Tài liệu về môi trường - Phytodegradation - Thực vật chuyển hoá chất ô nhiễm

Phytodegradation (còn gọi là Phytotransformation) là sự phân giải chất ônhiễm nhờ các quá trình chuyển hóa chất bên trong thực vật hoặc bênngoài thực vật nhờ tác dụng của các hợp chất enzymes do thực vật tiết ra.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tài liệu về môi trường - Phytodegradation - Thực vật chuyển hoá chất ô nhiễm Phytodegradation Nhóm 5 3.5. Phytodegradation (TV chuyển hóa chất ô nhiễm) 3.5.1. Định nghĩa Phytodegradation (còn gọi là Phytotransformation) là sự phân giải chất ônhiễm nhờ các quá trình chuyển hóa chất bên trong thực vật hoặc bênngoài thực vật nhờ tác dụng của các hợp chất enzymes do thực vật tiết ra.Điều đó đã được trình bày ở hình 1, cơ chế chính là thực vật hấp thụ vàchuyển hóa chất ô nhiễm. Ngoài ra, sự phân giải có thể xảy ra ở bênngoài thực vật, khi đó chất ô nhiễm sẽ giải phóng do sự chuyển hóa. Sựphân giải đó do các nhóm vi sinh vật gây ra với hoặc do tác động của cácvi khuẩn nốt sần ở rễ thực vật. Hình 1, Phytodegradation -1-Phytodegradation Nhóm 5 3.5.1.1. Sự hấp thu Đối với sự phân giải xảy ra ở bên trong thực vật, các hợp chất sẽ đượcthực vật giữ lại. Một nghiên cứu cho thấy hơn 70 chất hữu cơ tiêu biểucho các hợp chất được giữ lại và được tích lũy bởi 88 loài thực vật(Peterson et al. 1990). Một dữ liệu đã chứng minh kiểm tra các nhóm chấthóa học và các mẫu thực vật đã phát hiện liên quan đến sự hấp thu cáchợp chất hữu cơ (Nellessen and Fletcher 1993b). Sự hấp thu phụ thuộc tính kị nước, tính tan và tính phân cực. Tính kịnước vừa phải của các hợp chất hữu cơ ( log kwo trong khoảng 0.5 đến3.0) thì dễ dàng giữ lại và chuyển vào trong thực vật. Tính tan nhiều củahợp chất (sự thấm hút bề mặt thấp) sẽ không hấp thụ bên trên bề mặt rễhoặc chuyển vào bên trong thực vật (Schnoor et al. 1995a; Cunningham etal. 1997). Các phân tử không cực với trọng lượng phân tử < 500 sẽ hấpthụ đến bề mặt của rễ, trong khi các phân tử có cực sẽ đi vào rễ và đượcchuyển dời đi (Bell 1992). Hình, 2 Sự hấp thu của Phytodegradatin trong đất -2-Phytodegradation Nhóm 5 Sự hấp thụ hợp chất hữu cơ của thực vật có thể phụ thuộc từng loạithực vật, tính chất của chất ô nhiễm và nhiều yếu tố vật lý và hóa họcđặc trưng khác ở trong đất. Kết luận cuối cùng không thể luôn luôn làmvề một chất đặc biệt. Ví dụ, khi PCP (pentachlorophenol) vào trong đất,21% được tìm thấy ở trong rễ và 15% trong các chồi cỏ non sau 155 ngày(Qiu et al. 1994); trong một nghiên cứu khác, nhiều thực vật hấp thu rất ítPCP (Bellin và O’Connor 1990). 3.5.1.2. Sự chuyển hóa Sự chuyển hóa bên trong thực vật đã đồng nhất hóa các nhóm hợp chấthữu cơ riêng biệt, bao gồm thuốc diệt cỏ atrazine (Burken and Schoor1997), chất khử trùng bằng clo có khả năng hòa tan TCE (Newman etal.1997a), và thuốc nổ TNT (Thompson et al. 1998). Sự chuyển hóa cáchợp chất khác ngay cả thuốc trừ sâu DDT, thuốc diệt nấmhexachlorobenzenne (HCB), PCP, chất làm mềm dẻo diethylhexylphthalate(DEHP) và PCBs trong nuôi cấy tế bào thực vật (Komossa et al. 1995). Hình 3, Sự chuyển hóa chất ô nhiễm trong Phytodegradation -3-Phytodegradation Nhóm 5 3.5.1.3. Cây trồng – khuôn tạo enzyme Enzym thực vật đã được đồng hóa có khả năng sử dụng làm giảm chấtô nhiễm thí dụ như thuốc nổ, thuốc diệt cỏ, chất khử trùng bằng clo.Nhiều thí nghiệm chất làm dẻo đã được tiến hành để nhận ra những câymà có thể sản xuất những enzyme này (Komossa et al). Hình 4, Khả năng chuyển hóa của cây trong Phytodegradation -4-Phytodegradation Nhóm 5 Một khi hoá chất hữu cơ được di chuyển, thực vật có thể lưu trữ hoáchất thành từng đám vào trong phần mới hóa gỗ của cây (cầu nối cộnghoá trị của hoá chất hoặc đám của nó vào lignin của thực vật) ; hoặc cóthể volatilize, chuyển hoá, hoặc khoáng hoá hoá chất hoàn toàn với cácbonđiôxít và nước. Hợp chất béo các chất hydrocarbon như làtrichloroethylene (TCE) đã được báo cáo được khoáng hoá để CO2 và ítchất chuyển hoá aerobic độc (trichloroethanol, acid trichloroacetic, và aciddichloroacetic bởi Newman et al., 1997). Sản phẩm này phù hợp với nhữngthấy trong con người sống vì TCE huỷ diệt bằng cytochrome P450, làenzim dồi dào trong thực vật nhưng tốt cho con người. Vì vậy, thực vậtđược đôi khi xem như lá phổi xanh về mặt enzim của bộ môn khoahọc trong hoá sinh. Những enzyme nitroreductase và enzyme laccase trong thực vật có thểchia cắt các chất có trong chất thải trong sản xuất đạn dược như là TNT(2,4,6 - trinitrotoluene), và chúng có thể liên kết chặt chẽ cấu trúc nhân vàthành nguyên liệu thực vật mới hay mảnh vụn hữu cơ trở thành bộ phậncủa trầm tích chất hữu cơ. Cơ chế khử độc theo phương pháp này có thểlàm thay đổi hoá chất độc ban đầu để chất chuyển hoá không độc vàđược lưu trữ trong mô thực vật (Schnoor et al., 1995). Hiểu biết kỹ vềthành ...