ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Chu Tuấn Linh ĐIỀU TRA, ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM VÀ ĐỀ XUẤT PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT DDT TẠI XÃ ĐỊNH TRUNG, THÀNH PHỐ VĨNH YÊN, TỈNH VĨNH PHÚC Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trƣờng Mã số: 60520320 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Thị Hà PGS.TS Đinh Ngọc Tấn HÀ NỘI - 2016 LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Thị Hà PGS.TS Đinh Ngọc Tấn tận tình hƣớng dẫn giúp đỡ suốt thời gian thực hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn cán lãnh đạo, huy Viện Hóa học Mơi trƣờng Qn sự/Bộ Tƣ Lệnh Hóa học giúp đỡ, tạo điều kiện cho học tập nghiên cứu Bên cạnh đó, tơi xin chân thành cảm ơn quan tâm sâu sắc tập thể Trạm Quan trắc Miền Bắc Phịng Hóa học, Viện Hóa học Mơi trƣờng Qn tạo điều kiện, thời gian làm công tác thực thí nghiệm hồn thành luận văn Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể thầy, cô Bộ môn Công nghệ Môi trƣờng, Khoa Môi trƣờng, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội tận tình truyền đạt, trao đổi kiến thức cho em suốt trình học tập trƣờng Em xin cảm ơn tới Dự án “ Xử lý đất nhiễm hóa chất thuốc bảo vệ thực vật tồn lƣu Lữ đoàn 204 – Binh chủng Pháo binh” cho phép em sử dụng số liệu để sử dụng luận văn Cuối cùng, tơi xin cảm ơn gia đình, bạn bè động viên, cổ vũ giúp đỡ tơi suốt q trình học tập Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Chu Tuấn Linh MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .6 DANH MỤC BẢNG .7 DANH MỤC HÌNH .8 MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN 11 1.1 Hiện trạng ô nhiễm DDT môi trƣờng Việt Nam 11 1.2 Hiện trạng ô nhiễm DDT khu vực nghiên cứu theo kết điều tra trƣớc 13 1.3 Giới thiệu chung DDT 15 1.2.1.Tính chất vật lý 15 1.2.2 Tính chất hóa học 16 1.2.3 Tác dụng sinh học DDT: 18 1.4 Tổng quan phƣơng pháp xử lý thuốc BVTV đất .20 1.4.1 Phương pháp cô lập đất nhiễm thuốc BVTV kết hợp với phân hủy hóa học 20 1.4.2 Phương pháp lập lâu dài 21 1.4.3 Phương pháp vật lý .21 1.4.4 Phương pháp đốt có xúc tác Error! Bookmark not defined 1.4.5 Phương pháp phân hủy sinh học Error! Bookmark not defined 1.4.6 Phương pháp xử lý DDT sử dụng hệ ơxi hóa Fe-TAML/H2O2Error! Bookmark not defined CHƢƠNG ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUError! Bookmark not defined 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.2 Dụng cụ, thiết bị hóa chất .Error! Bookmark not defined 2.2.1 Dụng cụ thiết bị Error! Bookmark not defined 2.2.2 Hóa chất Error! Bookmark not defined 2.3 Phƣơng pháp điều tra khảo sát thực địa Error! Bookmark not defined 2.3.1 Khảo sát trạng môi trường Error! Bookmark not defined 2.4 Các phƣơng pháp phân tích Error! Bookmark not defined 2.5 Phƣơng pháp xử lý số liệu tổng hợp viết báo cáoError! Bookmark not defined 2.6 Các phƣơng pháp nghiên cứu xử lý DDT đất nhiễmError! Bookmark not defined 2.6.1 Đồng mẫu Error! Bookmark not defined 2.6.2 Thực nghiệm phương pháp xử lý DDT cách sử dụng hệ ơxi hóa FeTAML/H2O2 .Error! Bookmark not defined 2.6.3 Phương pháp phân tích DDT Error! Bookmark not defined CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Error! Bookmark not defined 3.1 Một số tính chất mẫu đất nghiên cứu Error! Bookmark not defined 3.2 Kết điều tra, đánh giá trạng ô nhiễm DDT khu vực nghiên cứuError! Bookmark not defined 3.2.1 Kết trạng ô nhiễm DDT môi trường nước khu vực nghiên cứu Error! Bookmark not defined 3.2.2 Kết trạng ô nhiễm DDT môi trường bùn, đất khu vực nghiên cứu Error! Bookmark not defined 3.2.3 Phân vùng ô nhiễm DDT Error! Bookmark not defined 3.3 Kết nghiên cứu khả phân hủy DDT hệ ơxi hóa Fe-TAML/H2O2 phịng thí nghiệm Error! Bookmark not defined 3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ H2O2 đến phân hủy DDT Error! Bookmark not defined 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ Fe-TAML đến phân hủy DDTError! Bookmark not defined 3.4 Đề xuất quy trình xử lý nguồn nhiễm DDT phƣơng pháp cô lập sử dụng hệ phản ứng Fe-TAML/H2O2 tuần hoàn nhiều lần Error! Bookmark not defined 3.4.1 Nội dung quy trình xử lý đất nhiễm DDT .Error! Bookmark not defined 3.4.2 Đề xuất trình thi công xử lý khu vực ô nhiễm DDTError! Bookmark not defined 3.4.3 Yêu cầu hố chôn lấp cô lập hố xử lý đất nhiễmError! Bookmark not defined KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO .22 PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BVTV Bảo vệ thực vật DDT Diclo Diphenyl Tricloetan POPs Các chất nhiễm hữu khó phân hủy TAML Tetra Amido Mecrocyclic Ligand QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Kết phân tích mẫu khu vực nhiễm xã Định Trung (năm 2012) .13 Bảng 1.2: Liều lƣợng trung bình gây chết DDT số loài động vật18 Bảng 1.3: Dƣ lƣợng DDT lƣơng thực, thực phẩm .19 Bảng 2.1 Đặc tính hóa lý dung mơi thƣờng đƣợc sử dụng để chiết DDT đất .Error! Bookmark not defined Bảng 2.2 Danh mục thời gian lƣu hỗn hợp chất chuẩn clo Error! Bookmark not defined Bảng 2.3 Sự phụ thuộc nồng độ số đếm diện tích píc trung bình DDT .Error! Bookmark not defined Bảng 3.1 Kết phân tích thơng số hàm lƣợng chất ô nhiễm mẫu đất nhiễm nặng Error! Bookmark not defined Bảng 3.2 Thống kê hàm lƣợng DDT đất, bùn, nƣớcError! Bookmark not defined Bảng 3.3 Thống kê hàm lƣợng DDT môi trƣờng bùn đấtError! Bookmark not defined Bảng 3.4 Thống kê hàm lƣợng DDT điểm nhiễm mức cao Error! Bookmark not defined Bảng 3.5 Thống kê hàm lƣợng DDT điểm nhiễm mức thấp Error! Bookmark not defined Bảng 3.6 Tổng hợp khối lƣợng đất nhiễm cần xử lý theo nồng độ DDT Error! Bookmark not defined Bảng 3.7 Ảnh hƣởng nồng độ H2O2 đến hiệu phân hủy DDT hệ phản ứng Fe-TAML/H2O2 Error! Bookmark not defined Bảng 3.8 Ảnh hƣởng nồng độ Fe-TAML đến hiệu suất phân hủy DDTError! Bookmark not defined Bảng 3.9 Ảnh hƣởng độ pH đến hiệu suất phân hủy DDT hệ FeTAML/H2O2 Error! Bookmark not defined Bảng 3.10 Tổng hợp khối lƣợng đất hóa chất xử lýError! Bookmark not defined Bảng 3.11 : Các lớp kết cấu hố thông số kỹ thuật hố xử lýError! not defined Bookmark DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ mặt khu vực nghiên cứu 15 Hình 1.2 Cấu tạo phức Fe -TAML Error! Bookmark not defined Hình 2.1: Sơ đồ mạng lấy mẫu đất Error! Bookmark not defined Hình 2.2 Hệ thống thiết bị thực nghiệm xử lý mẫuError! Bookmark not defined Hình 2.3 Sơ đồ chuẩn bị mẫu phân tích Error! Bookmark not defined Hình 2.4 Sắc đồ hỗn hợp chất chuẩn cloError! Bookmark not defined Hình 2.5 Đƣờng ngoại chuẩn DDT Error! Bookmark not defined Hình 3.1 Sơ đồ phân vùng nhiễm đất – bùnError! Bookmark not defined Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn hiệu suất phân hủy DDT điều kiện tỷ lệ nồng độ H2O2/Fe-TAML khác Error! Bookmark not defined Hình 3.3 Ảnh hƣởng nồng độ Fe-TAML đến hiệu suất phân hủy DDT Error! Bookmark not defined Hình 3.4 Ảnh hƣởng pH đến hiệu suất phân hủy DDT hệ tác nhân FeTAML/H2O2 .Error! Bookmark not defined Hình 3.5 Sơ đồ quy trình xử lý đất nhiễm Error! Bookmark not defined Hình 3.6 Sơ đồ cơng nghệ hố xử lý đất nhiễmError! Bookmark not defined CHƢƠNG TỔNG QUAN I 1.1 Hiện trạng ô nhiễm DDT môi trƣờng Việt Nam Ở Việt Nam,thuốc BVTV bắt đầu đƣợc sử dụng vào năm cuối thập kỷ 50 Thế kỷ XX Ở thời kỳ có số loại thuốc nhƣ DDT, parathion - metyl, polyclorcamphen Việc sử dụng thuốc BVTV Việt Nam thời kỳ đầu chƣa bộc lộ vấn đề liên quan đến môi trƣờng Chủng loại, số lƣợng đƣợc sử dụng chƣa nhiều, chƣa phổ biến Mặt khác, thời kỳ thời kỳ mà sản xuất nông nghiệp theo phƣơng thức hợp tác xã Mọi vật tƣ phục vụ cho sản xuất có thuốc BVTV đƣợc cung ứng theo chế phân phối đến tổ, đội sản xuất Hình thức đƣợc thực tới năm 80 kỷ này, hình thức "khốn 10" đƣợc áp dụng [11] Thời kỳ thuốc BVTV đƣợc quản lý tập trung, không phân tán cho hộ nông dân, việc sử dụng tập thể (ban lãnh đạo xã) định tổ chức, nên tình trạng lạm dụng thuốc khơng xảy Nguy gây ô nhiễm môi trƣờng sử dụng, bảo quản, lƣu thông phân phối không xuất hiện, phần lớn loại thuốc BVTV đƣợc sử dụng thời kỳ thuộc hệ cũ, có khả tồn lƣu lâu mơi trƣờng Do vai trị khơng thể thiếu nơng nghiệp mà thập kỷ qua, nhờ tiến khoa học kỹ thuật hóa chất DDT đƣợc sản xuất sử dụng ngày rộng rãi với mức độ tăng cƣờng nhằm mục đích tăng suất trồng sản lƣợng lƣơng thực thực phẩm nói chung Mặt trái hóa chất DDT lại có tác động bất lợi, gây huỷ hoại tổn thƣơng nhiều giống lồi động vật, thực vật hữu ích chuỗi lƣơng thực, thực phẩm nhƣ loại côn trùng tác nhân thụ phấn cho trồng Lƣợng thuốc trừ sâu, diệt cỏ dƣ thừa tồn lƣu đất, nƣớc, khơng khí hấp thụ tự nhiên vào nơng sản, ảnh hƣởng nguy hiểm tới sức khỏe môi trƣờng Hiện nay, có quy định chặt chẽ pháp luật phủ song số lƣợng chủng loại thuốc BVTV đƣợc nhập hợp pháp bất hợp pháp đƣợc sang chai, đóng gói dán nhãn với nhiều tên, nhãn hiệu khác khó kiểm sốt Nhiều loại thuốc BVTV nguy hiểm bị cấm hạn chế sử dụng thuộc nhóm POP nhƣ Monitor, DDT, … có lúc, có nơi cịn đƣợc lƣu hành gây rủi ro để lại hậu di chứng đáng tiếc Đồng thời việc làm thiếu ý thức đóng gói, sang chai bảo quản thuốc bảo vệ thực vật không hợp lý, vứt bỏ chai lọ, bao bì, cọ rửa dụng cụ làm việc bán lại nhƣ đồ đồng nát dẫn tới ô nhiễm nƣớc mặt thuỷ vực, thuỷ lộ, nƣớc ngầm đất trồng, tác hại tới sức khỏe môi trƣờng Đối với nƣớc ta vấn đề ô nhiễm môi trƣờng liên quan đến hoá chất BVTV đƣợc quan quản lý nhà nƣớc đặc biệt quan tâm Tại Nghệ An, Thanh Hóa có lƣợng tồn lƣu mức nhiễm hố chất BVTV (POPs) đất lớn với số lƣợng hàng chục nghìn m3 Trên thực tế, số lớn nhiều Theo Cục Bảo vệ thực vật - Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn tại, phần lớn kho chứa hố chất BVTV nằm vùng nơng thơn, miền núi, vùng sâu, vùng xa Khơng kho nằm xen kẽ khu dân cƣ nhƣ kho thuốc làng Ải (Tuyên Quang), kho Giao Tiến- Giao Thủy (Nam Định), Theo Sở Tài nguyên Môi trƣờng tỉnh Hà Tĩnh, số điểm tồn lƣu thuốc BVTV, lƣợng nhỏ đƣợc đảm bảo an toàn cho mơi trƣờng cộng đồng, cịn lại chủ yếu kho cũ hỏng bốc mùi nồng nặc, chí có nơi nhiễm vào đất, nguồn nƣớc khu dân cƣ số khu vực nhƣ Vĩnh Lộc (Can Lộc), Thạch Lƣu (Thạch Hà) chủ yếu hoá chất BVTV clo hữu (thuốc trừ sâu DDT hexacloran), thuốc BVTV dạng hữu photpho (metyl parathion) [8] Chỉ năm 2009 có khoảng 5000 ngƣời bị nhiễm độc thuốc BVTV, 138 ngƣời tử vong, chƣa kể số ngƣời bị mắc bệnh ung thƣ, bệnh lao phổi, bệnh đƣờng hô hấp, hàng năm không ngừng tăng lên nhiễm độc hoá chất BVTV tồn dƣ Bên cạnh đó, việc tiếp xúc lâu liên tục với môi trƣờng độc hại nguyên nhân dẫn đến số ngƣời mắc chứng bệnh nhiễm độc tăng cao Theo Quyết định số 1946/QĐ-TTg Thủ tƣớng Chính phủ việc xử lý triệt để phịng ngừa nhiễm mơi trƣờng thuốc BVTV tồn lƣu phạm vi nƣớc và Quyết định số 64/2003/QĐ-TTg Thủ tƣớng Chính phủ việc phê duyệt “Kế hoạch xử lý triệt để sở gây nhiễm mơi trƣờng nghiêm trọng” từ năm 2010 đến năm 2015, tập trung xử lý, cải tạo phục hồi môi trƣờng 240 điểm tồn lƣu gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng đặc biệt nghiêm trọng Từ năm 2016-2025, tiếp tục điều tra, xử lý, cải tạo phục hồi môi trƣờng 95 điểm tồn lƣu lại II 1.2 Hiện trạng ô nhiễm DDT khu vực nghiên cứu theo kết điều tra trƣớc Khu vực ô nhiễm xã Định Trung nằm địa điểm mà trƣớc khu vực kho thuốc trừ sâu, kho hoá chất Trong thời gian chiến tranh chống Mỹ, khu vực kho bị bom Mỹ đánh phá, hóa chất, thuốc BVTV tồn lƣu phát tán mơi trƣờng xung quanh gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng, gây ảnh hƣởng xấu đến đời sống hoạt động ngƣời dân Tại số vị trí trời mƣa trời nắng lên, thấy mùi hố chất BVTV bốc lên khó chịu, làm ảnh hƣởng tới sức khoẻ ngƣời dân trình sinh hoạt Năm 2012, khu vực nhiễm thuốc BVTV xã Định Trung đƣợc tiến hành khảo sát lấy mẫu phân tích, kết phân tích xác định đƣợc khuôn viên khu vực nghiên cứu cịn tồn lƣu điểm nhiễm với dƣ lƣợng thuốc BVTV (chủ yếu DDT, chiếm 80% ) đất cao giới hạn cho phép theo QCVN 15:2008/BTNMT nhiều lần, điểm ô nhiễm tập trung khu vực cạnh bãi đất trƣớc kho chứa thuốc BVTV số điểm lân cận Đây điểm tồn lƣu thuốc BVTV có khả tiềm ẩn nguy gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng Bảng 1.1 Kết phân tích mẫu khu vực nhiễm xã Định Trung (năm 2012) Tên TT hoạt chất (công thức Kết phân tích Đơn vị M1 M2 M3 M4 QCVN 15: M5 2008/BTNMT hóa học) DDT (C14H9Cl5) mg/kg 11.650,2 9.134,6 8.347,8 5870,6 M6 DDT (C14H9Cl5) M7 mg/kg 10.112,5 1.114,7 467,8 M8 M9 M10 4,90 13,7 11,6 0,01 0,01 Nguồn: [3] Số liệu kết phân tích bảng cho thấy điểm nhiễm cao 11.650,2 mg/kg So sánh với tiêu chuẩn cho phép QCVN 15:2008/BTNMT 0,01 mg/kg mẫu có hàm lƣợng vƣợt tiêu chuẩn cho phép 1.165.002 lần điểm nhiễm thấp 4,90 mg/kg mẫu có hàm lƣợng vƣợt tiêu chuẩn cho phép 490 lần Trên sở khảo sát, kết phân tích, cần phải xây dựng phƣơng án để thu gom xử lý triệt để đất nhiễm Trong chƣa tiến hành giải pháp xử lý, cần thiết khoanh vùng khu nhiễm đƣợc phát nhằm hạn chế khả phơi nhiễm ngƣời dân Hình 1.1 Sơ đồ mặt khu vực nghiên cứu III 1.3 Giới thiệu chung DDT DDT [ 1,1,1-trichloro-2,2-bis-(p-chlorophenyl)ethane] đƣợc tổng hợp vào năm 1874, nhƣng đến 1930, Bác sĩ Paul Muller (Thụy Sĩ ) xác nhận DDT hóa chất hữu hiệu việc trừ sâu rầy từ DDT đƣợc xem nhƣ thần dƣợc khơng biết có ảnh hƣởng nguy hại đến ngƣời Khám phá mang lại cho ông giải Nobel y khoa năm 1948 DDT đƣợc sử dụng rộng rãi khắp giới cho việc khử trùng kiểm soát mầm mống gây bệnh sốt rét Nhƣng hai thập niên sau đó, số chuyên gia giới khám phá tác hại DDT môi trƣờng sức khỏe ngƣời [3] I 1.2.1.Tính chất vật lý DDT chất bột vơ định hình màu trắng, có mùi thơm Nhiệt độ nóng chảy: 108,5-1090C Nhiệt hóa hơi: 185-1870C Pa Khối lượng riêng: 1,55 g/cm3 Khối lượng phân tử: M = 345,5 đvC Độ tan: 0,31.10-2 – 0,34.10-2 mg/l 250C DDT tan nƣớc nhƣng tan tốt dung môi hữu nhƣ: etanol, etylene, aceton, hydrocacbon thơm, dẫn xuất halagen, xeton, este, axit cacboxylic Tan dung môi hydrocacbon mạch thẳng mạch vịng no II 1.2.2 Tính chất hóa học Cơng thức phân tử: C14H9Cl5 Công thức cấu tạo sau: Cl Cl C Cl C Cl Cl H DDT tổng hợp dạng p,p’-DDT (4,4-DDT) chiếm 85%; o,p’-DDT (2,4DDT) chiếm 15%, o,o’-DDT (2,2-DDT) lƣợng vết [7] Tất chất chất bột vơ định hình, song có p,p’-DDT có tác dụng diệt trừ sâu bệnh H H Cl Cl C Cl C Cl Cl Cl C Cl Cl C Cl Cl o,p’-DDT p,p’-DDT DDT chứa DDE (1,1-dichloro-2,2-bis(p-chlorophenyl)etylen) DDD (1,1-dichloro-2,2-bis(p-chlorophenyl)etan) chất nhiễm bẩn trình sản xuất DDE DDD chất có hoạt tinh sinh học cao, DDD đƣợc sử dụng để diệt trừ sâu hại, nhƣng hiệu nhiều so với DDT Danh pháp: Tên hóa học: Dichloro-Diphenyl-Trichloroetan hay 1,1,1-trichloro-2,2-bis(pchlorophenyl)etan Tên thƣơng mại: Intox, Esxit, Diclophan, Neocid Tên thƣờng gọi: DDT - DDT cháy khơng khí sinh khí cay mắt độc - DDT tác dụng với chất ơxi hóa mạnh chất kiềm, đặc biệt bị khử mạnh Fe - DDT bền dƣới tác dụng nhiệt độ, trì 1000C vài DDT không bị phân hủy - DDT tác dụng tiếp xúc vị độc, thuộc nhóm độc II, LD50 per os: 113-118 mg/kg, LD50 dermal: 2150 mg/kg - Trong môi trƣờng, điều kiện thƣờng, DDT bền vững, tồn đất từ 1215 năm bị phân hủy thành DDD, DDE Tốc độ phân hủy chịu ảnh hƣởng nhiều nhiệt độ Nhiệt độ cao tốc độ phân hủy nhanh Sự phân hủy DDT đất mơ tả theo sơ đồ sau: R R CH C CCl2 R R R CH CCl3 R (DDT) R CH CHCl2 R Điều chế Trong công nghiệp DDT đƣợc điều chế theo phản ứng sau[11]: COOH Cl Cl Cl Cl C + Cl3CCHO C H+ Cl C Cl + H2O H III 1.2.3 Tác dụng sinh học DDT: DDT đƣợc dùng để diệt sâu bơng, đậu, lúa DDT có khả trì hoạt tính sinh học vài tháng Ngồi cịn có tác dụng diệt bọ gậy, muỗi Tuy nhiên, thực tế khơng có tác dụng với ve châu chấu Loại hợp chất bền thể sống, môi trƣờng sản phẩm động thực vật DDT tác động vào hệ thần kinh trùng Điều đáng nói hệ thần kinh côn trùng động vật có vú giống nhau, khiến cho ngƣời dễ bị tác động chất hố học có nguy gây chết ngƣời DDT tác động chủ yếu vào tế bào thần kinh riêng lẻ can thiệp vào trình truyền tin theo suốt chiều dài hệ thần kinh HCBVTV clo hữu thƣờng có khả chống lại thối hố, chúng tồn lâu dài mơi trƣờng DDT hợp chất hữu khó phân hủy, tích lũy thể sinh vật qua chuỗi thức ăn, chúng thâm nhập vào thể loại chim theo hệ thống nƣớc, thực vật phù du, động vật phù du, tơm cá nhỏ… Vì thế, thấy tác động nguy hại chúng mắt xích cao chuỗi thức ăn, nhƣ lồi chim săn mồi hay ngƣời DDT có tính độc hại với nhiều động vật liều lƣợng trung bình gây chết lồi động vật đƣợc nêu bảng 1.1 dƣới : Bảng 1.2: Liều lƣợng trung bình gây chết DDT số lồi động vật Lồi Chuột Chó Lợn Liều lƣợng trung bình gây chết (mg/kg) 150 – 250 150 – 300 300 – 500 Thỏ Khỉ Bò Cừu Dê Con ngƣời 300 – 500 > 200 > 300 1000 1000 Khoảng 500 Nguồn:[15] Con ngƣời tiếp nhiễm DDT theo nhiều cách khác nhau: trực tiếp gián tiếp Về trực tiếp, thời gian phun xịt thuốc, ngƣời bị nhiễm qua phổi qua da Về gián tiếp, ngƣời ăn thực phẩm nhƣ ngũ cốc, rau đậu…đã bị nhiễm DDT, nhƣ tôm cá sống vùng bị ô nhiễm, DDT vào thể qua đƣờng tiêu hóa, hấp thụ nhanh qua thành ruột vào máu, tích lũy theo thời gian mô gan, mô mỡ số tế bào khác Sau thời gian bị nhiễm, thể có biểu tổn thƣơng mãn tính, suy thối chức hệ thần kinh trung ƣơng, chứng viêm da chứng co giật Nhiễm DDT có ảnh hƣởng khơng tốt tới phát triển bào thai, gây rối loạn cho trình phân bào tƣợng quái thai Đặc biệt, DDT đƣợc biết đến tác nhân gây ung thƣ, làm rối loạn hệ thống nội tiết, rối loạn hệ enzim Các phận thể ngƣời nhƣ gan, mỡ… tích trữ lƣợng DDT nhiều lƣợng làm chết ngƣời đến lần (LD50 300-500 mg/kg) [1] Do đó, dùng DDT với liều lƣợng thấp dài ngày gây ngộ độc tử vong Liều lƣợng gần với dƣ lƣợng DDT lại lƣơng thực, thực phẩm đƣợc phun DDT 5,5%, điều đƣợc thể bảng 1.2 Bảng 1.3: Dƣ lƣợng DDT lƣơng thực, thực phẩm Thực phẩm có phun DDT 5,5% Dƣ lƣợng DDT (mg/kg) Táo 0,5 – Rau xanh – 14,8 Ngũ cốc 0,7 – 0.8 Su hào, cải bắp, cà chua, khoai tây, hành 3,6 Nguồn : [15] Do tính độc hại sức khỏe ngƣời bền vững môi trƣờng, nên từ năm 1974 DDT bị cấm sử dụng sản xuất nhiều nƣớc giới, nhƣng hàng năm có số lƣợng lớn DDT đƣợc sử dụng phát thải vào môi trƣờng nƣớc phát triển DDT có khả chống muỗi sốt rét hiệu chi phí tƣơng đối thấp Vì hậu DDT gây ngƣời môi trƣờng dai dẳng nhiều vấn đề phức tạp mà ngƣời cần giải 1.4 Tổng quan phƣơng pháp xử lý thuốc BVTV đất IV IV 1.4.1 Phƣơng pháp cô lập đất nhiễm thuốc BVTV kết hợp với phân hủy hóa học Phƣơng pháp phù hợp áp dụng khu vực ô nhiễm trung bình phạm vi lớn chƣa có phƣơng án xử lý triệt để [11] Bản chất phƣơng pháp sử dụng loại vật liệu có độ chống thấm cao, bền với tác động môi trƣờng khu vực để ngăn chặn lan tỏa chất gây ô nhiễm môi trƣờng xung quanh (vật liệu hấp phụ bentonite) đồng thời bổ sung hóa chất thích hợp để phân hủy hố chất BVTV đất nhiễm cách ly Tác nhân hóa học sử dụng để phân hủy hố chất BVTV nhóm clo hữu bazơ hữu mà cụ thể hỗn hợp alcolat MEA EEG Bằng phản ứng hóa học, hóa chất xử lý thay nguyên tử clo phân tử hố chất BVTV để tạo chất độc hơn, bền vững dễ phân hủy hố chơn lấp Đối với loại hố chất BVTV họ lân hữu cơ, carbamat thuốc diệt chuột, hóa chất xử lý bazơ vơ để phân hủy dựa chế thủy phân - Ƣu điểm: Nâng cao tính an tồn khu đất nhiễm, rút ngắn thời gian theo dõi kiểm sốt, sớm giải phóng khu đất nhiễm để sử dụng vào mục đích khác Trong cơng nghệ này, phản ứng hóa học q trình phân hủy hố chất BVTV xảy điều kiện kín hồn tồn nên mùi thuốc BVTV khơng phát tán mơi trƣờng khơng khí xung quanh, đồng thời, nƣớc rị rỉ chứa chất nhiễm khơng thẩm thấu, lan tỏa vào lớp đất sâu hay tầng chứa nƣớc ngầm - Nhƣợc điểm: Thời gian phân hủy đất nhiễm hố chất BVTV sau mang chơn lấp lâu Phƣơng pháp đƣợc ứng dụng số địa điểm có đất nhiễm hố chất BVTV Nghệ An nhƣ: Mậu 2, Kim Liên, Nam Đàn; Nghi Mỹ, Nghi Lộc 1.4.2 Phƣơng pháp cô lập lâu dài V Bản chất phƣơng pháp lập hóa khu đất nhiễm vật liệu giống nhƣ phƣơng pháp cô lập đất nhiễm kết hợp với phân hủy hóa học để ngăn chặn lan tỏa chất gây ô nhiễm [11] Đặc điểm khác với phƣơng pháp khơng sử dụng hóa chất để phân hủy thuốc BVTV - Ƣu điểm: Chi phí thấp khơng phải sử dụng hóa chất phân hủy đất nhiễm - Nhƣợc điểm: Địi hỏi phải có mặt để sử dụng, ảnh hƣởng đến quy hoạch Khu đất bị cô lập gần nhƣ vĩnh viễn, khơng thể giải phóng để sử dụng cho mục đích khác thời gian để hố chất BVTV tự phân hủy điều kiện tự nhiên kéo dài đến hàng chục năm VI 1.4.3 Phƣơng pháp vật lý Phương pháp Ozon hóa kết hợp với chiếu tia UV Ozon hóa kết hợp với chiếu tia cực tím (UV) phƣơng pháp phân hủy chất thải hữu dung dịch dung mơi Có phƣơng pháp Ozon hóa kết hợp với chiếu tia UV thƣờng dùng Kĩ thuật thƣờng áp dụng để xử lý ô nhiễm thuốc trừ sâu Mỹ Phản ứng hóa học trình phân hủy chất độc là: Chiếu UV Thuốc trừ sâu, diệt cỏ + O3 CO2 + H2O + nguyên tố khác (dung môi nƣớc) - Ƣu điểm: + Sử dụng thiết bị gọn nhẹ + Giá vận hành thấp + Chất thải môi trƣờng sau xử lý khí độc, thời gian phân hủy ngắn - Nhƣợc điểm: + Chỉ sử dụng có hiệu cao pha lỏng, khí + Chi phí cho xử lý ban đầu cịn lớn + Không thể áp dụng để xử lý chất ô nhiễm chảy tràn chất thải rửa có nồng độ đậm đặc Nếu áp dụng để xử lý ô nhiễm đất lớp đất trực tiếp đƣợc tia UV chiếu khơng dày 5mm Do đó, cần xử lý nhanh lớp đất bị ô nhiễm tới tầng sâu mm biện pháp đƣợc sử dụng đặc biệt công nghệ xử lý trƣờng Phá hủy vi sóng Plasma Biện pháp đƣợc tiến hành thiết bị cấu tạo đặc biệt Chất hữu đƣợc dẫn qua ống phản ứng Detector Plasma sinh sóng phát xạ cực ngắn (vi sóng) Sóng phát xạ electron tác dụng vào phân tử hữu tạo nhóm gốc tự sau dẫn tới phản ứng tạo SO2, CO2, HPO32-, Cl2, Br2 (sản phẩm tạo phụ thuộc vào chất thuốc BVTV) Ví dụ: Malathion bị phá huỷ nhƣ sau: Plasma + C10H19OPS2 + 15O2 → 10CO2 + 9H2O + HPO3Kết thực nghiệm theo biện pháp số loại hoá chất BVTV phá huỷ đến 99% (với tốc độ từ 1,8 đến kg/h) - Ƣu điểm: Hiệu suất xử lý cao, thiết bị gọn nhẹ Khí thải xử lý an tồn cho môi trƣờng - Nhƣợc điểm: Chỉ sử dụng hiệu pha lỏng pha khí, chi phí cho xử lý cao, phải đầu tƣ lớn TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Lê Huy Bá (2008), Giáo trình Độc học môi trường, NXB Đại Học Quốc Gia, Hà Nội Hoàng Anh Cung (1993), “Ảnh hƣởng 2,4,5-T đến lúa vi sinh vật đất Chất diệt cỏ, tác hại lâu dài ngƣời thiên nhiên”, Hội thảo quốc tế lần II: tr 139-141 Phạm Việt Đức (2008), Nghiên cứu thử nghiệm áp dụng sắt nano xử lý DDT tồn lưu đất khu chứa hóa chất bảo vệ thực vật xã Định Trung, thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc, Luận văn thạc sĩ, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên-ĐHQGHN Đỗ Ngọc Khuê, Nguyễn Văn Đạt (2002), Giáo trình phương pháp phân tích hóa lý, NXB Quân đội nhân dân, Hà Nội Đỗ Ngọc Khuê, Tô Ngọc Tú, Phạm Kiên Cƣờng (2006), “Hiện trạng công nghệ xử lý , tiêu độc cho đất bị ô nhiễm tác nhân hóa học độc hại”, Tạp chí nghiên cứu KHKT&CNQS, số 15-06-2006 Hồng Đình Hịa (2005), Nghiên cứu giải pháp công nghệ sinh học xử lý chất thải gây ô nhiễm môi trường, Báo cáo tổng kết KHKT đề tài cấp Nhà nƣớc mã số KC.04.02, Bộ KH&CN Nguyễn Thị Hồng (2008), Nghiên cứu khả xử lý chất hữu độc hại hệ fenton ozon, Luận văn thac sỹ, Trƣờng ĐHSP Hà nội Đặng Thị Cẩm Hà cộng (2005), Nghiên cứu phát triển công nghệ phân hủy sinh học kỹ thuật nhả chậm làm chất độc hóa học đất, Báo cáo nghiệm thu đề tài nhà nƣớc thuộc chƣơng trình 33, Hà Nội Lƣơng Văn Trƣờng (2008), Chất độc phân tích chất độc, Trƣờng SQPH, Hà Nội 10 Trần Mạnh Trí, Trần Mạnh Trung (2006), Các q trình oxy hố nâng cao xử lý nước nước thải, NXB Khoa học & Kỹ thuật 11 Viện Hóa học- Mơi trƣờng quân (2012), Xử lý ô nhiễm môi trường triệt để tồn dư hóa chất Thuốc BVTV xóm xã Quỳnh Châu, huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An, Báo cáo tổng kết, Hà Nội 12 Viện Hóa học- Mơi trƣờng qn (2012), Xử lý đất nhiễm hóa chất thuốc bảo vệ thực vật tồn lưu Lữ đoàn 204 – Binh chủng Pháo Binh, Báo cáo thuyết minh dự án, Hà Nội Tiếng Anh 13 Terrence J.Collions (2008), “Destruction of Estrogens Using Fe- TAML /Peroxide Catalysis”, Environ Sci Technol, 42, pp 1296–1300 14 Luis Eglinton Rios (2010), “Removal of DDT from Soil using Combinations of Surfactants”, A thesis presented to the University of Waterloo, Canada 15 Lauren Ward (2006) “Fe-TAML Activators Developed at Carnegie Mellon Work with Oxygen in Unprecedented Chemistry”, Department of Media Relations Carnegie Mellon University 16 Terrence J Collins (2006) “Fe-TAML catalyzed green oxidative degradation of the azo dye orange II by H2O2 and organic peroxides: products, toxicity, kinetics, and mechanisms” 17 Valerie J Brown (2006) “Fe-TAML: Catalyst for Cleanup”, Environmental Health Perspectives, Vol 114 ... độ nhiễm đề xuất phương pháp xử lý thuốc bảo vệ thực vật DDT xã Định Trung, thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc? ?? đƣợc xây dựng cấp thiết Mục tiêu nghiên cứu: Góp phần đƣa phƣơng pháp xử lý ô nhiễm. .. Phúc từ đƣa đánh giá mức độ ô nhiễm phân vùng ô nhiễm DDT khu vực - Đề xuất mơ hình xử lý DDT khu vực nhiễm khảo sát hiệu việc sử dụng hệ xúc tác ơxi hóa Fe-TAML/H2O2 xử lý ô nhiễm DDT CHƢƠNG... để xử lý phƣơng pháp phân hủy vi sinh vật, phân hủy kiềm đặc nóng, tiêu hủy nhiệt Tuy nhiên, phƣơng pháp cịn bất cập việc xử lý DDT khu vƣc ô nhiễm xã Định Trung, thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh