1 Nghiên cứu mức độ tồn dư các hợp chất cơ clo trong môi trường đất ở một số khu vực kho chứa hóa chất bảo vệ thực vật trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên Nguyễn Thị Huynh Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Khoa Môi trường Luận văn ThS Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 60 85 02 Người hướng dẫn: PGS. TS Lê Văn Thiện Năm bảo vệ: 2011 Abstract: Điều tra, thu thập thông tin đối với các địa phương nhằm xác định các điểm ô nhiễm do hóa chất Bảo vệ thực vật (BVTV) trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên. Lấy mẫu đất và nước, phân tích các chỉ tiêu hóa chất BVTV gốc clo (Aldrin, DDT, DDE, Lindan), khoanh vùng, đánh giá phạm vi ô nhiễm, mức độ ô nhiễm tại các điểm đã phát hiện. Đề xuất giải pháp nhằm xử lý ô nhiễm hoá chất BVTV tại khu vực có mức độ tồn lưu cao nhất. Keywords: Khoa học môi trường; Hóa chất; Ô nhiễm môi trường; Môi trường đất; Hợp chất cơ Clo Content Cùng với quá trình tăng trưởng kinh tế, Việt Nam đang phải đối mặt với nhiều thách thức lớn như suy thoái đất, ô nhiễm không 2 khí, ô nhiễm nguồn nước, suy giảm diện tích rừng và đa dạng sinh học. Trong đó, ô nhiễm môi trường do hoá chất bảo vệ thực vật (BVTV) tồn lưu gây ra đang trở lên nghiêm trọng, việc quản lý sử dụng hoá chất BVTV không hợp lý đang gây tác động không nhỏ, ảnh hưởng kéo dài đến môi trường và sức khỏe cộng đồng. Theo số liệu thống kê chưa đầy đủ, trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên có 13 khu vực kho chứa hoá chất BVTV đã dừng hoạt động nằm rải rác khắp các địa phương của tỉnh. Các khu vực này hầu hết không còn lưu giữ được các hồ sơ liên quan và chưa được khảo sát điều tra đánh giá mức độ ô nhiễm. Ngoài những khu vực tồn lưu ô nhiễm hóa chất BVTV đã biết, còn rất nhiều địa điểm chưa được phát hiện, thống kê và đánh giá mức độ ô nhiễm. Theo ước tính, tổng số khu vực ô nhiễm hóa chất BVTV có thể vào khoảng 20 - 25 vị trí trên địa bàn toàn tỉnh. Ô nhiễm hóa chất BVTV là một trong các dạng ô nhiễm có mức độ nguy hiểm cao nhất và có khả năng để lại những hậu quả rất nghiêm trọng đến sức khoẻ con người và sinh vật. Xuất phát từ thực tiễn trên, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu mức độ tồn dư các hợp chất cơ clo trong môi trường đất ở một số khu vực kho chứa hóa chất bảo vệ thực vật trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên” với mục đích phát hiện và khoanh vùng, đánh giá mức độ ô nhiễm các khu vực tồn lưu hóa chất BVTV và đề ra các phương án xử cho khu vực có mức độ tồn lưu cao nhất. 3 Mục tiêu nghiên cứu: - Điều tra, thu thập thông tin đối với các địa phương nhằm xác định các điểm ô nhiễm do hóa chất BVTV trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên; - Lấy mẫu đất và nước, phân tích các chỉ tiêu hóa chất BVTV gốc clo (Aldrin, DDT, DDE, Lindan), khoanh vùng, đánh giá phạm vi ô nhiễm, mức độ ô nhiễm tại các điểm đã phát hiện; - Đề xuất giải pháp nhằm xử lý ô nhiễm hóa chất BVTV tại khu vực có mức độ tồn lưu cao nhất. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Hóa chất BVTV trong sản xuất nông nghiệp và các vấn đề môi trƣờng 1.1.1. Vị trí và vai trò của hóa chất BVTV trong sản xuất nông nghiệp Nước ta là một nước nông nghiệp nhiệt đới, chịu ảnh hưởng của gió mùa, khí hậu ven biển và là nước có nền nông nghiệp rất đa dạng về cơ cấu cây trồng, giống, nhiều chế độ luân canh, xen canh, gối vụ, nhiều mùa vụ, với những phương thức canh tác khác nhau. Nhiều biến động xảy ra do khí hậu, thời tiết dẫn đến biến động trong các hệ sinh thái nông nghiệp, đặc biệt là các quần thể sinh vật hại, nấm gây bệnh cho cây trồng. Vì vậy, người nông dân luôn phải ứng phó với những khó khăn không những về biến đổi thời tiết, khí hậu mà còn phải bảo vệ cây trồng, mùa màng khỏi bị dịch bệnh, sâu 4 hại, cỏ dại và chuột phá hoại. Vai trò của công tác BVTV, trong đó hóa chất BVTV là công cụ, phương tiện quan trọng đắc lực của nông dân nhằm đảm bảo được năng suất cao, mùa màng bội thu, tránh được sâu hại phá hoại mùa màng [4]. 1.1.2. Phân loại hóa chất BVTV Có nhiều cách để phân loại hóa chất BVTV, một số cách phổ biến như sau: a. Theo đối tượng phòng trừ b. Phân loại theo gốc hóa học c. Theo tính độc của thuốc BVTV d. Theo độ bền của thuốc đối với khả năng phân hủy e. Phân loại HCBVTV theo nhóm độc f. Theo dạng thuốc BVTV 1.1.3. Tác động của hoá chất BVTV đến môi trường và sức khoẻ con người a. Tác động của hoá chất BVTV đến môi trường Các động của hoá chất BVTV lên môi trường là do những tính chất chủ yếu sau: dễ bay hơi, dễ hoà tan trong nước và dung môi, bền với quá trình biến đổi sinh học.  Tác động đến môi trường đất Nhiều thuốc bảo vệ thực vật có thể tồn lưu lâu dài trong đất, ví dụ DDT và các chất clo hữu cơ sau khi đi vào môi trường sẽ tồn tại ở các dạng hợp chất liên kết trong môi trường, mà những chất mới thường có độc tính hơn hẳn, xâm nhập vào cây trồng và tích 5 luỹ ở quả, hạt, củ sau đó di truyền theo thực phẩm đi vào gây hại cho người, vật như ung thư, quái thai, đột biến gen  Tác động đến môi trường nước Hoá chất BVTV có thể trực tiếp đi vào nước do phun hoặc xử lý nước bề mặt với hoá chất BVTV để tiêu diệt một số sinh vật truyền bệnh cho người; thải bỏ hoá chất BVTV thừa sau khi phun; nước dùng để cọ rửa thiết bị phun được đổ vào sông, hồ, ao, ngòi; cây trồng được phun ngay ở bờ nước; rò rỉ hoặc đất được xử lý bị xói mòn.  Tác động đến môi trường không khí Ô nhiễm không khí do hoá chất BVTV chủ yếu do phun thuốc. Ngay trong quá trình phun thuốc, các hạt nhỏ bay hơi tạo thành những hạt mù lỏng có thể bay rất xa theo gió. Thông thường hoá chất BVTV loại tương đối ít bay hơi như DDT cũng bay hơi trong không khí rất nhanh khi ở vùng khí hậu nóng gây ô nhiễm không khí và rất nguy hiểm nếu hít phải hoá chất BVTV trong không khí.  Tác động của thuốc BVTV đến sức khỏe con người Ảnh hưởng của thuốc BVTV đối với trẻ em đang gây ra những lo ngại ngày càng tăng. Trẻ em có thể bị nhiễm BVTV vào cơ thể qua ăn uống, qua tiếp xúc với môi trường xung quanh, kể cả môi trường ở ngay trong gia đình mình. Hoạt động sinh lý của cơ thể trẻ em khác với người lớn: tốc độ trao đổi chất cao hơn, khả 6 năng khử độc và loại thải chất độc thấp hơn người lớn. Ngoài ra, do trọng lượng cơ thể thấp nên mức dư lượng thuốc BVTV trên một đơn vị thể trọng ở trẻ em cũng cao hơn so với người lớn. Trẻ em nhạy cảm thuốc trừ sâu cao hơn người lớn gấp 10 lần. Đặc biệt thuốc trừ sâu làm cho trẻ em thiếu oxy trong máu, suy dinh dưỡng, giảm chỉ số thông minh, chậm biết đọc, biết viết. 1.2. Đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội tỉnh Thái Nguyên 1.2.1. Đặc điểm tự nhiên a. Vị trí địa lý Thái Nguyên là một tỉnh nằm ở vùng Trung du miền núi Bắc Bộ, có diện tích tự nhiên 3.541,5 km 2 (tài liệu của Nhà xuất bản Bản đồ ghi là 3.541,1km 2 ), chiếm 1,08% diện tích và dân số là 1.155.500 người (2007), chiếm 1,335% dân số cả nước [17]. b. Đặc điểm khí hậu  Nhiệt độ không khí Nhiệt độ trung bình năm đạt khoảng 23.6 0 C trong đó nhiệt độ trung bình cao nhất đạt 28.9 0 C (thời gian tháng 6) và trung bình thấp nhất khoảng 17.0 0 C. Nhiệt độ cao nhất trong năm là 40.1 0 C.  Tốc độ gió Hướng gió thịnh hành tại Thái Nguyên là Đông Bắc (mùa lạnh) và Đông Nam (mùa nóng).  Độ ẩm không khí 7 Thái Nguyên là khu vực có độ ẩm khá cao, trung bình năm đạt tới 82% và độ ẩm trung bình lớn nhất 88% và thấp nhất đạt 77%.  Lượng mưa Với lượng mưa khá lớn, trung bình năm 1.800 – 2.500 mm, tổng lượng nước mưa tự nhiên của tỉnh Thái Nguyên dự tính lên tới 6,4 tỷ m 3 /năm. 1.2.2. Tình hình kinh tế - xã hội Tổng GDP của Tỉnh năm 2007 đạt 4.716,2 tỷ đồng tính theo giá so sánh năm 1994 (gần 9.868,7 tỷ theo giá hiện hành). GDP bình quân đầu người (theo giá hiện hành) của tỉnh đạt khoảng 8,67 triệu (khoảng 540USD vào năm 2007 và 600 USD vào năm 2008), cao hơn nhiều so với mức bình quân của vùng nhưng thấp hơn so với mức bình quân của cả nước. 1.2.3. Các vấn đề môi trường Hoạt động phát triển KT - XH của các ngành trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên với tốc độ ngày càng gia tăng sẽ gây tác động xấu đến môi trường, ảnh hưởng đến sức khoẻ người dân. Nước thải từ các khu dân cư, khách sạn, nước thải các cơ sở sản xuất công nghiệp, nông nghiệp - thuỷ sản, chất thải y tế từ các cơ sở khám chữa bệnh đã và sẽ gây ô nhiễm nước mặt, nước ngầm, phát tán bệnh dịch và tác hại đến hệ sinh thái nước. 8 Khí thải từ các cơ sở sản xuất công nghiệp và khai thác khoáng sản đang và sẽ gây ảnh hưởng đến sức khoẻ người lao động và gây ô nhiễm không khí xung quanh. Chất thải rắn nhiễm các chất độc hại như hoá chất, dầu mỡ từ các cơ sở sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, hoạt động giao thông thuỷ là nguồn gây ô nhiễm nước mặt, nước ngầm, đất đai nếu không được xử lý triệt để. 1.3. Tình hình quản lý và sử dụng hoá chất hoá chất BVTV trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên 1.3.1. Khối lượng hoá chất BVTV được kinh doanh sử dụng hàng năm  Khối lượng thuốc BVTV sử dụng trước năm 1985: - Nguồn thuốc được nhận từ Trung ương, sau đó tỉnh tiếp tục phân phối tới các huyện và các xã. Lúc này, do nông dân chưa biết dùng nên nhu cầu sử dụng thuốc BVTV chưa cao. - Cả tỉnh được phân phối khoảng 12 tấn thuốc/năm. Trong đó có khoảng 20% thuốc nước, còn lại là thuốc bột. Các loại thuốc nước như Metaphos 40,50EC; Wophatox 50EC; Bassa 50EC….Các loại thuốc bột như: DDT, 666, BHC, Dipterex, 2,4D.  Khối lượng thuốc BVTV sử dụng từ năm 1986-1992: - Ngoài nguồn thuốc được phân phối, một số đơn vị đã bắt đầu giao dịch với các tỉnh ngoài để kinh doanh thuốc BVTV như công ty Cây trồng thành phố Thái Nguyên, chi cục Bảo vệ thực vật Thái 9 Nguyên. Thuốc được phân phối cho các hợp tác xã (với nguồn thuốc phân phối bao cấp từ trên) và được bán tự do (với nguồn thuốc đơn vị tự kinh doanh). - Số lượng thuốc sử dụng tăng lên hàng năm. Năm 1990 số lượng thuốc được sử dụng khoảng 100 tấn/năm trong đó có 40% là thuốc nước (đa số thuộc gốc lân hữu cơ), còn lại là thuốc bột (đa số là gốc clo hữu cơ).  Khối lượng thuốc BVTV sử dụng từ năm 1993 đến nay: - Không còn nguồn thuốc phân phối bao cấp. Các tổ chức, cá nhân, đơn vị kinh doanh thuốc BVTV tự mua bán phân phối các loại thuốc BVTV (căn cứ tình hình sâu bệnh, nhu cầu thị trường và các qui định của nhà nước). - Số lượng, chủng loại thuốc sử dụng tăng lên hàng năm. Không chỉ thuốc trừ sâu, thuốc trừ bệnh mà còn thuốc trừ cỏ, thuốc trừ chuột, thuốc điều hoà sinh trưởng cây trồng. 1.3.2. Tình trạng các khu vực kho lưu giữ tại tỉnh Thái nguyên  Tình trạng các khu vực kho lưu giữ trước năm 1985 - Đa số thuốc được phân phối từ tổng kho về tỉnh và lưu giữ tại kho Phúc Trìu, xã Phúc Trìu, thành phố Thái Nguyên. - Các huyện lĩnh từ kho tỉnh về phân phối cho các xã. Số lượng thuốc không nhiều và hầu như cả huyện và xã đều chưa có nơi chuyên để lưu chứa thuốc BVTV. Sự hiểu biết về độc hại của thuốc BVTV của đa số cán bộ và nông dân còn rất thấp. Việc mua 10 bán thuốc BVTV thực hiện rất thô sơ thủ công như mua bán thực phẩm.  Tình trạng các khu vực kho lưu giữ từ năm 1986 đến năm 2002: Kho thuốc các huyện (do trạm vật tư Huyện quản lý), kho chi cục BVTV (do chi cục BVTV quản lý) được xây dựng. Ở các xã đều có nơi chuyên để thuốc BVTV do hợp tác xã nông nghiệp quản lý, nhà để thuốc có cửa khoá có thủ kho.  Tình trạng các khu vực kho lưu giữ từ năm 2003 đến nay Các kho thuốc cấp huyện, cấp xã cũ được chuyển đổi dần mục đích sử dụng; có nơi được chuyển thành thổ cư, có nơi chuyển thành trường học, nhà mẫu giáo, trung tâm dạy nghề…Hiện nay chỉ có các công ty Cổ phần vật tư BVTV, Công ty trách nhiệm hữu hạn một thành viên Bảo vệ thực vật và 1số các đại lý cấp I có kho lưu chứa thuốc. CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu - Đất tại 3 khu vực (thuộc địa bàn 02 huyện và 01 thành phố) có kho chứa hóa chất BVTV trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên. - Nước ngầm tại các khu vực lân cận kho chứa. 2.2. Nội dung nghiên cứu [...]... 14 13 Sở Tài nguyên và Môi trường Thái Nguyên (2009), Điều tra đánh giá tình trạng ô nhiễm môi trường tại các khu vực tồn lưu hoá chất bảo vệ thực vật trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên; 14 Sở Tài nguyên và Môi trường Thái Nguyên (2009), Dự án xử lý triệt để ô nhiễm hoá chất bảo vệ thực vật tại xã Phúc Trìu Thái Nguyên 15 Sở Tài nguyên và Môi trường Thái Nguyên (2006), Báo cáo sơ bộ khoanh vùng các khu ô... nhiễm hoá chất bảo vệ thực vật Di dời các trường học nằm trên các kho hoá chất bảo vệ thực vật trước đây Chuyển đổi cơ cấu cây trồng trên các diện tích canh tác bị ô nhiễm hoá chất bảo vệ thực vật - Ứng dụng các công nghệ, các nghiên cứu về xử lý ô nhiễm hoá chất bảo vệ thực vật cho các điểm ô nhiễm trên địa bàn Thái Nguyên: Lập dự án xử lý các điểm ô nhiễm Ưu tiên các điểm xử lý tiếp theo có mức độ ô nhiễm... 3.2 Đánh giá hiện trạng tồn lƣu các hợp chất cơ clo trong môi trƣờng đất tại một số kho chứa hoá chất BVTV trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên 3.1.1 Đánh giá hiện trạng tồn lưu các hợp chất cơ clo trong môi trường đất tại Trạm vật tư nông nghiệp huyện Đồng Hỷ cũ 17 Bảng: Kết quả phân tích dư lượng thuốc BVTV trong môi trường đất tại Trạm vật tư nông nghiệp huyện Đồng Hỷ cũ (mg/kg đất) Chỉ tiêu phân tích... qua chuỗi thức ăn, qua sữa mẹ của các hoá chất bảo vệ thực vật, sự ô nhiễm bởi loại hoá chất này trở thành một vấn đề đang thu hút mạnh mẽ sự quan tâm của các tổ chức bảo vệ môi trường, các nhà khoa học về sinh thái và sức kho con người 2 Kết quả phân tích mẫu đất và nước các khu vực nghiên cứu ô nhiễm hoá chất BVTV trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên đều có dư lượng hoạt chất DDT, DDE và Lindan rất cao,... chính quyền các cấp về kiểm soát ô nhiễm do hoá chất bảo vệ thực vật - Tổ chức các lớp tập huấn cho người dân về cách nhận biết khu vực ô nhiễm, các phương pháp phòng tránh phơi nhiễm hoá chất bảo vệ thực vật, các biện pháp sơ cứu tự bảo vệ bản thân khi nhiễm hoá chất BVTV - Khoanh vùng ô nhiễm hoá chất bảo vệ thực vật, cách ly người dân khỏi các khu vực ô nhiễm: Di dời các hộ gia đình khỏi khu vực ô nhiễm... với các địa phương nhằm xác định các điểm ô nhiễm do hóa chất BVTV trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên; - Lấy mẫu đất và nước, phân tích các chỉ tiêu hóa chất BVTV gốc clo (Aldrin, DDT, DDE, Lindan), khoanh vùng, đánh giá phạm vi ô nhiễm, mức độ ô nhiễm tại các điểm đã phát hiện; - Đề xuất giải pháp nhằm xử lý ô nhiễm hoá chất BVTV tại khu vực có mức độ tồn lưu cao nhất 2.3 Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu. .. chuẩn hiện hành về dư lượng hóa chất BVTV trong đất và nước rất nhiều lần 3 Khu vực xã Phúc Trìu, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên là khu vực ô nhiễm hoá chất BVTV mang tính tiêu biểu, công nghệ hóa học xử lý và cách ly triệt để tại chỗ kết hợp xử lý bằng công nghệ sinh học và thực vật học tái tạo sinh thái khu vực ô nhiễm được lựa chọn để xử lý tồn lưu hóa chất BVTV tại khu vực này Kiến nghị:... Tuy nhiên, hàm lượng các hoạt chất trên đều giảm dần theo kho ng cách với kho cũ và giảm dần theo độ sâu 3.1.3 Đánh giá hiện trạng tồn lưu các hợp chất cơ clo trong môi trường đất tại Khu trung chuyển của Trạm vật tư nông nghiệp huyện Định Hoá cũ Bảng: Kết quả phân tích dư lượng thuốc BVTV trong môi trường đất tại Khu trung chuyển của Trạm vật tư nông nghiệp huyện Định Hoá (mg/kg đất) STT 1 2 Chỉ tiêu... 38 491 E 15 CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đặc điểm hiện trạng một số khu vực kho chứa hoá chất BVTV trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên 3.1.1 Đặc điểm hiện trạng Trạm vật tư nông nghiệp huyện Đồng Hỷ cũ Địa chỉ: xóm Na Long, xã Hoá Trung, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên Kho hóa chất BVTV tại xóm Na Long, xã Hoá Trung, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên bắt đầu hoạt động từ năm 1980 và đóng cửa... Tổng cục Môi trường (2011), “Triển khai thực hiện Kế hoạch xử lý, phòng ngừa ô nhiễm môi trường do hóa chất bảo vệ thực vật tồn lưu trên phạm vi cả nước giai đoạn 2010 - 2015”, Tạp chí Môi trường, (5), 17-18 3 TS, Phạm Ngọc Cảnh – Viện Hóa học, Môi trường quân sự Bộ Quốc Phòng (2011), “Kinh nghiệm khắc phục hậu quả chất độc tồn lưu và xử lý thuốc bảo vệ thực vật của Bộ Quốc Phòng”, Tạp chí Môi trường, . 1 Nghiên cứu mức độ tồn dư các hợp chất cơ clo trong môi trường đất ở một số khu vực kho chứa hóa chất bảo vệ thực vật trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên. đất ở một số khu vực kho chứa hóa chất bảo vệ thực vật trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên với mục đích phát hiện và khoanh vùng, đánh giá mức độ ô nhiễm các