sẽ được cây giữ lại trong cấu trúc của tế bào hoặc trở thành nguyên liệu trong quá trình trao đổi chất và sản phẩm cuối cùng của nó là khí CO2 và H2O.

Phytostabilization: Được hiểu là biện pháp cố định các chất ô nhiễm trong đất bằng cách hấp phụ chúng lên trên bề mặt rễ hoặc cố định lại trong vùng rễ của cây đồng thời sử dụng hệ rễ thực vật để ngăn cản sự di chuyển của các chất ô nhiễm dưới tác dụng của gió, xói mòn do nước, thấm sâu và phân tán đất. Trong biện pháp này thì chúng ta hiểu rằng cây sẽ không tích lũy chất ô nhiễm, không sử dụng chất ô nhiễm làm nguồn dinh dưỡng mà đơn thuần chỉ là cố định nó.
 

Biện pháp cố định các chất ô nhiễm.

Phytovolatilization: Đây được hiểu là biện pháp sử dụng thực vật để hút các chất ô nhiễm. Sau đó những chất ô nhiễm này sẽ được biến đổi và chuyển vào trong thân sau đó lên lá và cuối cùng chúng được bài tiết ra ngoài qua lỗ khí khổng cùng với quá trình thoát hơi nước của cây. Các chất ô nhiễm này có thể được biến đổi trước khi đi vào cây do tác dụng của enzym giúp cho cây hút chúng nhanh hơn, hoặc một số chất khi đi vào trong cây mới bị biến đổi. Trong một số trường hợp thực vật ở vùng nhiệt đới hoặc có điều kiện sống gần giống vùng nhiệt đới các chất ô nhiễm này có thể bị bài tiết ra dưới dạng dịch. Giống như cơ chế giảm bớt hàm lượng muối ở cây có khả năng chịu mặn.

>> Xem thêm: Ô nhiễm môi trường là vấn đề cấp thiết hiện nay

Rhizofiltration: Là quá trình hấp phụ các chất ô nhiễm lên trên bề mặt rễ hoặc là quá trình hấp thụ các chất ô nhiễm trong vùng rễ vào trong rễ. Những quá trình này xảy ra nhờ quá trình hoá học hoặc quá trình sinh học. Biện pháp này phụ thuộc vào nồng độ chất ô nhiễm, tính chất hoá học và lý học của chất ô nhiễm, loài thực vật … Nó đạt hiệu quả cao khi chất cần xử lý có khả năng tan tốt trong nước. 

 

Quá trình hấp thụ các chất ô nhiễm vào rễ cây.

Rhizodegradation: Là quá trình phân huỷ chất ô nhiễm hữu cơ trong đất thông qua quá trình hoạt động của vinh sinh vật. Ở những vùng rễ của các loài cây ứng dụng biện pháp này thường có số lượng vi sinh vật rất lớn. Ngoài ra trong quá trình phát triển, bộ rễ của cây không ngừng mở rộng tạo làm thay đổi tính chất của đất, giúp cho oxy đi vào vùng rễ, điều này cũng góp phần gián tiếp giúp cho các vi sinh vật phát triển. Có thể hiểu biện pháp này chính là việc sử dụng khéo léo mối quan hệ cộng sinh của vi sinh vật trong đất với cây. Chính vì lẽ đó mà biện pháp này chủ yếu sử dụng để xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ như PCB, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ,...

Mỗi công nghệ đều có những ưu điểm riêng nhưng điểm chung của nó là có đều áp dụng thực vật và việc xử lý ô nhiễm môi trường. Cần xác định loại ô nhiễm của từng khu vực để có thể áp dụng các phương pháp và các loại thực vật cho thích hợp.

Tags: nguyên nhân ô nhiễm môi trường, ô nhiễm môi trường là gì, hậu quả ô nhiễm môi trường, biện pháp khắc phục ô nhiễm môi trường, tác hại của ô nhiễm môi trường