Giải chuyên đề học tập Sinh học 10 CTST bài 10: Vai trò của vi sinh vật trong xử lí ô nhiễm môi trường

KHỞI ĐỘNG

Câu hỏi: Vi sinh vật là những thực thể siêu nhỏ với khả năng chuyển hóa mạnh mẽ và sinh sản nhanh chóng Các nhóm vi sinh vật có vai trò quan trọng ở thiên nhiên và trong các hoạt động hàng ngày của con người. Vi sinh vật có những lợi ích nào đối với đời sống con người trong việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường?

Vi sinh vật sử dụng các nguồn chất vô cơ và chất hữu cơ và cả các chất khó bị phân hủy có trong môi trường bị ô nhiễm phân giải thành nguồn dinh dưỡng cho chúng sinh trưởng và phát triển. Vì vậy, con người đã và đang ứng dụng vi sinh vật trong việc xử lí ô nhiễm rất nhiều loại môi trường.

I. VI SINH VẬT TRONG XỬ LÍ MÔI TRƯỜNG

Câu hỏi 1. Hãy cho biết các đặc điểm của một số chủng vi sinh vật tham gia trong xử lí ô nhiễm môi trường.

Một số đặc điểm của các chủng vi sinh vật tham gia xử lí ô nhiễm môi trường là:

• Vi sinh vật sinh trưởng và phát triển mạnh.
• Thích nghi tốt và dễ phát sinh biến dị.
• Phân bố rộng, chủng loại nhiều.

Câu hỏi 2. Những nhóm vi sinh vật nào tham gia chính vào xử lí ô nhiễm môi trường?

Có 4 nhóm vi sinh vật tiêu biểu tham gia xử lí ô nhiễm môi trường là:

• Vi sinh vật phân giải tinh bột: Candida, xạ khuẩn, Clostridium …
• Vi sinh vật phân giải cellulose: nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn …
• Vi sinh vật phân giải protein: Bacillus mycoides, xạ khuẩn, nấm …
• Vi sinh vật phân giải lipid: Pseudomonas, Achromobacter …

Câu hỏi luyện tập 1: Xử lí ô nhiễm môi trường có phải chỉ là xử lí nước thải, rác thải và khí thải môi trường không?

Ngoài xử lí khí thải, rác thải, nước thải, xử lí môi trường còn bao gồm việc xử lí ô nhiễm các loại môi trường như môi trường đất, môi trường nước, chất thải rắn và kim loại nặng …

Câu hỏi luyện tập 2: Ngoài rác thải, khí thải và nước thải, ô nhiễm môi trường còn liên quan đến các vấn đề nào trong cuộc sống hiện nay?

Ngoài rác thải, khí thải và nước thải, ô nhiễm môi trường còn liên quan đến ô nhiễm môi trường đất, môi trường nước, ô nhiễm chất thải rắn và kim loại nặng …

Câu hỏi vận dụng: Hãy tưởng tượng nếu không có vi sinh vật trên Trái Đất thì cuộc sống của chúng ta sẽ như thế nào. Có loại sinh vật nào thay thế được vi sinh vật không?

Hướng dẫn trả lời:

Nếu không có vi sinh vật trên Trái Đất, vấn đề ô nhiễm môi trường sẽ không bao giờ được giải quyết triệt để, điều này sẽ ảnh hưởng rất lớn tới khả năng sống sót của mọi loài sinh vật có mặt trên Trái Đất.

Không có nhóm sinh vật nào có thể thay thế được vi sinh vật trên Trái Đất này. Vi sinh vật có những ưu điểm vượt trội trong cân bằng hệ sinh thái, cải thiện điều kiện môi trường, độ phì nhiêu của đất, tiêu diệt các tác nhân gây bệnh, sâu hại, góp phần làm sạch môi trường.

III. VAI TRÒ CỦA VI SINH VẬT TRONG CÔNG NGHỆ VI SINH XỬ LÍ MÔI TRƯỜNG

1. Vai trò của vi sinh vật trong xử lí ô nhiễm môi trường đất

Câu hỏi 3. Hãy cho biết các dạng ô nhiễm môi trường đất.

Ô nhiễm đất được chia thành từng dạng theo nguồn gốc phát sinh: chất thải nông nghiệp, công nghiệp, chất thải sinh hoạt, đất nhiễm phèn hoặc nhiễm mặn tự nhiên, …

Câu hỏi vận dụng: Ô nhiễm môi trường đất dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng nào đối với cuộc sống của chúng ta?

Đất bị ô nhiễm sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe của con người thông qua tiếp xúc hay do sự bốc hơi của các chất gây ô nhiễm từ đất vào môi trường.

Đất bị ô nhiễm ngấm vào tầng nước ngầm sẽ trở thành mối đe dọa lớn tới sức khỏe con người.

2. Vai trò của vi sinh vật trong xử lí ô nhiễm môi trường nước

Câu hỏi 4. Hãy cho biết các nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nước.

Các nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nước là: các chất độc hại có trong tự nhiên, chất thải từ hoạt động nông nghiệp, công nghiệp và nước thải sinh hoạt không được xử lí và xả trực tiếp vào môi trường nước, ...

Câu hỏi vận dụng: Ô nhiễm môi trường nước dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng nào đối với cuộc sống chúng ta?

Nước tại các ao, hồ, sông, suối, kênh, rạch, mạch nước ngầm .. chứa các chất độc hại với hàm lượng cao gây nguy hiểm cho sức khỏe của con người, tác động tới hoạt động trồng trọt và chăn nuôi của con người, giảm hiệu quả kinh tế …

3. Vai trò của vi sinh vật trong xử lí ô nhiễm chất thải rắn, kim loại nặng, rác thải

Câu hỏi 5. Hãy liệt kê các dạng chất thải rắn mà em biết.

• Chất thải rắn từ hoạt động trồng trọt và chăn nuôi của con người như: rơm, rạ, bã ngô, …
• Chất thải khó phân hủy từ quá trình sinh hoạt của con người như ni lông, nhựa không tái chế, sứ, thủy tinh, ….

Câu hỏi vận dụng: Nêu các tình trạng ô nhiễm rác thải của địa phương mà em biết.

Tại địa phương của em, tình trạng ô nhiễm rác thải được biểu hiện ở việc: không phân loại rác thải rắn, rác thải hữu cơ hay rác thải khó phân hủy; các sông, kênh bốc mùi do bị ô nhiễm vì nguồn nước thải sinh hoạt …

VẬN DỤNG

Bài tập 1. Vì sao vi sinh vật có kích thước nhỏ nhưng lại có vai trò rất quan trọng trong cân bằng hệ sinh thái?

Vi sinh vật dù có kích thước nhỏ nhưng lại có vai trò rất quan trọng trong cân bằng hệ sinh thái do vi sinh vật thường sống theo quần thể, tức là rất nhiều cá thể sống tập trung, chúng có khả năng sinh trưởng, phát triển và sinh sản vô cùng nhanh. 

Đặc biệt vi sinh vật giúp cân bằng hệ sinh thái bằng cách phân giải các chất thải được tạo ra từ quá trình sinh sống của các sinh vật khác thành nguồn vật chất trả lại cho môi trường nên vòng tuần hoàn vật chất được liên tục, giữ tính ổn định cho hệ sinh thái.

Bài tập 2. Phân tích vai trò của vi sinh vật trong xử lí môi trường.

Vi sinh vật đóng góp rất nhiều vai trò trong xử lí môi trường:

• Cải thiện môi trường lí, hóa, sinh bị ô nhiễm: vì vi sinh vật có khả năng chuyển hóa các chất độc (vô cơ hoặc hữu cơ) trong môi trường bị ô nhiễm thành chất không độc qua các quá trình phân giải.
• Cân bằng hệ sinh thái của môi trường bị ô nhiễm: sau khi các chất độc được vi sinh vật xử lí, các loài sinh vật sống trong môi trường đó sẽ tiếp tục sinh trưởng và phát triển mà không gặp bất cứ cản trở nào.
• Cân bằng các chất có trong môi trường bị ô nhiễm: vi sinh vật tạo ra các chất trung gian hay chính sản phẩm từ quá trình xử lí chất thải có ý nghĩa với môi trường đó như bùn hữu cơ tăng độ phì nhiêu của đất, tạo khí sinh học …

Bài tập 3. Liệt kê các vai trò của vi sinh vật trong xử lí chất thải rắn được ứng dụng nhiều trên thế giới.

Vai trò của vi sinh vật trong xử lí chất thải rắn là:

- Giúp cân bằng hệ sinh thái và chất dinh dưỡng trong môi trường.

- Cải thiện môi trường lí, hóa, sinh trong tự nhiên.

- Mang lại hiệu quả cao do vi sinh vật có khả năng phân giải và chuyển hóa lâu dài.

- Phân hủy, chuyển hóa nhanh các phế thải sinh học, nông nghiệp, công nghiệp, … thành chất an toàn, góp phần làm sạch môi trường.

Bài tập 4. Sưu tầm thêm các vai trò trong việc xử lí môi trường bằng công nghệ vi sinh vật chưa được đề cập trong bài.

Vi sinh vật được áp dụng trong xử lí sự cố tràn dầu, xử lí chất thải nông nghiệp thành phân bón hữu cơ trong trồng trọt, xử lí chất thải sinh hoạt thành khí sinh học (biogas) sử dụng trực tiếp trong sinh hoạt hoặc dự trữ …