Giải chuyên đề học tập Sinh học 10 Cánh diều bài 12: Công nghệ ứng dụng vi sinh vật trong xử lí ô nhiễm môi trường đất, nước

Câu hỏi mở đầu

Hiện nay, ô nhiễm môi trường đất và nước đang là vấn đề nhận được nhiều sự quan tâm của thế giới. Việc tìm ra và ứng dụng những công nghệ xanh trong xử lí chất thải vừa hiệu quả vừa thân thiện với môi trường luôn là ưu tiên của các nhà khoa học cũng như các nhà quản lí. Công nghệ vi sinh vật là một giải pháp như thế. Vậy xử lí ô nhiễm môi trường đất và nước bằng công nghệ vi sinh vật được thực hiện như thế nào?

I. Công nghệ vi sinh vật trong xử lí ô nhiễm môi trường

Vận dụng 1. Nêu những loại sản phẩm của công nghệ vi sinh vật dùng trong xử lí ô nhiễm môi trường mà em biết.

Hướng dẫn trả lời:

Xử lí nước và đất bị nhiễm dầu nhờ những vi sinh vật có khả năng phân huỷ dầu (theo cơ chế phân hoá mạch carbon hoặc hấp thụ dầu) như Chryseobacterium defluvii, Chryseobacterium gleum, Pseudomonas sp., Candida tropicalis;...

Xử lí đất ô nhiễm thuốc bảo vệ thực vật nhờ vi khuẩn Pseudomonas sp. ADP

Xử lí nước ngầm ô nhiễm kim loại nặng nhờ sử dụng vi khuẩn bản địa có khả năng khử kim loại Shewwanella putrefaciens, Geobater sulfurreducens.

Đất bị ô nhiễm bởi các hóa chất được kích thích sinh học và tăng cường sinh học nhờ các vi sinh vật để tạo ra sinh khối vi sinh vật và các chất vô cơ hoặc hữu cơ đơn giản không gây ô nhiễm.

Luyện tập 2. Tại sao cần bổ sung các chất vô cơ như nitrogen và phosphorus vào môi trường đất bị ô nhiễm hydrocarbon mà không cần bổ sung glucose?

Môi trường đất bị ô nhiễm hydrocarbon ( thành phần của dầu mỏ) thiếu các chất dinh dưỡng như nitrogen và phosphorus nên quá trình phân giải các hợp chất hydrocarbon nhờ vi sinh vật bị hạn chế. Do đó người ta bổ sung thêm các chất dinh dưỡng nitrogen và phosphorus để kích thích vi sinh vật phát triển giúp phân giải hydrocarbon, từ đó giảm ô nhiễm môi trường đất do hydrocarbon.

Sử dụng các vi khuẩn bản địa có khả năng khử kim loại bằng cách kích thích sinh học qua việc bơm chất hữu cơ acetate vào khu vực bị ô nhiễm uranium. Quá trình xử lí này đã làm giảm hàm lượng uranium trong nước ngầm bị ô nhiễm xuống dưới ngưỡng giới hạn cho phép của tiêu chuẩn nước ăn uống.

Luyện tập 4. Hãy giải thích vai trò của acetate trong quá trình phục hồi nước ô nhiễm uranium.

Hướng dẫn trả lời:

Vai trò của acetate trong quá trình phục hồi nước ô nhiễm uranium:

Quá trình khử uranium của các vi sinh vật được kích thích sinh học bằng bơm chất hữu cơ acetate, đóng vai trò là chất cho điện tử vào khu vực nhiễm uranium từ đó làm giảm lượng uranium trong nước ngầm xuống dưới mức cho phép.

Luyện tập 5. Sự khác nhau giữa xử lí nước thải hiếu khí và kị khí bậc hai là gì? Kết quả của quá trình xử lí kị khí nước thải là gì?

Xử lí nước thải kị khí: Quá trinh xử lí nước thải bào gồm một loạt các bước phân giải nhờ vi sinh vật trong điều kiện không có oxygen phân tử.

Xử lí nước thải hiếu khí: Nước thải có hàm lượng chất hữu cơ thấp được xử lí nhờ vi sinh vật phân giải hiếu khí.

Kết quả của quá trình xử lí kị khí nước thải là CH₄, CO₂, H₂, NH₃, và H₂S.

Luyện tập 6. Quá trình xử lí nước thải bậc một và bậc hai khác nhau như thế nào?

Xử lí nước thải bậc 1: Loại bỏ rác thải rắn không hòa tan bằng cách lắng, sàng lọc, bổ sung phèn và các chất đông tụ khác cùng các quy trình vật lí khác.

Xử lí nước thải bậc 2: Loại bỏ các chất hữu cơ hoà tan bằng biện pháp sinh học.

1 - c;       2 - a;       3 - b.

Xử lí nước thải bậc 1: Loại bỏ rác thải rắn không hòa tan bằng cách lắng, sàng lọc, bổ sung phèn và các chất đông tụ khác cùng các quy trình vật lí khác.

Xử lí nước thải bậc 2: Loại bỏ các chất hữu cơ hoà tan bằng biện pháp sinh học.

Xử lí nước thải bậc 3: Loại bỏ nguồn dinh dưỡng vô cơ bằng biện pháp sinh học và hoá học.

Vận dụng 2. Vấn đề đất ô nhiễm dioxine ở nhiều địa phương của Việt Nam đã được nghiên cứu xử lí bằng nhiều công nghệ khác nhau. Hãy tìm hiểu và tóm tắt lại công nghệ sử dụng vi sinh vật để xử lí đất nhiễm dioxine ở Việt Nam.