MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG MỞ ĐẦU .6 Đặt vấn đề Mục đích nghiên cứu Phạm vi đề tài Nội dung nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu .7 Chƣơng 1- TỔNG QUAN VỀ HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT 1.1 Khái niệm phân loại hóa chất BVTV 1.1.1 Khái niệm hóa chất BVTV 1.1.2 Phân loại hóa chất bảo vệ thực vật 1.1.3 Tình hình sử dụng hóa chất BVTV giới .14 1.3 Tình hình sản xuất, sử dụng nhập hóa chất BVTV 14 1.3.1 Tình hình sản xuất 14 1.3.2 Tình hình sử dụng hóa chất BVTV Việt Nam 16 1.3.3 Tình hình nhập hóa chất BVTV 18 1.4 Những tác động hóa chất BVTV tồn lƣu tới môi trƣờng sức khỏe cộng đồng .20 1.5 Tình ô nhiễm chất BVTV tồn lƣu Việt Nam .27 1.5.1 Tồn lƣu dƣới dạng kho lƣu chứa 27 1.5.2 Tồn lƣu dƣới dạng khu vực .28 CHƢƠNG - HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG DO HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TỒN LƢU TẠI NGHỆ AN 30 2.1 Giới thiệu sơ lƣợc điều kiện tự nhiên tỉnh Nghệ An 30 2.2 Hiện trạng tồn lƣu hóa chất BVTV Nghệ An .32 Chƣơng - ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP XỬ LÝ Ô NHIỄM ĐẤT DO HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TỒN LƢU TẠI NGHỆ AN 37 3.1 Các phƣơng pháp xử lý thuốc bảo vệ thực vật 37 3.1.1 Phƣơng pháp thiêu đốt .37 3.1.2 Chôn lấp an toàn 42 3.1.3 Bao vây ngăn chặn 44 3.1.4 Phƣơng pháp Plashma .44 3.1.5 Phƣơng pháp phân hủy tia cực tím UV 44 3.1.6 Phƣơng pháp phân hủy sinh học 46 3.1.7 Các phƣơng pháp đóng rắn ổn định đất 48 3.1.8 Phƣơng pháp Fenton 50 3.1.9 Công nghệ nghiền bi 52 3.1.10 Công nghệ sắt nano 54 3.1.11 Công nghệ giải hấp nhiệt .58 3.1.12 Một số công nghệ khác 60 3.2 Đánh giá lựa chọn công nghệ xử lý đất bị ô nhiễm hóa chất bảo vệ thực vật tồn lƣu 61 3.2.1 Các tiêu chí để đánh giá lựa chọn công nghệ xử lý đất bị ô nhiễm hóa chất bảo vệ thực vật tồn lƣu .61 3.2.2 So sánh công nghệ lựa chọn công nghệ phù hợp 69 3.3 Xử lý tồn dƣ hóa chất BVTV kho Chợ Mõ, xã Hậu Thành, huyện Yên Thành, tỉnh Nghệ An .73 3.3.1 Lịch sử kho thuốc 73 3.3.2 Hiện trạng ô nhiễm 74 3.3.3 Phạm vi ô nhiễm 80 3.3.4 Quy trình xử lý 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BVTV Bảo vệ thực vật CTMTQG Chƣơng trình mục tiêu quốc gia BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trƣờng TCMT Tổng cục Môi trƣờng QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam DANH MỤC BẢNG Bảng 1 : Phân loại nhóm độc theo Tổ chức Y tế giới (LD50mg/kg, chuột nhà) 10 Bảng 2: Tên thông dụng, tên thương mại mục đích sử dụng loại thuốc bảo vệ thực vật họ POP 11 Bảng 3: Lượng hóa chấtBVTV sử dụng hàng năm giới 14 Bảng 4: Lượng HCBVTV nhập vào Việt Nam 19 Bảng 1: Bảng tổng hợp khả xử lý Sắt nano 56 Bảng 2: Bảng giá trị trọng số 62 Bảng 3: Bảng ma trận đánh giá 62 Bảng 4: Bảng ngưỡng nồng độ hóa chất BVTV đất phân theo mục đích 65 Bảng 5: Điểm trọng số tiêu chí 69 Bảng 6: Bảng tổng hợp điểm công nghệ 71 Bảng Kết phân tích dư lượng hoá chất BVTV mẫu đất năm 2008 75 Bảng 8: Kết phân tích lượng tồn dư hóa chất BVTV tháng 3/2012 76 Bảng 9: Bảng Kết phân tích lượng tồn dư hóa chất BVTV tháng 5/2012 79 DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1 : Một số loại hóa chất BVTV họ POP lưu thông thị trường 13 Hình 2: người dân phun HCBVTV cho rau màu 16 Hình 3: Tác động HC BVTV đến môi trường (Richardson, M.L 1979) 23 Hình 1: Quy trình tiêu hủy chất thải lò nung xi măng 39 Hình 2: Hình 3: Hệ thống oxy hoá H2O2 kết hợp tia UV 45 Hình 3: Máy sấy 53 Hình 4: Sàng rung 53 Hình 5: Thiết bị xử lý khí 54 Hình 6: Sơ đồ nguyên lý công nghệ IPTD 59 Hình 7: Sơ đồ mô tả mố xử lý dioxin công nghệ IPTD 59 Hình 8: Hố xử lý đất bùn nhiễm dioxin Sân bay Đà Nẵng 60 Hình 9: Sơ đồ trạng kho Chợ Mõ 74 Hình 10: Vị trí lấy mẫu tháng 3/2012 76 Hình 11 Sơ đồ lấy mẫu phân tích lượng tồn dư hoá chất BVTV tháng 5/2012 79 Hình 12: Sơ đồ phân bố mức độ ô nhiễm 81 MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Ô nhiễm hóa chất bảo vệ thực vật tồn lƣu vấn đề nóng Việt Nam Hóa chất bảo vệ thực vật có độc tính cao, có khả tích lũy sinh học cao, khó phân hủy có khả phát tán, di chuyển xa, gây hại cho môi sinh, gây độc cho môi trƣờng đất, nƣớc, không khí ảnh trực tiếp tới sức khỏe ngƣời Hiện nƣớc có khoảng 1153 điểm ô nhiễm tồn lƣu hóa chất bảo vệ thực vật, riêng Nghệ An có 268 điểm ô nhiễm nằm danh mục các điểm ô nhiễm tồn lƣu hóa chất bảo vệ thực vật Quyết định 1946/QĐ-TTg 900 điểm chƣa thống kê đƣợc mức độ ô nhiễm Nguyên nhân vấn đề hậu việc sử dụng quản lý thuốc bảo vệ thực vật bừa bãi từ thời kỳ bao cấp Các kho thuốc sau không sử dụng bị di dời, hóa chất đƣợc đem chôn để tồn đọng kho Qua nhiều năm, kho thuốc xuống cấp, nƣớc mƣa thấm vào làm hóa chất bảo vệ thực vật ngấm xuống đất gây ảnh hƣởng nghiêm trọng tới môi trƣờng Nghệ An tỉnh có số điểm ô nhiễm tồn lƣu hóa chất bảo vệ thực vật nhiều nƣớc điểm ô nhiễm hàng ngày phát tán ô nhiễm gây tác hại khôn lƣờng tới môi trƣờng ngƣời dân Vì vậy, việc đánh giá trạng ô nhiễm đất hóa chất bảo vệ thực vật tồn lƣu Nghệ An đồng thời nghiên cứu đƣa giải pháp xử lý triệt để ô nhiễm phục hồi môi trƣờng cần thiết Do chọn đề tài “Đánh giá trạng ô nhiễm đất hóa chất bảo vệ thực vật tồn lƣu Nghệ An, đề xuất biện pháp xử lý, phục hồi môi trƣờng” Mục đích nghiên cứu - Đánh giá trạng ô nhiễm đất hóa chất bảo vệ thực vật tồn lƣu Nghệ An - Nghiên cứu phƣơng pháp xử lý hóa chất bảo vệ thực vật tồn lƣu, so sánh, đánh giá lựa chọn phƣơng pháp tối ƣu điểm ô nhiễm Nghệ An Phạm vi đề tài Đề tài thực nghiên cứu địa bàn tỉnh Nghệ An Nội dung nghiên cứu - Tổng hợp, phân tích, đánh giá trạng ô nhiễm môi trƣờng hóa chất bảo vệ thực vật tồn lƣu địa bàn tỉnh Nghệ An - Tổng hợp, phân tích đánh giá công nghệ xử lý hóa chất bảo vệ thực vật tồn lƣu - Đề xuất phƣơng pháp, công nghệ xử lý, phục hồi môi trƣờng bị ô nhiễm hóa chất bảo vệ thực vật tồn lƣu phù hợp với điều kiện Nghệ An Phƣơng pháp nghiên cứu - Phương pháp kế thừa: Kế thừa kết điều tra, nghiên cứu có liên quan đến trạng ô nhiễm công nghệ xử lý ô nhiễm điểm tồn lƣu hóa chất bảo vệ thực vật - Phương pháp điều tra, thống kê: Thực điều tra, khảo sát để thu thập số liệu - Phương pháp phân tích, đánh giá: Dựa số liệu thu thập đƣợc thực việc phân tích, tổng hợp đánh giá; - Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến chuyên gia, nhà khoa học để xây dựng biện pháp xử lý, phòng ngừa ô nhiễm môi trƣờng hóa chất bảo vệ thực vật tồn lƣu; - Phương pháp so sánh: Dựa kết đạt đƣợc xử lý, tiêu hủy hóa chất bảo vệ thực vật áp dụng số địa phƣơng để so sánh đối chiếu tối ƣu khả áp dụng phƣơng pháp Chƣơng 1- TỔNG QUAN VỀ HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT 1.1 Khái niệm phân loại hóa chất BVTV 1.1.1 Khái niệm hóa chất BVTV Từ cuối kỷ 19 hoá chất BVTV có nguồn gốc hoá học đƣợc ứng dụng vào sản xuất nông nghiệp dần trở thành loại vật tƣ thiếu góp phần nâng cao suất trồng, diệt trừ véc tơ truyền bệnh cho ngƣời vật nuôi Các hoá chất bảo vệ thực vật tên gọi chung để hoá chất dùng nông nghiệp, lâm nghiệp, nhằm mục đích diệt sâu bệnh, cỏ dại, côn trùng động vật gặm nhấm để bảo vệ trồng kho lương thực hàng hoá 1.1.2 Phân loại hóa chất bảo vệ thực vật Ngành nông nghiệp nƣớc ta góp phần lớn lĩnh vực cung cấp lƣơng thực thực phẩm cho nƣớc Để đạt đƣợc suất cao lĩnh vực sản xuất nông nghiệp, HCBVTV góp phần không nhỏ Đa dạng số lƣợng, chủng loại, tác dụng trồng cách sử dụng… Vì vậy, có nhiều cách phân loại chúng Mỗi cách phân loại đƣợc dựa theo tiêu chí khác nhau, thông thƣờng ngƣời ta phân loại theo cách: Mục đích sử dụng; theo thành phần, theo nguồn gốc sản xuất; theo tính chất độc hại, theo phƣơng pháp sử dụng, theo tính bền vững chúng tự nhiên… - Phân loại theo mục đích sử dụng: * Nhóm chất trừ sâu, trừ nhện, trừ côn trùng gây hại bao gồm: Các chất trừ sâu nhóm hữu cơ: DDT, HCH, edrin, đieldin, chlodan Các chất trừ sâu nhóm hữu photpho: Wofatox, diazinon, malathion, monitor Các hợp chất Cacbamát: sevin, furadan, mipxin, bassa Các hợp chất sinh học: pyrethroid, permetrin, delta metrin * Nhóm chất trừ nấm, trừ bệnh, trừ vi sinh vật gây hại bao gồm: Các hợp chất chứa đồng Các hợp chất chứa lƣu huỳnh Các hợp chất chứa thuỷ ngân Một số loại khác * Nhóm chất trừ cỏ dại, làm rụng lá, kích thích sinh trưởng: Các hợp chất phenol Các hợp chất phenoxi Các dẫn xuất axit afolic (dalapon) Các dẫn xuất cacbamat (satun, eptam) Triazin (simazin, atrazin, evik, ) * Nhóm chất diệt chuột động vật gậm nhấm: phoszin, warfarin - Phân loại theo nguồn gốc sản xuất cấu trúc hoá học: * Hoá chất bảo vệ thực vật hữu bao gồm: Các hoá chất bảo vệ thực vật nhóm hữu photpho: metyl parathion, parathion, monocrotophot, diazion, malathion, dimetoal, azodzin Các hoá chất bảo vệ thực vật nhóm hữu clo: DDT, aldrin, HCH, chlordan, heptaclo, 2,4 - D Các chất trừ sâu thuỷ ngân hữu cơ: ceresau, granosan, falizan Các dẫn xuất hợp chất nitro Các dẫn xuất ure Các dẫn xuất axit cacbamic Các dẫn xuất axit propionic Các dẫn xuất cảu axit xianhiđic * Các chất trừ sâu vô bao gồm: Các hợp chất đồng Các hợp chất asen Các hợp chất lƣu huỳnh Các hợp chất vô khác * Các chất trừ sâu nguồn gốc thực vật Các alcaloit, thực vật có chứa nicotin, anabazin, pyrethroid - Phân loại theo tổ chức y tế giới (WHO): Các nhà chuyên gia độc học nghiên cứu ảnh hƣởng chất độc lên thể động vật cạn (chuột nhà) đƣa nhóm độc theo tác động độc tố tới thể qua miệng qua da Sự phân loại nhóm theo tổ chức Y tế giới (WHO) đƣợc trình bày bảng Bảng 1 : Phân loại nhóm độc theo Tổ chức Y tế giới (LD50mg/kg, chuột nhà) Phân nhóm độc Ia Độc mạnh Ib Độc II Độc trung bình III Độc IV Không độc Qua miệng Qua da Thể rắn Thể lỏng Thể rắn Thể lỏng 20 10 40 5-50 20-200 10-100 40-400 50-500 200-2000 100-1000 400-4000 500-2000 2000-3000 1000 4000 >2000 >3000 Ghi : LD50 ký hiệu độ độc cấp tính thuốc qua đường miệng qua da Đó liều gây chết nửa, tính miligam (mg) hoạt chất gây chết 50% động vật thí nghiệm (tính kg) tổng lượng thể trọng số động vật cạn bị uống hết bị phết vào da LD50 nhỏ hoá chất độc - Phân loại theo độ bền vững: Các HCBVTV có độ bền vững khác nhau, nhiều chất lƣu đọng môi trƣờng đất, nƣớc, không khí thể động vật, thực vật Do hoá chất độc gây tác động trực tiếp gián tiếp đến sức khoẻ ngƣời Dựa vào độ bền chúng, xếp chúng vào nhóm sau: - Nhóm không bền vững: Nhóm gồm hoạt chất photpho hữu cơ, cacbamat Các hợp chất nhóm có độ bền vững kéo dài vòng từ -12 tuần 10 Hình 10: Vị trí lấy mẫu tháng 3/2012 Bảng 8: Kết phân tích lượng tồn dư hóa chất BVTV tháng 3/2012 TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Vị trí lấy mẫu Giữa kho Phía đông kho Phía bắc kho Giữa điểm chôn thuổc Cách phía trƣớc Cựa kho 1,5m Cách phía trƣớc Cựa kho 5m Phía đông điểm chôn lm Cách đông bắc góc kho 2m Độ sâu (m ) 2,5 2,5 0,5 2,5 2,5 0,5 2,5 0,5 2,5 1,5 2,5 Kết phân tích dƣ lƣợng thuốc BVTV Clo hữu Lân hữu Cácbamat Pyrethroid cơ 0,05 0,03 0,007 0,03 0,015 0,015 0,01 0,476 0,742 0,037 0,018 0,054 0,038 0,028 0,017 0,005 0,152 0,128 0,337 0,05 0,57 0,22 0,176 0,033 0,368 0,142 0,004 0,127 0,348 0,34 0,2 0,125 0,018 0,08 0,018 0,027 - 76 TT Vị trí lấy mẫu 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 Cách đông bắc góc kho 7m Cách phía nam điểm chôn 2m Cách phí tây nam điểm chôn 3m Cách tây nam góc kho 8m Cách tây nam cửa kho 22m Cách tây nam góc kho 26m Cách tây bắc góc kho 2m Các tây bậc góc kho 7m Giữa gian Cách trƣớc cửa kho phía tây 8m Độ sâu (m ) 2 1,5 2 2 2 2,5 0,5 2,5 Kết phân tích dƣ lƣợng thuốc BVTV Clo hữu Lân hữu Cácbamat Pyrethroid cơ 0,008 0,005 0,015 0,1 0,008 0,002 0,018 0,055 0,017 0,002 0,003 0,005 0,002 0,029 0,014 0,016 0,217 0,1 0,008 22,7 16,8 0,03 78,5 55,6 0,058 0,65 0,73 0,003 - Qua kết phân tích mẫu vị trí độ sâu khác cho thấy Lƣợng tồn dƣ hoá chất bảo vệ thực vật tầng: + Tầng 0,5m có lƣợng tồn dƣ từ 0,368-22,70ppm vƣợt mức cho phép 3,68227 lần + Tầng lm có lƣợng tồn dƣ từ 0-78,50ppm vƣợt mức cho phép từ 0-7851ần + Tầng l,5m có lƣợng tồn dƣ 0,125 ppm vƣợt mức cho phép 1,25 lần + Tầng 2m có lƣợng tồn dƣ từ 0-0,650ppm vƣợt mức cho phép 6,5 lần + Tầng 2,5m có lƣợng tồn dƣ từ 0-0,05ppm dƣới mức cho phép Nhƣ vậy: độ sâu từ – 2m có lƣợng tồn dƣ hoá chất bảo vệ thực vật vƣợt mức cho phép từ 3,68-7851ần độ sâu 2,5m có lƣợng tồn dƣ hoá chất bảo vệ thực 77 vật dƣới mức cho phép điều phù hợp với phấu diện đất (Tầng đất sét nặng ong ngăn cản thấm theo chiều sâu thuốc bảo vệ thực vật) Lƣợng tồn dƣ hoá chất bảo vệ thực vật điểm lấy mẫu: Tại điểm (vị trí lấy mẫu) năm 2008 điểm I, II, III, IIX, XIII, XIV có lƣợng tồn dƣ hoá chất bảo vệ thực vật từ 0,368-78,5ppm vƣợt mức cho phép từ 3,68-7851ần Tại điểm (vị trí lấy mẫu) XIV có khác thƣờng lƣợng tồn dƣ hoá chất bảo vệ thực vật thuộc nhóm Cácbamat, Lân hữu Pyrethroid từ 0,65078,5ppm vƣợt mức cho phép 6,5-7851ần Tại điểm, vị trí lấy mẫu IV, V, VI, VII, IX, X, XI XII có lƣợng tồn dƣ từ 0-0,100ppm vƣợt mức cho phép từ 0-1 lần Tại đƣợc xác định đƣợc giới hạn lan tỏa hoá chất bảo vệ thực vật với tổng diện tích St là: St = {(24*32) - [(24*4)/2 + (32*11)/2]}=544m2; Lƣợng tồn dƣ nhóm hoá chất bảo vệ thực vật Tại điểm (vị trí lấy mẫu) năm 2008 điểm I, II, III, VI, VII XD3 xuất tồn dƣ hoá chất bảo vệ thực vật nhóm: Clo hữu cơ, Cácbamat, Lân hữu Pyrethroid Tại điểm (vị trí lấy mẫu) IV, V, IIX, IX, X, XI, xn XIV xuất tồn dƣ hoá chất bảo vệ thực vật thuộc nhóm: Cácbamat, Lân hữu Pyrethroid Nhƣ vậy: Lƣợng tồn dƣ nhóm hoá chất bảo vệ thực vật phù hợp với trạng địa hình kho thuốc Kết luận: Lƣợng tồn dƣ hoá chất BVTV vƣợt mức cho phép từ tồn độ sâu từ 02m Tổng diện tích vùng kho bị ô nhiễm thuốc BVTV 544m2; Lƣợng tồn dƣ hoá chất bảo vệ thực vật thuộc nhóm Clo hữu xuất góc phía đông nam kho; 78 Phát thêm điểm chôn hoá chất bảo vệ thực vật không chứa gốc Clo hữu Để có sở xác định xác cho việc tính diện tích nhƣ vùng lan tỏa điểm chôn phát Tháng 5/2012 Sở Tài nguyên Môi trƣờng tiến hành lấy tiếp mẫu bổ sung vị trí điểm chôn với độ sâu khác cụ thể: Hình 11 Sơ đồ lấy mẫu phân tích lượng tồn dư hoá chất BVTV tháng 5/2012 Bảng 9: Bảng Kết phân tích lượng tồn dư hóa chất BVTV tháng 5/2012 TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Vị trí lấy mầu Độ sâu (m) Cách trƣớc cửa kho phía tây 6m 0,5 2,5 0,5 2,5 0,5 1,5 2,5 0,5 1,5 2,5 Cách góc kho phía tây phía nam 7m Cách trƣớc cựa kho phía tây nam 9m Cách góc kho phía tây vể phía nam 10m Kết phân tích dƣ lƣợng nhóm thuốc BVTV Clo hữu Cácbamat Lân hữu Pyrethroid 20,8 16,5 23 81,5 55,3 48,7 0,84 0,76 0,53 0,001 8,3 12,7 140,7 27,3 16,8 0,47 0,6 0,12 0,008 0,003 0,88 10,62 9,32 40,37 22,8 13,1 0,95 1,58 0,32 0,41 0,85 0,34 0,3 0,26 63,4 27 0,84 0,28 0,43 0,56 0,77 0,8 0,12 0,005 - 79 Qua kết phân tích ta thấy điểm có lƣợng tồn dƣ hoá chất BVTV vƣợt mức cho phép cụ thể: + Tầng 0,5m có lƣợng tồn dƣ từ 0,26-20,8ppm vƣợt mức cho phép 2,6-208 lần + Tầng lm có lƣợng tồn dƣ từ 0,84-81,5ppm vƣợt mức cho phép từ 8,4-815 lần + Tầng l,5m có lƣợng tồn dƣ 0,28-l,58ppm vƣợt mức cho phép 2,8-15,8 lần + Tầng 2m có lƣợng tồn dƣ từ 0,12-0,84ppm vƣợt mức cho phép 1,2-8,4 lần + Tầng 2,5m có lƣợng tồn dƣ từ 0-0,008ppm dƣới mức cho phép Phạm vi ô nhiễm nặng: độ sâu: Từ - l,5m diện tích: 2,5m X 2,5m = 6,25m2 3.3.3 Phạm vi ô nhiễm Tổng diện tích (St) khu vực bị ô nhiễm kho là: St = ((24*32) - (24*4)/2 + (32*11)721 }=544m2: + Tại kho (gian 3; 4; 5) điểm chôn thuốc có lƣợng tồn dƣ hoá chất bảo vệ thực vật vƣợt ngƣỡng cho phép 50 lần đƣợc gọi vùng ô nhiễm nặng (Sl) có tồng diện tích là: Sl= (9.6*5) + (6+7)*6/2 + (3*3) = 96m2; Trong đó: Lƣợng đất ô nhiễm hoá chất thuốc bảo vệ thực vật cần phải bốc tiêu huỷ triệt để lạ: Lƣợng tồn dƣ hoá chất thuốc bảo vệ thực vật có chứa gốc Clo hữu đƣợc gọi (KL1) gian điểm chôn cũ là: KL1 = ((1*1)*0,5 + (2*2)*0,55))*l,5 = 3,75 Lƣợng tồn dƣ hoá chất thuốc bảo vệ thực vật không chứa gốc Clo hữu đƣợc gọi (KL2) điểm chôn là: KL2 = ((2,5*2,5)*l,5)*l,5 = 14,1 + Tại kho (gian 1; ) vùng trƣớc cửa kho có lƣợng tồn dƣ hoá chất bảo vệ thực vật vƣợt ngƣỡng cho phép từ 10 - 50 lần đƣợc gọi vùng ô nhiễm trung bình (S2) có tổng diện tích là: = {[(16*18)-((16*2)/2+((18*8)/2]-(3*3)}+(6,4*5) = 223m2 80 + Diện tích lại có lƣợng tồn dƣ hoá chất bảo vệ thực vật vƣợt ngƣỡng cho phép từ - 10 lần đƣợc gọi vùng ô nhiễm nhẹ (S3) có tổng diện tích là: S3= St – (S1+S2) = 544m2 - (96m2 + 223m2) = 225m2 + Lƣợng vật liệu (gạch, đá) kho nhiễm thuốc BVTV đƣợc gọi (KL3) có tổng khối lƣợng là: KL3 = ((16*2+3*5)*3,5)*0,22 = 36.2m3 (ô nhiễm trung bình) Hình 12: Sơ đồ phân bố mức độ ô nhiễm 3.3.4 Quy trình xử lý 3.3.4.1 Chuẩn bị nguyên vật liệu - hóa chất Sắt clo rua (FeCL2): Hàm lƣợng muối sắt: muối sắt đóng vai trò thành phần tạo nên tác nhân fenton H2O2/F2+ phản ứng oxy hóa, tạo gốc hydroxyl tự có tính oxy hóa mạnh F2+ sau phản ứng tạo gốc hydroxyl tạo F3+ , F3+ lại phản ímg với H2O2 để hoàn trả lại F2+ ban đầu Oxy già (H2O2): Là chất oxy hóa mạnh đƣợc chọn làm tác nhân oxy hóa công nghệ đƣợc thực có nhiều ƣu điểm nhƣ: kết họp với muối sắt tạo 81 gốc hydroxyl tự có tính oxy hóa mạnh, xử lý nhiễm thuốc BVTV đất hiệu Aceton (CH3-CO-CH3): Acetone dùng đế hoà hydrocacbon mạch thẳng, mạch chất tổng hợp tạo điều kiện cho phản ứng Feton Vôi bột (CaC03): Nhằm điều chỉnh độ pH, phản ứng oxy hóa fenton chịu ảnh hƣởng nhiều yếu tố pH, khoảng pH tối ƣu phản ứng Fenton khoảng 3-5 Khi pH tăng cao 5, hiệu suất phản ứng giảm chuyển đổi sắt từ ion sắt II thành dạng hydroxit sắt III kết tủa Khi pH nhỏ 3, lƣợng ion H* tạo nhiều kết hợp nhanh chóng với gốc hydroxyl tự tạo H2O làm giảm hiệu suất phản ứng Vải địa HDPE: Vải địa chống thấm HDPE đƣợc sử dụng đế rải lót đáy xung quanh khu vực xử lý, nhằm ngăn chặn lan tỏa phần tử đất ô nhiễm với phần tử khác Phân vi sinh: phân vi sinh đƣợc trộn với đất sau xử lý hóa chất, phân vi sinh vật giúp trình phục hồi đất đƣợc nhanh Đất màu đƣợc chuẩn bị để hoàn trả mặt số khu vực trồng hộ dân khu vực 3.3.4.2 Thực quy trình xử lý - Bƣớc 1: Đào xới đất Đất ô nhiễm đƣợc chia ô đào xới lên theo tầng khu vực ô nhiễm Đất đƣợc làm tơi, xới đều, sau đƣợc phun tƣới ẩm với độ ẩm thích hợp (tùy vào điều kiện phản ứng điều kiện thời tiết) nhằm đảm bảo điều kiện tốt để phản ứng Phenton xảy - Bƣớc 2: Hòa trộn hóa chất với đất Đất sau đƣợc tƣới ấm đƣợc trộn với hóa chất, cụ thể nhƣ sau: dùng dung dịch FeCL2 điều chỉnh môi trƣờng đất ô nhiễm, đƣa pH đất nhiễm xuống 3-5 Cho lƣợng dung dịch FeCL2 pha sẵn theo công thức vào dung địch đất khuấy kỹ, sau thêm lƣợng H202 theo tỷ lệ Sau 5-7 ngày đào tiếp 82 tục thực xử lý, bổ sung vôi bột để điều chỉnh pH trung tính, không làm cho đất bị chua phân vi sinh tăng khả phục hồi cho đất, - Bƣớc 3: Hoàn trả vị trí Sau phản ứng kết thúc, hỗn hợp đất đƣợc đổ xuống ô đất đƣợc lót Vải địa HDPE - Bƣớc 4: Bổ sung chủng vi sinh vật xử lý đất Đất sau xử lý đƣợc bố sung chủng vi sinh vật có khả phân hủy thuốc BVTV đất Công tác bổ sung chủng vi sinh có tác dụng đảm bảo đất ô nhiễm đƣợc xử lý triệt để phục hồi tính chất đất đảm bảo đất sau trình xử lý sử dụng cho mục đích sử dụng khác - Bƣớc 5: Hoàn trả đất Đất sau xử lý bổ sung vôi bột chủng vi sinh đƣợc hoàn trả chổ theo hình thức chiếu Ngoài bổ sung phân vi sinh bề mặt đất nhiễm xử lý đƣợc phủ lớp đất màu Lớp đất bổ sung có bề dày khoảng 0,5m đƣợc đầm nén chặt, đƣợc trồng cỏ vetiver 3.3.4.3 Ngăn ngừa tái ô nhiễm Do hình thức xử lý chiếu, nghĩa tiến hành xử lý khu vực chuyển sang khu vực khác, đất sau xử lý đƣợc hoàn trả chỗ Mặt khác, xử lý lúc khối lƣợng đất ô nhiễm lớn nên dự án đƣợc chia thành nhiều giai đoạn để xử lý Để tránh trƣờng họp xấu điều kiện thời tiết mƣa gió dẫn đến tình trạng nhiễm trờ lại phần đất xử lý, đất sau xử lý đƣợc hoàn trả chồ cần đƣợc cách ly với khu vực đất chƣa đƣợc xử lý Việc ngăn chia đƣợc thực nhờ lófp Vải địa (HDPE) rãnh thoát nƣớc ngăn chia khu vực xử lý chƣa xử lý Nƣớc đƣợc thu lại hố thu ngăn ngừa ô nhiễm khu vực lân cận nƣớc mƣa chảy tràn Rãnh đất sau đƣợc lấp cách bổ sung đất màu 3.3.4.4 Tính toán lƣợng hóa chất sử dụng cho trình xử lý Nhƣ phân tích trên, tỉ lệ tối ƣu Fe2+ / H2O2 nằm khoảng rộng tuỳ thuộc vào chất ô nhiễm cần xử lý đƣợc xác định thực nghiệm 83 Trên thực tế phƣơng pháp xử lý thuốc BVTV đất phƣơng pháp Fenton đƣợc áp dụng nhiều dự án Nghệ An Kết thực nghiệm thực tế xử lý thuốc BVTV phƣơng pháp Fenton cho thấy, điều kiện đảm bảo yếu tố pH (pH = - 5) nhƣ điều kiện khác phản ứng, với nồng độ DDT đất cao 0,10 mg/kg hiệu xử lý đạt mức cao tỷ lệ: - Đối với vùng ô nhiễm năng: (tỷ lệ 1) Đất nhiễm: FeCL2 : H2O2 : Aceton: tƣơng ứng lm3 : 12kg : 24 lít: 12lít + Đối với vùng ô nhiễm trung bình: (tỷ lệ 2) Đất nhiễm: FeCL2 : H2O2 : Aceton tƣơng ứng 1m3 : 8kg : 161ít : lít + Đối với vùng ô nhiễm nhẹ: (tỷ lệ 3) Đất nhiễm: FeCL2 : H2O2 : Aceton tƣơng ứng lm3 : 4kg : 8lít: 41ít Lƣợng vôi phân vi sinh bổ sung cho trình xử lý lấy theo tỷ lệ dƣới áp dụng cho khu vực ô nhiễm: (tỷ lệ ) Đất nhiễm : Vôi bột: Phân vi sinh: Cây tƣơng đƣơng lm2: kg : kg : 4cây Từ kết nghiên cứu trên, áp dụng dự án tính đƣợc khối lƣợng hóa chất sử dụng cho khu vực ô nhiễm nhƣ sau: Xử lý khu vực ô nhiễm nặng: Sử dụng (tỷ lệ 1) Với tống diện tích xử lý Sl= (9,6*5) + (6+7)*6/2 + (3*3) = 96m2, Xử lý độ sâu 2m Tính toán khối lƣợng hoá chất cần dùng để xử lý nhƣ sau: Tổng khối lƣợng đất ô nhiễm nặng cần xử lý: 96m2 x 2m = 192m2 + FeCL2: = 2.304 kg; + H2O2: =4.608 lít; + Aceton: = 2.304 lít Xử lý khu vực ô nhiễm trung bình: Sử dụng (tỷ lệ 2) Với tổng diện tích xử lý S2 = {[(16*18)-((16*2)/2+((18*8)/2)]-(3*3)]}+(6,4*5) = 223m2, Xử lý độ sâu 2m Tính toán khối lƣợng hoá chất cần dùng để xử lý nhƣ sau; Tổng khối lƣợng đất ô nhiễm trung bình cần xử lý: 223m2 X 2m = 446m3; + FeCL2: =3.568kg; + H2O2: =7.136 lít; 84 + Aceton: = 3.568 lít; Xử lý khu vực ô nhiễm nhẹ: Sử dụng (tỷ lệ 3) Với tổng diện tích xử lý S3 = St - (S1+S2) = 544m2 - (96m2 + 223m2) = 225m2, Xử lý độ sâu 2m Tính toán khối lƣợng hoá chất cần dùng để xử lý nhƣ sau: Tổng khối lƣợng đất ô nhiễm nhẹ cần xử lý: 225m2 X 2m = 450m3; + FeCL2: - 1.800 kg; + H2O2: =3.600 lít; + Aceton: = 1.800 lít; Đối với sử dụng phân vi sinh, vôi bột trồng cây: Sử dụng (tỷ lệ 4) với tổng diện tích xử lý: 544m2 Tính toán khối lƣợng ta có: + Vôi bột: = 2.176 kg ; + Phân vi sinh: =2.176 kg; + Cây =2.176 cây; Tổng hợp lƣợng hóa chất cần thiết để xử lý, cải tạo khối lƣợng đất ô nhiễm: FeCL2:= 7.672 kg; H2O2 : =15.344 lit; Aceton: = 7.672 lít; Vôi bột: = 2.176 kg; Phân vi sinh: = 2.176 kg; Cây: =2.176 cây; 3.3.4.5 Phƣơng án thi công Phƣơng án thiết kế để xử lý triệt để ô nhiễm môi trƣờng khu vực kho hóa chất BVTV phải đảm bảo tiêu chí sau: Đảm bảo đủ diện tích chiều sâu xử lý toàn khu vực xử lý đất nhiễm Đảm bảo yêu cầu kỹ thuật trƣờng hợp xấu thời tiết Đảm bảo không gây ảnh hƣởng đến môi trƣờng xung quanh đời sống ngƣời dân Hòa trộn hóa chất 85 Đất nhiễm cần xử lý theo tỷ lệ (1); (2) tỷ lệ (3) đƣợc bốc riêng trộn hóa chất theo tỷ lệ tính toán Đất sau đƣợc bốc lên theo tầng xử lý đƣợc chia làm phần riêng biệt để ừộn theo tỷ lệ hóa chất đƣợc tƣới ẩmử Sử dụng máy ừộn để ừộn hóa chất FeSO4.7H2O đƣợc chuẩn bị sẵn theo tỷ lệ, sau trộn thêm H2O2 theo tỷ lệ Đất sau trộn hóa chất tiến hành trộn vôi bột phân vi sinh để phục hồi đất sau xử lý Trải vải địa kỹ thuật HDPE Để ngăn ngừa ô nhiễm vùng xung quanh, xuống sâu phân cách với vùng chƣa xử lý, đom vị tiến hành trải vải địa kỹ thuật xuống ô đƣợc bốc đất Hoàn trả lại đất Sau đất đƣợc trộn hóa chất, trải vải địa chống thấm, đất đƣợc trả lại vị trí để tiến hành xử lý ô Hoàn trả mặt xử lý Đất sau xử lý đƣợc phủ lớp đất màu với diện tích 693m2 Lớp đất bổ sung cỏ bề dày khoảng 0,5m đƣợc đầm nén chặt trồng cỏ vetiver lên bề mặt 3.3.4.6 Quan trắc kiếm tra phục vụ công tác nghiệm thu Quan trắc đƣợc thực vòng năm sau kin kết thúc xử lý để theo dõi diễn biến môi trƣờng nhƣ đánh giá hiệu tiêu độc khu vực xử lý Nội dung quan trắc phân tích độ tồn lƣu hóa chất BVTV đất Đối tƣợng quan trắc: Đất Vị trí lấy mẫu quan trắc: Lấy mẫu kho, khuôn viên khu vực xử lý dự án Chỉ tiêu quan trắc: Nồng độ hóa chất BVTV nhóm Clo hữu cơ, đất Số mẫu quan trắc: 30 mẫu 86 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Vấn đề môi trƣờng đƣợc Đảng Chính phủ quan tâm, cung với việc phát triển kinh thế, ổn định xã hội vấn đề môi trƣờng trụ cột cần đƣợc quan tâm để đảm bảo phát triển bền vững Môi trƣờng có ảnh hƣởng đến đời sống, sản xuất, tồn tại, phát triển ngƣời sinh vật Ô nhiễm, suy thoái môi trƣờng, cân sinh thái, cạn kiệt tài nguyên hoạt động sinh hoạt, sản xuất ngƣời cố thiên tai nhƣ lũ lụt, lở đất, hạn hán, nƣớc biển dâng địa phƣơng, quốc gia toàn cầu diễn ngày phức tạp Các vấn đề môi trƣờng ảnh hƣởng đến sinh kế, thu nhập, sức khỏe tinh thần ngƣời dân, tức ảnh hƣởng đến ổn định phát triển xã hội Ô nhiễm môi trƣờng, cân sinh thái, cố thiên tai, cạn kiệt tài nguyên nguy gây ổn định, đe dọa đến phát triển kinh tế - xã hội, tùy mức độ mà ảnh hƣởng phạm vi nhiều khu dân cƣ, vùng lãnh thổ, quốc gia toàn cầu Vì vậy, từ Năm 1992, Hội đồng bảo an Liên hợp quốc “Nguồn gốc bất ổn kinh tế, xã hội, nhân văn sinh thái trở thành mối đe dọa hòa bình ổn định” Trong vấn đề ô nhiễm môi trƣờng ô nhiễm tồn dƣ hóa chất bảo vệ thực vật tồn lƣu vấn đề nóng, đƣợc Đảng Nhà nƣớc quan tâm Các điểm ô nhiễm hóa chất bảo vệ thực vật tồn lƣu gây ảnh hƣởng nghiêm trọng tới đời sống sức khỏe ngƣời dân Chính phủ có nhiều chế sách, nhƣ hỗ trợ nguồn lực để xử lý Việc ban hành Quyết định 1946/QĐ-TTg Chƣơng trình mục tiêu quốc gia khắc phục ô nhiễm cải thiện môi trƣờng giai đoạn 2012 - 2015 thể tâm Chính phủ Các tỉnh/thành phố có điểm tồn dƣ hóa chất bảo vệ thực vật tích cực xây dựng kế hoạch, dự án bố trí kinh phí để xử lý điểm ô nhiễm Một số địa phƣơng gặp vƣớng mắc việc lựa chọn công nghệ để xử lý 87 Qua đề tài ta thấy đƣợc ƣu nhƣợc điểm công nghệ xử lý Tuy nhiều hạn chế song phƣơng pháp fenton công nghệ khả thi để áp dụng xử lý điểm ô nhiễm tồn dƣ hóa chất bảo vệ thực vật 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt Đặng Kim Chi (2002), Hoá học môi trƣờng, Nhà xuất KHKT Lê Đức (2002), Bài giảng “Đất ô nhiễm biện pháp xử lí“, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học quốc gia Hà Nội Lê Văn Khoa (2007), Sinh thái môi trƣờng đất, Nhà xuất Giáo dục Báo cáo kế hoạch “ Xử lý, phòng ngừa ô nhiễm môi trƣờng hóa chất bảo vệ thực vật tồn lƣu gây phạm vi nƣớc” , 2009 Báo cáo nhiệm vụ “Điều tra, đánh giá đề xuất kế hoạch quản lý, xử lý phục hồi môi trƣờng điểm ô nhiễm tồn lƣu”, 2009, Cục Quản lí chất thải cải thiện Môi trƣờng, Bộ Tài Nguyên Môi trƣờng Đỗ Ngọc Khuê, Phan Nguyễn Khánh, Tô Văn Thiệp, Trần Văn Chung, Đỗ Bình Minh, Nguyễn Văn Hoàng, Nguyễn Hải Bằng, Vũ Quang Bách, Nguyễn Văn Chất, Phạm Ngọc Lân (2010), Một số kết nghiên cứu công tác xử lý khử độc cho môi trƣờng bị ô nhiễm chất độc hại ngành quốc phòng Hội nghị chuyên đề công nghệ môi trƣờng, Hội nghị môi trƣờng toàn quốc lần thứ III Dƣơng Thị Thanh Tâm, Đoàn Thị Ngọc Huyền, Nguyễn Văn Luyện, Nguyễn Thị Minh Ngọc, Quách Đức Tín (2010) Tồn lƣu DDT huyện Hƣơng Sơn, Tỉnh Hà Tĩnh, Hội nghị chuyên đề công nghệ môi trƣờng, Hội nghị môi trƣờng toàn quốc lần thứ III Phạm Đức Việt, Lê Đức (2010) Nghiên cứu thử nghiệm xử lý DDT đất Fe0 nano, Hội nghị chuyên đề công nghệ môi trƣờng, Hội nghị môi trƣờng toàn quốc lần thứ III Tiếng Anh Movement of pollutants through clayey soil, by R Kerry Rowe 10 Pesticides and ground water, University of illinois at Urbana-champaign 11 Organic Polutant in the Soil Envirenment with Emphasis on Sorption Process, Ahmad Gholamalizadeh Ahangar 89 12 F Stagnitti, Methemetical equations or the spread of pollution in soils, Deakin University, School or life & Environment science, warrnamboo, Australia 13 Jamal abu-Shuor, Douglas M Joy, Hung Lee, Hugh R Whiteley and Samuel Zelin, Transport of microorganisms through soil, School of Engineering and Department of Environment Biology, University ò Guelph, Ontario, Canada N1G2W1 14 C Paul Nathanail and R Paul Bardos Reclamation of Contaminated Land John Wiley and Sons ltd West Sussex, England, 2004 90 ... dụng t rô i Tồn d- Thực vật ụ a Thực phẩm ển Hấ p ển uy Rử ch uy ch KS vectơ sử dụng n Vậ n Vậ Chất gây ÔN Hoá chất BVTV th Lắ i ng Sử dụng Đất hơ Lắ ng y đọ Ba ng Không khí N-ớc Động vật Ng-ời... ngun nc, gõy ng c cho ng vt thu sinh Do nhu cu s dng HCBVTV tng, cỏc c s kinh doanh, buụn bỏn mt hng HCBVTV cng ngy cng gia tng Mc dự HCBVTV l mt mt hng kinh doanh cú iu kin nhng khụng phi c s... lý trit ụ nhim v phc hi mụi trng l cn thit Do ú tụi ó chn ti ỏnh giỏ hin trng ụ nhim t húa cht bo v thc vt tn lu ti Ngh An, xut cỏc bin phỏp x lý, phc hi mụi trng Mc ớch nghiờn cu - ỏnh giỏ