Giải bài tập Chuyên đề Sinh học 10 Bài 12: Công nghệ ứng dụng vi sinh vật trong xử lí ô nhiễm môi trường đất, nước
A/ Câu hỏi mở đầu
Mở đầu trang 72 Chuyên đề Sinh học 10: 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?
Trả lời:
Xử lí ô nhiễm môi trường đất và nước bằng công nghệ vi sinh vật được thực hiện bằng cách tạo điều kiện thích hợp kích thích các chủng vi sinh vật bản địa có khả năng phân hủy các chất gây ô nhiễm môi trường đất và nước phát triển hoặc bổ sung các chủng ngoại lai vào môi trường. Nhờ hoạt động của các vi sinh vật này, các chất gây ô nhiễm bị biến đổi, giúp cải thiện tình trạng ô nhiễm môi trường đất và nước. Vi sinh vật càng phát triển thì tốc độ phân giải các chất ô nhiễm càng nhanh.
B / Câu hỏi giữa bài
I. CÔNG NGHỆ VI SINH VẬT TRONG XỬ LÍ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG
Vận dụng 1 trang 73 Chuyên đề Sinh học 10: Nêu những loại sản phẩm của công nghệ vi sinh vật dùng trong xử lí ô nhiễm môi trường mà em biết.
Trả lời:
Một số loại sản phẩm của công nghệ vi sinh vật được dùng trong xử lí ô nhiễm môi trường:
– Chế phẩm Biomix 1 giúp xử lí rác thải sinh hoạt, phế thải nông nghiệp.
– Chế phẩm EM giúp khử mùi hôi của chuồng trại, ngăn ngừa bệnh dịch.
– Chế phẩm BIO-TT5 giúp khử phèn, loại bỏ các kim loại nặng gây độc và phân giải chất hữu cơ trong đất.
– Chế phẩm Enretech-1 giúp ứng cứu khẩn cấp cho các sự cố tràn dầu trên đất.
II. XỬ LÍ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG BẰNG PHỤC HỒI SINH HỌC
III. XỬ LÍ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG ĐẤT
Luyện tập 1 trang 75 Chuyên đề Sinh học 10: Dựa vào hình 12.3 và 12.4 mô tả các bước xử lí ô nhiễm đất bằng phục hồi sinh học.
Trả lời:
Trả lời:
Các bước xử lí ô nhiễm môi trường đất bằng phục hồi sinh học:
(1) Khảo sát khu vực đất ô nhiễm nhằm xác định tác nhân gây ô nhiễm và hệ vi sinh vật bản địa.
(2) Tạo nguồn vi sinh vật phân giải tác nhân gây ô nhiễm bằng cách kích thích sinh học (bổ sung các chất dinh dưỡng cần thiết cho vi sinh vật hoạt động) hoặc tăng cường sinh học (bổ sung nguồn vi sinh vật ngoại lai).
(3) Vi sinh vật bản địa hoặc ngoại lai thực hiện phân giải tác nhân gây ô nhiễm bằng hình thức hiếu khí hoặc kị khí.
(4) Kiểm tra hiệu quả xử lí.
Luyện tập 2 trang 75 Chuyên đề Sinh học 10: 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?
Trả lời:
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 vì: Thành phần của dầu mỏ thừa nguồn carbon nhưng lại thiếu các nguồn dinh dưỡng nitrogen và phosphorus nên quá trình phân giải các hợp chất hydrocarbon nhờ vi sinh vật bị hạn chế. Do đó, cần bổ sung các chất vô cơ như nitrogen và phosphorus vào môi trường đất bị ô nhiễm hydrocarbon để kích thích sinh học các vi sinh vật bản địa hoạt động phân giải hydrocarbon.
IV. XỬ LÍ NƯỚC THẢI VÀ LÀM SẠCH NƯỚC
Luyện tập 3 trang 76 Chuyên đề Sinh học 10: Dựa vào hình 12.5 mô tả các bước xử lí ô nhiễm nước bằng phục hồi sinh học.
Trả lời:
Các bước xử lí ô nhiễm môi trường nước bằng phục hồi sinh học:
(1) Khảo sát nguồn nước ô nhiễm nhằm xác định tác nhân gây ô nhiễm và hệ vi sinh vật bản địa.
(2) Tạo nguồn vi sinh vật phân giải tác nhân gây ô nhiễm bằng kích thích sinh học.
(3) Vi sinh vật thực hiện khử kim loại giúp hạn chế sự di chuyển của kim loại vào nước ngầm.
(4) Đánh giá hiệu quả của phương pháp xử lí bằng các giếng thu mẫu nước ngầm.
Luyện tập 4 trang 76 Chuyên đề Sinh học 10: Hãy giải thích vai trò của acetate trong quá trình phục hồi nước ô nhiễm uranium.
Trả lời:
Vai trò của acetate trong quá trình phục hồi nước ô nhiễm uranium: Acetate đóng vai trò là chất cho điện tử, dẫn tới kích thích quá trình khử uranium của vi sinh vật xảy ra.
Luyện tập 5 trang 79 Chuyên đề Sinh học 10: 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?
Trả lời:
– Sự khác nhau giữa xử lí nước thải hiếu khí và kị khí bậc hai:
|
Tiêu chí |
Xử lí nước thải hiếu khí |
Xử lí nước thải kị khí |
|
Điều kiện diễn ra |
Cần có oxygen. |
Không cần có oxygen. |
|
Đặc điểm nước thải |
Nước thải có hàm lượng chất hữu cơ thấp. |
Nước thải chứa nhiều hợp chất hữu cơ không tan. |
|
Loại vi sinh vật |
Sử dụng vi sinh vật hiếu khí như: Pseudomonas, Bacillus, Nitrosomonas, Nitrobacter,… |
Sử dụng vi sinh vật như: Bacteroides, Clostridium, Methanobacterium… |
|
Đặc điểm bồn xử lí |
Bồn chứa được khuấy để khuếch tán oxygen không khí vào nước hoặc bổ sung oxygen trực tiếp bằng sục khí. |
Bồn chứa lớn, kín và không cần khuấy đảo liên tục. |
– Kết quả của quá trình xử lí kị khí nước thải là: Các chất rắn lơ lửng và các đại phân tử này được cắt thành các hợp chất hòa tan, phân giải qua nhiều bước thành sản phẩm cuối cùng là CH4, CO2, H2, NH3 và H2S.
Luyện tập 6 trang 79 Chuyên đề Sinh học 10: Quá trình xử lí nước thải bậc một và bậc hai khác nhau như thế nào?
Trả lời:
Sự khác nhau giữa quá trình xử lí nước thải bậc một và bậc hai:
|
Tiêu chí |
Quá trình xử lí nước thải bậc một |
Quá trình xử lí nước thải bậc hai |
|
Mục tiêu |
Loại bỏ rác thải rắn không hòa tan. |
Loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan. |
|
Biện pháp |
Sử dụng các biện pháp lắng, sàng lọc, bổ sung phèn và các chất đông tụ khác cùng các quy trình vật lí khác,… |
Sử dụng biện pháp phân giải hiếu khí hoặc phân giải kị khí nhờ vi sinh vật. |
Luyện tập 7 trang 79 Chuyên đề Sinh học 10: Hãy sắp xếp lại mục tiêu chính tương ứng với mỗi giai đoạn xử lí nước thải trong bảng dưới đây. Hãy cho biết vai trò của vi sinh vật trong các giai đoạn xử lí nước thải có liên quan.
|
Các giai đoạn xử lí nước thải |
Mục tiêu chính |
|
1) Xử lí nước thải bậc một |
a) Loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan bằng biện pháp sinh học. |
|
2) Xử lí nước thải bậc hai |
b) Loại bỏ nguồn dinh dưỡng vô cơ bằng các biện pháp sinh học, hóa học. |
|
3) Xử lí nước thải bậc ba |
c) 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. |
Trả lời:
Sắp xếp lại mục tiêu chính tương ứng với mỗi giai đoạn xử lí nước thải:
|
Các giai đoạn xử lí nước thải |
Mục tiêu chính |
|
1) Xử lí nước thải bậc một |
c) 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. |
|
2) Xử lí nước thải bậc hai |
a) Loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan bằng biện pháp sinh học. |
|
3) Xử lí nước thải bậc ba |
b) Loại bỏ nguồn dinh dưỡng vô cơ bằng các biện pháp sinh học, hóa học. |
– Vai trò của vi sinh vật trong các giai đoạn xử lí nước thải có liên quan:
+ Vai trò của vi sinh vật trong xử lí nước thải bậc hai: Chuyển hóa chất hữu cơ bằng hình thức phân giải hiếu khí hoặc kị khí thành sinh khối vi sinh vật và khí CO2.
+ Vai trò của vi sinh vật trong xử lí nước thải bậc ba: Chuyển hóa các nguồn dinh dưỡng vô cơ (nitrogen, phosphorus ở dạng hợp chất vô cơ; các kim loại nặng;…).
Vận dụng 2 trang 80 Chuyên đề Sinh học 10: 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.
Trả lời:
Tóm tắt công nghệ sử dụng vi sinh vật để xử lí đất nhiễm dioxine ở Việt Nam:
– Chuẩn bị hố xử lí chôn lấp tích cực tại vị trí đất hoặc trầm tích nhiễm dioxine cần xử lí, lắp đặt hệ thống ống cung cấp chất dinh dưỡng để đưa chất dinh dưỡng vào trong hố xử lí sau khi đã tiến hành chôn lấp, và xử lí chống thấm để tránh rò rỉ sau khi chôn lấp.
– Xử lí đất nhiễm dioxine trước khi đưa vào hố xử lý: Phối trộn đất với chế phẩm dinh dưỡng và phương pháp phân hủy sinh học (hỗn hợp bao gồm vi sinh vật, phân hữu cơ, dung dịch chiết xuất rau củ quả, chất hỗ trợ hoạt động bề mặt sinh học).
– Xử lí chôn lấp: Sử dụng các loại chế phẩm để bổ sung qua hệ thống ống cung cấp chất dinh dưỡng theo định kì các tháng. Mục đích là cung cấp chất cho vi sinh vật phát triển. Sau thời gian xử lí, độ độc của dioxine được xử lí đạt tiêu chí về mức độ ô nhiễm dioxine theo quy định tại Việt Nam.