Đề tài Thực vật chỉ thị đất ô nhiễm kim loại nặng

THỰC VẬT CHỈ THỊ ĐẤT Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNGDanh sách thành viên nhóm 4:Lớp: ĐH Quản lý TN & MT K55Trần Tiến ĐạtPhạm Thị Hồng PhượngTrần Thị Thu ThảoTrương Thị Thu HươngNguyễn Thanh TâmTrần Thị Thúy NgânNguyễn Trung HậuMôn: Sinh vật chỉ thị môi trườngGiáo viên: Nguyễn Thị Hương BìnhTHỰC VẬT CHỈ THỊ MÔI TRƯỜNG ĐẤT Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNGMỞ ĐẦU Các phương pháp đánh giá tình trạng môi trường nói chung và môi trường đất nói riêng. Dựa vào chỉ tiêu vật lý, hóa học, còn có phương pháp sinh học, một trong số những phương pháp này là sử dụng sinh vật chỉ thị để đánh giá tình trạng môi trường đất. Sự hiện diện của chúng biểu thị một tình trạng nhất định của điều kiện sinh thái nằm trong giới hạn nhu cầu và khả năng chống chịu của sinh vật đó.Đồng thời đối với kim loại nặng ngày nay người ta còn chú trọng công tác xử lí chúng bằng chính các loài sinh vật trong môi trường.NỘI DUNGTHỰC VẬT CHỈ THỊ MÔI TRƯỜNG ĐẤT Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNGTHỰC VẬT CHỈ THỊ MÔI TRƯỜNG ĐÂT Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNGI. TỔNG QUAN VỀ ĐẤT Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG1. Khái niệm: Kim loại nặng là những nguyên tố có số nguyên tử cao và thường thể hiện tính kim loại ở nhiệt độ phòng. Nó bao gồm những kim loại chuyển tiếp, một số metalloid, lantan, và actini. Có nhiều định nghĩa khác nhau về kim loại nặng dựa trên tỷ trọng, số khối, hoặc khối lượng nguyên tử, và trên tính chất hóa học hoặc độc tố.  Kim loại nặng là những kim lợi có khối lượng riêng lớn hơn 5g/cm3.Kim loại nặng có Hg, Cd, Pb, As, Sb, Cr, Cu, Zn, Mn, v.v... thường không tham gia hoặc ít tham gia vào quá trình sinh hóa của các thể sinh vật và thường tích lũy trong cơ thể chúng. Vì vậy, chúng là các nguyên tố độc hại với sinh vật. Ô nhiễm kim loại nặng trong đất là khả năng tích lũy KLN trong đất vượt quá tiêu chuẩn cho phép gây độc đối với con người, sinh vật và đất.THỰC VẬT CHỈ THỊ MÔI TRƯỜNG ĐẤT Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG :2. Nguyên nhân sinh ra ô nhiễm kim loại nặng1. Khái niệmThực vật chỉ thị sinh thái môi trường là nghiên cứu về môi trường lấy thực vật làm chỉ thị cho tình trạng, mức độ trong lành hay ô nhiễm, thích hợp hay không đối với thực vật của môi trường sinh thái. Chỉ thị sinh học môi trường đất ô nhiễm kim loại nặng là sử dụng một loài hoặc một nhóm thực vật dùng để định mức chất lượng hoặc sự biến đổi của môi trường đất.II. THỰC VẬT CHỈ THỊ MÔI TRƯỜNG NHIỄM KIM LOẠI NẶNGTHỰC VẬT CHỈ THỊ MÔI TRƯỜNG ĐẤT Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG a. Cỏ Vetiver hay cỏ Hương bàiCỏ Vetiver có bộ rễ đồ sộ, rất phát triển, mọc rất nhanh và ăn rất sâu. Do có bộ rễ ăn sâu nên cỏ Vetiver chịu hạn rất khỏe, có thể hút độ ẩm từ tầng đất sâu bên dưới, và xuyên qua các lớp đất bị lèn chặt, qua đó giảm bớt lượng nước thải thấm xuống quá sâu.Cỏ vetiver có khả năng hấp thu một cách có hiệu quả các khoáng chất có độc tính từ nguồn phân bón và thuốc bảo vệ thực vật gây ô nhiễm trong đất và nước như các chất N, P, Al, Mg, Hg, Cd và PbTHỰC VẬT CHỈ THỊ MÔI TRƯỜNG ĐẤT Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG2.Thực vật chỉ thị b. Cây dương xỉĐược coi như máy lọc tự nhiên để lọc các KLN, đặc biệt là asenCác sợi lông tơ trên cây dương xỉ có khả năng tập hợp asen rất đặc biệt, những sợi lông có nước chính là nơi tích trữ chủ yếu của asenĐộc tố này bị giữ trong thân cây. Trên lá của loài dương xỉ có đến 0,8% hàm lượng asen, cao hơn hàng trăm lần so với bình thường, mà cây vẫn tươi tốt.THỰC VẬT CHỈ THỊ MÔI TRƯỜNG NHIỄM KIM LOẠI NẶNGCây hoa ngũ sắc hay thơm ổiCó khả năng tích lũy Pb và sinh trưởng tốt trong điều kiện đất ô nhiễm KLNCó sự tương quan chặt chẽ giữa hàm lượng Pb trong đất và hàm lượng Pb tích lũy trong rễ của câyCây còn tăng trưởng rất nhanh, từ trọng lượng khô ban đầu là 7,87g sau 105 ngày trồng sinh khối khô tăng lên 15 lần, cây có khả năng hấp thụ Pb đến 1% tính trên trọng lượng khô trong hệ thống rễ của chúngTHỰC VẬT CHỈ THỊ MÔI TRƯỜNG ĐẤT Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNGCây cải xoongBiết ăn kim loại từ trong đất. Những nông dân phát ruộng đã tìm thấy trong thân của loại cây này một lượng lớn chất kẽm. Sau này người ta phát hiện ra có khoảng 20 loài cải dại thuộc họ này rất thích “chén” những kim loại nặng có độc tính cao như nickel (kền), kẽm. “Ăn” những món chất độc đó, chúng không chết, mà ngược lại lớn nhanh như thổiTHỰC VẬT CHỈ THỊ MÔI TRƯỜNG ĐẤT Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNGCây hoa cúc Susi (Calendula) Theo nghiên cứu của GS-TS. Trần Kông Tấu thì cây cúc Sushi có khả năng hấp thu 1 lượng lớn ZnTHỰC VẬT CHỈ THỊ MÔI TRƯỜNG ĐẤT Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG2. Dùng thực vật để xử lí kim loại nặngThực vật có nhiều cách phản ứng khác nhau đối với sự có mặt của các ion kim loại trong môi trường. Một số loài thực vật có khả năng sống được trong môi trường bị ô nhiễm bởi các kim loại nặng, có khả năng hấp thụ và tích các kim loại trong các bộ phận khác nhau của chúng.Trong thực tế, công nghệ xử lí ô nhiễm bằng thực vật đòi hỏi phải đáp ứng một số điều kiện cơ bản như dễ trồng, có khả năng vận chuyển các chất ô nhiễm từ đất lên thân nhanh, chống chịu được với nồng độ các chất ô nhiễm cao và cho sinh khối nhanh. Tuy nhiên, hầu hết các loài thực vật có khả năng tích lũy KLN cao là những loài phát triển chậm và có sinh khối thấp, trong khi các thực vật cho sinh khối nhanh thường rất nhạy cảm với môi trường kim loại nặng.THỰC VẬT CHỈ THỊ MÔI TRƯỜNG ĐẤT Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNGXử lí KLN trong đất bằng thực vật có thể thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau phụ thuộc vào từng cơ chế loại bỏ các KLN như:Phương pháp làm giảm nồng độ kim loại trong đất bằng cách trồng các loài thực vật có khả năng tích lũy kim loại cao trong thân. Các loại thực vật này phải kết hợp được 2 yếu tố là có thể tích lũy kim loại trong thân và cho sinh khối cao. Có rất nhiều loài đáp ứng được điều kiện thứ 1, nhưng không đáp ứng được đk thứ 2. Vì vậy, các loại thực vật có khả năng tích lũy thấp nhưng cho sinh khối cao cũng rất cần thiết khi thu hoạch các loại thực vật này thì các chất ô nhiễm cũng được loại bỏ ra khỏi đất và các kim loại quý hiếm như Ni, Au... Có thể được chiết tách ra khỏi cây.Phương pháp sử dụng thực vật để cố định kim loại trong đất hoặc bùn bởi sự hấp thụ của rể hoặc kết tủa trong vùng rể . Quá trình này làm giảm khả năng linh động của kim loại, ngăn chặn ô nhiễm nước ngầm và giảm hàm lượng kim loại khuếch tán vào trong các chuỗi thức ăn.THỰC VẬT CHỈ THỊ MÔI TRƯỜNG ĐẤT Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG Có ít nhất 400 loài phân bố trong 45 họ thực vật được biết là có khả năng hấp thụ kim loại. Các loài này là các loài thực vật thân thảo hoặc thân gỗ, có khả năng tích lũy và không có biểu hiện về mặt hình thái khi nồng độ kim loại trong thân cao hơn hàng nghìn lần so với các loài bình thường khác. Các loài thực vậy này thích nghi một cách đặc biệt với các điều kiện môi trường và khả năng tích lũy hàm lượng kim loại cao có thể ngăn cản các loài sâu bọ và sự nhiễm nấmTHỰC VẬT CHỈ THỊ MÔI TRƯỜNG ĐẤT Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNGTên loàiTác giả năm công bốArabidopsis halleri13.600 ZnErnst, 1968Thlaspi caerulescens10.300 Zn Ernst, 1982 Thlaspi caerulescens12.000 Cd Mádico et al, 1992 Thlaspi rotundifolium8.200 Pb Reeves & Brooks, 1983Minuartia verna11.000 Pb Ernst, 1974 Thlaspi geosingense12.000 Ni Reeves & Brooks, 1983 Arabidopsis halleri Alyssum bertholonii13.400 Ni Brooks & Radford, 1978 Alyssum pintodasilvae9.000 NiBrooks & Radford, 1978 Berkheya codii11.600 Ni Brooks, 1998 Psychotria douarrei47.500 Ni Baker et al., 1985 Miconia lutescens6.800 Al Bech et al., 1997Melastoma malabathricum10.000 Al Watanabe et al., 1998Bảng 1: Một số loài thực vật có khả năng tích lũy kim loại nặng caoTên loàiKhả năng xử lýTác giả năm công bốSalixKLN trong đất, trong nướcGreger và Landberg, 1999PopulusNi trong đất nước và nước ngầmPunshon và Adriano, 2003Brassica napus,B.Juncea, B. nigraChất phóng xạ, KLN, asen trong đấtBrown, 1996 vàBanuelos et al, 1997 Cannabis sativaChất phóng xạ, Cd trong đấtOstwald, 2000HelianthusPb, Cd trong đấtEPA, 2000 và Elkatib et al., 2001 bảng 2:Một số loài thực vật cho sinh khối nhanh có thể dùng để xử lí KLN trong đấtKẾT LUẬN  Thực vật chỉ thị liên quan mật thiết đến hiện trạng môi trường sống.  Nắm bắt được đặc điểm tập quán, các yếu tố sinh hóa học có liên quan giữa các thực vật chỉ thị và môi trường sẽ giúp chúng ta đánh giá được điều kiện môi trường sống hiện tại, dự đoán được những thay đổi của môi trường trong tương lai. Do đó sẽ có những biện pháp bảo vệ môi trường hữu hiệu hơn và làm giảm bớt đi phần nào các ô nhiễm hay những thay đổi bất lợi của môi trường.Xử lí kim loại nặng bằng thực vật là một phương pháp mới đặc biệt hữu hiệu vì giá thành thấp, hiệu quả cao an toàn lại thân thiện với môi trường. => Nhờ các thực vật chỉ thị, người ta có thể biết được trạng thái môi trường. Do đó việc nghiên cứu sử dụng các sinh vật làm vật chỉ thị đang được quan tâm.THỰC VẬT CHỈ THỊ MÔI TRƯỜNG ĐẤT Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNGCẢM ƠN THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE