Đánh giá tình hình quản lý và tồn lưu hóa chất bảo vệ thực vật trong đất trên địa bàn tỉnh Bắc Giang

Theo báo cáo khoa học ỘCông nghệ phục hồi ựất và xử lý triệt ựể thuốc BVTV khó phân hủy POPỢ của Lê Xuân Quế Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam, Nguyễn Hoài Nam Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam và P

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng ñược ai công bố trong bất

kỳ luận văn nào khác

Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này

ñã ñược cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Hà Thị Thu Thuỷ

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình nghiên cứu ñể hoàn thiện luận văn, tôi ñã nhận ñược sự hướng dẫn, giúp ñỡ nhiệt tình, quý báu của các cơ quan, tổ chức và cá nhận Tôi xin ñược bày tỏ sự cảm ơn trân trọng nhất tới giáo viên hướng dẫn khoa học TS Trịnh Quang Huy ñã tận tình hướng dẫn, giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình hoàn thành luận văn

Tôi xin trân trọng cảm ơn sự góp ý chân thành của các thầy, cô giáo trong khoa Tài nguyên và Môi trường, Ban quản lý trường ðại học Nông Nghiệp - Hà Nội, Chi cục Bảo vệ thực vật và Sở Tài Nguyên Môi trường tỉnh Bắc Giang và Trung tâm Kỹ thuật Tài nguyên ñất và môi trường trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội ñã nhiệt tình giúp ñỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận văn này

Nhân ñây, tôi cũng xin chân thành cảm ơn tới gia ñình, ñồng nghiệp và bạn bè ñã tạo ñiều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện ñề tài

Một lần nữa tôi xin trân trọng cảm ơn!

MỤC LỤC

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Tồn dư các kho thuốc không còn hoạt ñộng theo Quy ñịnh

1.2 Một số biện pháp xử lý tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật trong ñất: 7

1.2.4 Giải pháp phân huỷ hoá chất BVTV bằng tia cực tím (UV) hoặc bằng

1.2.11 Các phương pháp kết hợp ñể xử lý ñất nhiễm hóa chất bảo vệ thực vật 23

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.4 Nội dung nghiên cứu: 25

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34

3.1 ðiều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội tỉnh Bắc Giang: 34

3.2.1 Cơ cấu kinh tế với sự chuyển dịch cơ cấu sử dụng ñất 40

3.3 Tình hình quản lý các kho chứa thuốc BVTV cũ tại ñịa bàn nghiên cứu: 41

3.4 Hiện trạng tồn dư thuốc Lindane, DDT, Trichlorfon và 2,4-D trên ñịa

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BVTV Bảo vệ thực vật KH&CN Khoa học và Công nghệ TNMT Tài nguyên môi trường FDI Vốn ñầu tư nước ngoài

POP Persistent Organic Pollutant(khó phân hủy) PCB Polyclobiphenyl

DANH MỤC BẢNG

1.1 Hiệu quả xử lý DDT bằng phương pháp phân hủy sinh học 20

3.3 Tồn dư hóa chất BVTV trong ñất tại các ñiểm lấy mẫu 463.4 Thông tin tồn dư hóa chất BVTV trong ñất tại các kho chứa 473.5 Tồn dư hóa chất BVTV trong ñất tại các kho chứa cũ 49

MỞ ðẦU

Việc sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật là một yêu cầu khách quan và là yêu cầu không thể thiếu trong sản xuất nông nghiệp Từ thập niên 70 của thế kỷ 20, cùng với sự phát triển vũ bão của các nghành khoa học khác, lĩnh vực hóa học và kỹ thuật sử dụng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) ñã có sự thay ñổi rất mạnh mẽ Sự hiểu biết sâu sắc hơn về phương thức tác ñộng của thuốc BVTV ñã cho phép phát hiện ra nhiều hoạt chất mới có có hiệu lực cao ñối với dịch hại Cùng với sự tiến bộ ñó thì nhu cầu sử dụng hóa chất BVTV ngày càng gia tăng cả về số lượng lẫn chủng loại Việc sử dụng hóa chất BVTV tràn lan, mất kiểm soát và gây ảnh hưởng xấu ñến môi trường và sức khỏe của con người

Việt Nam là nước có truyền thống sản xuất nông nghiệp với hơn 65% dân số sống ở vùng nông thôn chính vì vây nhu cầu sử dụng thuốc BVTV cho thâm canh là rất lớn Theo báo cáo khoa học “Công nghệ phục hồi ñất và xử lý triệt ñể thuốc BVTV khó phân hủy POP” của Lê Xuân Quế (Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam), Nguyễn Hoài Nam (Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam) và Phan Thanh Tùng (Bộ TN&MT) thì hiện nay, ở Việt Nam chưa có cơ sở nào sản xuất các hoạt chất hóa chất BVTV, cả nước có 93 nhà máy, cơ sở gia công, sang chai, ñóng gói thuốc BVTV, trong ñó 50% thị phần thuốc BVTV hiện nay thuộc về 7 doanh nghiệp có vốn ñầu tư nước ngoài (FDI) Còn lại là của 300 doanh nghiệp trong nước 100% hóa chất BVTV ñang bán trên thị trường là sử dụng nguyên liệu ngoại nhập Và lấy mẫu kiểm tra chất lượng thuốc BVTV tại các cơ sở sản xuất, gia công, sang chai, ñóng gói lưu thông hàng năm cho thấy, tỷ lệ mẫu không ñạt chất lượng 3-10,2% số mẫu kiểm tra

Thực hiện quyết ñịnh số 184/2006/Qð-TTg của Thủ tướng Chính phủ ngày

10 tháng 8 năm 2006 về việc “Phê duyệt kế hoạch quốc gia thực hiện công ước Stockholm về các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy”; Thực hiện ý kiến chỉ ñạo của Văn phòng Chính phủ tại công văn số 7838/VPCP-KTN ngày 14/11/2008 về việc

xử lý tiêu huỷ thuốc BVTV tồn lưu ở các tỉnh ðặc biệt là thực hiện Quyết ñịnh số 1946/Qð-TTg ngày 21/10/2010 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt Kế

hoạch xử lý, phòng ngừa ô nhiễm môi trường do hóa chất BVTV tồn lưu trên phạm

vi cả nước; Quyết ựịnh số 2537/Qđ-BTNMT ngày 30/12/2010 của Bộ Tài nguyên

và Môi trường ban hành chương trình của Bộ TNMT triển khai Quyết ựịnh số 1946/2010/Qđ-TTg ngày 21/10/2010 của Thủ tướng Chắnh phủ; từ năm 2006 ựến nay ựã có nhiều dự án, công trình ựược ựầu tư nhằm ựánh giá, xử lý tồn lưu trên ựịa bàn cả nước ựặc biệt là các kho chứa hóa chất BVTV không hoạt ựộng bởi ựó là những ựiểm gây ô nhiễm nghiêm trong ựến môi trường Trong phụ lục I của quyết ựịnh 184/2006-Qđ-TTg chỉ ra 240 ựiểm tồn lưu hóa chất BVTV nghiêm trọng và ựặc biệt nghiêm trọng; phụ lục II chỉ ra 95 ựiểm tồn lưu hóa chất BVTV gây ô nhiễm môi trường Hầu hết các ựiểm tồn lưu này ựều là các kho chứa thuốc BVTV

cũ không sử dụng, không có cơ quan chịu trách nhiệm quản lý Các kho thuốc cũ này, một số bị phá chuyển thành ựất ở và các mục ựắch khác, còn lại ựang bị xuống cấp và gây ảnh hưởng nghiêm trọng ựến người dân sinh sống quanh khu vực

Bắc Giang là một tỉnh nằm ở trung du miền núi ựông bắc nước ta với nền kinh tế nông nghiệp ựóng vai trò chủ ựạo Trong những năm gần ựây sản lượng nông nghiệp của tỉnh ngày càng tăng do sự quan tâm ựầu tư của chắnh quyền ựịa phương và do việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật cũng như việc sử dụng hóa chất BVTV vào sản xuất nông nghiệp với mục ựắch bảo vệ mùa màng, bảo vệ năng suất cây trồng Tuy nhiên việc sử dụng các loại thuốc BVTV một cách tràn lan không theo hướng dẫn, quy ựịnh an toàn ựã làm giảm chất lượng nông sản và mang lại nhiều hậu quả ựối với môi trường và con người trong tỉnh Trong ựó, nghiêm trọng nhất là các kho chứa thuốc BVTV hết hạn sử dụng không ai quản lý Chắnh vì lý do

như vâỵ nên tôi tiến hành ựề tài: Ộđánh giá tình hình quản lý và tồn lưu hóa chất

bảo vệ thực vật trong ựất trên ựịa bàn tỉnh Bắc GiangỢ

- Mục ựắch

1 đánh giá ựược tình hình quản lý các kho thuốc BVTV không còn sử dụng tại Bắc Giang

2 đánh giá ựược tồn lưu của Hóa chất bảo vệ thực vật trong ựất

3 đề xuất một số giải pháp quản lý, sử dụng và biện pháp khắc phục nhằm giảm thiểu tồn lưu Hóa chất bảo vệ thực vật tại tỉnh Bắc Giang

- Yêu cầu

1 Xác ñịnh ñược tình hình quản lý và lượng tồn lưu thuốc BVTV

2 Các phương pháp lấy mẫu, phân tích ñảm bảo yêu cầu tính chính xác của phân tích tồn lưu Hóa chất bảo vệ thực vật

3 Giải pháp ñưa ra phải xuất phát từ kết quả nghiên cứu và tình hình thực tế

của ñịa phương

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Tồn dư các kho thuốc không còn hoạt ñộng theo Quy ñịnh 1946/Qð-TTg của Thủ tướng Chính phủ:

Theo kết quả ñiều tra năm 2009 của Bộ Tài nguyên và Môi trường, hiện cả nước có hơn 1.000 ñiểm ô nhiễm môi trường do hóa chất BVTV, trong ñó tập trung chủ yếu trên ñịa bàn các tỉnh Miền Trung Các kho hóa chất ñược xây dựng từ những năm 1980 trở về trước, ñã và ñang xuống cấp trầm trọng và phần lớn nằm gần khu vực dân cư Việc phòng ngừa, ngăn chặn tác hại do hóa chất bảo vệ thực vật tồn lưu gây ra ñối với sức khỏe cộng ñồng, môi trường và phát triển kinh tế-xã hội ñang trở nên vô cùng cấp thiết ðặc biệt là ở 2 tỉnh Nghệ An và Hà Tĩnh, nơi chiếm trên 60% số ñiểm nằm trong danh mục 100 khu vực ô nhiễm ñặc biệt nghiêm trọng do hóa chất BVTV tồn lưu [5]

Theo thông tin từ Bộ NN và PTNT, hàng năm, nước ta sử dụng trung bình 15.000 - 25.000 tấn thuốc BVTV Bình quân 1 ha gieo trồng sử dụng ñến 0,4 - 0,5

kg thuốc bảo vệ thực vật Sử dụng không hợp lý, không tuân thủ theo ñúng những quy ñịnh nghiêm ngặt về quy trình sử dụng nên thuốc BVTV gây nhiều tác hại cho chính người sử dụng và người tiêu dùng nông sản, thực phẩm có chứa dư lượng thuốc BVTV, ñồng thời ảnh hưởng ñến môi trường sống. [4] Báo cáo tổng hợp của Tổng cục Môi trường, Bộ Tài nguyên và Môi trường cho thấy, mỗi năm hoạt ñộng nông nghiệp phát sinh khoảng 9.000 tấn chất thải nông nghiệp nguy hại, chủ yếu là thuốc BVTV, trong ñó không ít loại thuốc có ñộ ñộc cao ñã bị cấm sử dụng Ngoài

ra, cả nước còn khoảng 50 tấn thuốc BVTV tồn lưu tại hàng chục kho bãi; 37.000 tấn hóa chất dùng trong nông nghiệp bị tịch thu ñang ñược lưu giữ chờ xử lý Thực trạng này khiến cho môi trường nông thôn ñang phải gánh chịu những bất lợi từ hoạt ñộng sản xuất nông nghiệp [10]

Việc triển khai thực hiện Quy ñịnh 1946/Qð-TTg của Thủ tướng Chính Phủ

về “ Phê duyệt kế hoạch quốc gia thực hiện công ước Stockholm về các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy” ngày 10 tháng 8 năm 2006 và thực hiện Chương trình mục tiêu quốc gia khắc phục ô nhiễm và cải thiện môi trường giai ñoạn 2012 – 2015

ựã ựược thực hiện rộng rãi trên phạm vi cả nước, ựặc biệt là các khu vực bị ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy nghiêm trọng và ựặc biệt nghiêm trọng đã có rất nhiều khu vực là các ựiểm nóng về hóa chất BVTV tiến hành các cuộc khảo sát, ựánh giá hiện trạng chỉ ra mức ựộ ô nhiễm, ựể phân vùng ô nhiễm, dựa vào tình hình thực tế tại ựịa phương ựể tiến hành các biện pháp xử lý, ựánh giá cho phù hợp nhằm hạn chế tối ựa mức ựộ lan rộng và ảnh hưởng của ô nhiễm ựến người dân mà vẫn ựảm bảo phù hợp với ngân sách

Qua ựợt ựiều tra, khảo sát sơ bộ các ựiểm tồn dư hoá chất BVTV triển khai năm 2010 cho thấy ựiểm tồn lưu hoá chất BVTV tại tiểu khu 4 khối phố Hưng Thịnh - Huyện Cẩm Xuyên - Tỉnh Hà Tĩnh là một trong các ựiểm ựược ựánh giá là ựiểm tồn lưu hóa chất BVTV gây ô nhiễm môi trường ựặc biệt nghiêm trọng (ựã ựược ựưa vào danh sách tại Quyết ựịnh số 1946/Qđ-TTg Mức ựộ tồn lưu DDT trong ựất từ không phát hiện ựến gấp 210 lần, 666 từ không phát hiện ựược ựến gấp

45 lần, nhóm cacbamat nhỏ hơn quy chuẩn Việt Nam 15:2008/BTNMT Quy chuẩn

kỹ thuật quốc gia về dư lượng thuốc BVTV trong ựất Một số ựiểm cách xa nền kho với phạm vi bán kắnh 8 m thì mức ựộ tồn lưu DDT ở mức thấp hơn tuy nhiên vẫn vượt quá tiêu chuẩn cho phép Ra xa với phạm vi bán kắnh >12 m thì mức ựộ tồn dư nằm trong tiêu chuẩn cho phép Phạm vi ô nhiễm có diện tắch khoảng 600 m2, trong

ựó phạm vi ô nhiễm nặng có diện tắch khoảng 250 m2, khu vực xung quanh bị ô nhiễm nhẹ Do thời gian lưu giữ lâu ngày, vì vậy thuốc BVTV ựã phát tán vào ựất gây ô nhiễm lớp ựất với chiều sâu tồn lưu là 7m trong ựó chiều sâu tồn lưu ở mức

ựộ cao là 4m, còn lại là tồn lưu ở mức ựộ nhẹ Khu vực bị ô nhiễm hóa chất BVTV chủ yếu là các hóa chất BVTV như: Lindan, DDT và Wofatox Chiều sâu tồn lưu từ 3-4 m Thuốc bảo vệ thực vật ựã phát tán vào ựất gây ô nhiễm lớp ựất trên và phắa dưới lớp thuốc ựược chôn lấp để xử lý triệt ựể ựối với lớp ựất này chỉ có thể là bóc lấy toàn bộ và ựưa ựến khu vực xử lý đất nhiễm ựược ựưa vào hố xử lý từng lớp 0,25 - 0,3 m, phun ựều bằng vòi phun của thiết bị phun hỗn hợp hóa chất xử lý thuốc thử Fenton và hỗn hợp NaPEG Vùng ô nhiễm trung bình có diện tắch 350 m2chiều sâu tồn lưu 3m Phương pháp lựa chọn xử lý triệt ựể khối lượng ựất nhiễm bằng tác nhân gây oxi hóa mạnh (phản ứng Fenton) đất sau xử lý và bổ sung vôi

bột và các chủng vi sinh sẽ ựược hoàn trả ngay tại chỗ theo hình thức cuốn chiếu Ngoài bổ sung phân vi sinh bề mặt ựất nhiễm ựã xử lý sẽ ựược phủ một lớp ựất màu Lớp ựất bổ sung có bề dày khoảng 0,2m ựược ựầm nén chặt, và ựược trồng cỏ vetiver và ựược chuẩn bị ựể hoàn trả mặt bằng một số khu vực trồng cây của các hộ dân trong khu vực

Kho thuốc bảo vệ thực vật tại Hòn Trơ, xã Diễn Yên, huyện Diễn Châu Nghệ

An tồn tại hàng chục năm nay, kho thuốc ựã gây ra tình trạng ô nhiễm môi trường ảnh hưởng ựến ựời sống dân sinh của người dân Nơi ựây trở thành ựiểm nóng, ựược quan tâm đây là một trong những ựiểm tồn lưu ựược nghiên cứu khảo sát và ựưa vào danh mục những ựiểm sẽ ựược xử lý môi trường ựầu tiên của cả nước đánh giá mức ựộ ô nhiễm chất hữu cơ khó phân hủy cho thấy mức ựộ ô nhiễm hữu cơ của ựất tại khu vực lấy mẫu rất cao có ựiểm lên tới 907.72 mg/kg và thấp nhất có nồng ựộ 342,57 mg/kg

Bảng Kết quả phân tắch ựộ ẩm và hàm lượng chất hữu cơ khó phân hủy tổng trong 3 mẫu ựất Hòn Trơ, mg/kg (ppm)

Ô nhiễm môi trường do hóa chất tồn lưu tại kho chứa thuốc BVTV tại thôn Mốc định, xã Hồng Thủy, huyện Lệ Thủy, tỉnh Quảng Bình, kho ựược sử dụng từ trước những năm 1975 ựể lưu trữ, luân chuyển và phân phối các loại thuốc BVTV phục vụ sản xuất nông nghiệp, trong ựó có nhiều loại thuốc trừ sâu có ựộc tắnh cao, khó phân hủy trong môi trường như: DDT, 666, wolfatox Hàm lượng ô nhiễm

DDT từ nồng ñộ 0,013 mg/kg ñến 2,045 mg/kg (tại nền kho) Như vậy nồng ñộ dư lượng hóa chất BVTV trong ñất ñã vượt so với tiêu chuẩn nhiều lần, cụ thể: nồng ñộ DDT trong các mẫu phân tích vượt từ 1,3 ñến 204,5 lần so với QCVN 15:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về dư lượng hóa chất BVTV trong ñất Dựa vào các tiêu chí ñánh giá cụ thể và tình hình thực tế của ñịa phương thì phương pháp ñược lựa chọn ứng dụng ñể xử lý ô nhiễm, các tổ chức có trách nhiệm

ñã tiến hành lựa chọn và chọn ra hai phương pháp xử lý là:

- Phương pháp ñốt xúc tác dùng ñể xử lý ñối với các chai lọ, thuốc bảo vệ thực vật tồn lưu có nồng ñộ ô nhiễm cao và khối lượng xử lý nhỏ, yêu cầu xử lý triệt ñể trong thời gian ngắn

- Phương pháp hóa học (Fenton) dùng xử lý với ñất ô nhiễm quy mô lớn, với các nồng ñộ hóa chất khác nhau, yêu cầu hiệu suất xử lý cao, thời gian hoàn trả mặt bằng nhanh, thời gian hoàn trả ñất nhanh chóng, sản phẩm sau xử lý không gây ñộc hại với môi trường, ñất sau khi xử lý ñược trộn với phân vi sinh ñể cải tạo và phục hồi tính chất ñất

Hầu hết các ñiểm ñược xử lý tồn lưu tính ñến thời ñiểm hiện nay ñều là các khu vực ô nhiễm nghiêm trọng và ñặc biệt nghiêm trọng (tập trung chủ yếu ở Nghệ

An và Hà Tĩnh) mang tầm chiến lược quốc gia

1.2 Một số biện pháp xử lý tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật trong ñất:

Hiện nay trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng ñã có nhiều phương pháp xử lý hóa chất BVTV tồn lưu trong ñất ñược nghiên cứu thành công, một số phương pháp ñã ñược áp dụng thành công trong việc xử lý hóa chất BVTV tồn lưu

ở một số ñiểm trong nước Sau ñây là một số phương pháp xử lý hóa chất BVTV tồn lưu trong ñất ñã ñược nghiên cứu ở Việt Nam

1.2.1 Phương pháp phá huỷ bằng hồ quang, plasma

Phương pháp ñược tiến hành trong thiết bị cấu tạo ñặc biệt Các liên kết hóa học của hợp chất hữu cơ bị bẻ gẫy ở nhiệt ñộ cao tạo nên Plasma khí ion hoá (thường cao hơn 28.0000C) trong ống phản ứng sinh ra sóng phát xạ electron cực ngắn (vi sóng) và tạo ra các nhóm gốc tự do dẫn tới việc tạo thành SO2, CO2, H2O,

HPO3, và Cl2, Br2 Sản phẩm phân hủy ñược tạo ra phụ thuộc vào bản chất thuốc BVTV

Có thể lấy Malathion làm ví dụ, khi ñó Malathion bị phá huỷ như sau:

Plasma + C10H19O6PS2 + 15O2 => 2SO2 + 10CO2 + 9H2O + HPO3

Kết quả thử nghiệm theo phương pháp trên cho thấy một chất trừ sâu, diệt cỏ

- Chỉ sử dụng hiệu quả trong pha lỏng và pha khí;

- Chi phí cho xử lý cao, vốn ñầu tư lớn

1.2.2 Phương pháp chiết

Chiết bằng dung môi:

Chiết bằng dung môi là phương pháp cổ ñiển, thường sử dụng trong công nghệ hoá học ñể tách và tinh chế các chất Kỹ thuật chiết sử dụng tính tan tương hỗ của một chất trong hai chất lỏng không trộn lẫn vào nhau Lợi dụng khả năng hoà tan tốt của nhiều hoá chất BVTV trong các dung môi hữu cơ, trong khi các dung môi này không hoà tan trong nước, người ta ñã qua sử dụng có thể tinh chế cho các quá trình xử lý tiếp theo

Nhược ñiểm: cơ bản của kỹ thuật này là việc sử dụng dung môi ñể tách chiết

lại có thể gây ô nhiễm môi trường do chính dung môi sử dụng, ñòi hỏi những thiết

bị sử dụng cồng kềnh, chi phí ñầu tư ban ñầu lớn

Chiết bằng màng lỏng

Trong những năm gần ñây, cùng với sự phát triển của kỹ nghệ hoá học, người ta có thể tạo ra các hợp chất mới, có thể sử dụng ñể tách dễ dàng các chất ra khỏi nhau bằng phương pháp chiết màng mỏng Kỹ thuật chiết màng mỏng khác với

kỹ thuật chiết cổ ñiển nêu trên ở chỗ kỹ thuật chiết màng mỏng sử dụng một hệ nhũ

tương nước trong dầu ñể phân tách Nhờ bề mặt lớn của màng ở dạng phân tán huyền phù ñã tạo ñiều kiện thu gom rất tốt các chất trong pha nước Hơn nữa việc chiết và tách trong quá trình sử dụng kỹ thuật chiết màng lỏng xảy ra ñồng thời và nhanh hơn so với phương pháp chiết cổ ñiển

Những kết quả phương pháp cho thấy phương pháp chiết bằng màng lỏng sử dụng khá hiệu quả ñể tách các chất, thậm chí cả những chất có ñộ hoà tan tốt trong nước như phenol, axit axetic và các ion kim loại Kết quả nghiên cứu áp dụng phương pháp chiết màng lỏng cho thấy:

- Hơn 99% phenol có thể chiết từ dung dịch nước sau gần một phút

- Axit axetic có thể bị chiết bằng màng lỏng, song với tốc ñộ chậm hơn (5-10 phút)

- Thuốc diệt cỏ MCPA có ñộ hoà tan cao (852ppm) có thể ñược chiết tới hơn 61%, còn thuốc diệt cỏ atrazin có ñộ hoà tan thấp (33ppm) ñược chiết tới 93% sau

15 - 20 phút

Ưu ñiểm: Ưu ñiểm của phương pháp chiết bằng màng lỏng là có thể dễ dàng

áp dụng, thiết bị gọn nhẹ, ñầu tư ban ñầu thấp Ngoài ra dùng phương pháp chiết bằng màng lỏng người ta có thể chiết các kim loại nặng như kẽm, crom, ñồng, niken

và ứng dụng trong việc xử lý nước thải của các ngành khác nhau

Kỹ thuật chiết màng lỏng ñang ñược nghiên cứu tiếp tục nhằm nâng cao hiệu quả chiết của các loại màng khác nhau, ñặc biệt ñối với các hoá chất BVTV có ñộ hoà tan cao trong nước

1.2.3 Phương pháp oxy hoá (ở nhiệt ñộ cao)

Phương pháp oxy hoá ở nhiệt ñộ cao có hai công ñoạn chính sau:

- Công ñoạn 1: Công ñoạn tách chất ô nhiễm ra khỏi hỗn hợp ñất bằng

phương pháp hoá hơi chất ô nhiễm Tuỳ thuộc vào loại chất ô nhiễm, quá trình hoá hơi xảy ra ở nhiệt ñộ cao hơn nhiệt ñộ sôi của chất ô nhiễm, thường từ 1500C ñến

4500C ñối với các hoá chất BVTV loại mạch thẳng và từ 3000C ñến 5000C ñối với các hoá chất BVTV loại mạch vòng hoặc có nhân thơm

- Công ñoạn 2: Công ñoạn phá huỷ chất ô nhiễm bằng nhiệt ñộ cao Dùng

nhiệt ñộ cao có dư oxy ñể oxy hoá triệt ñể các chất ô nhiễm tạo thành CO2, H2O, HCl, NOx, P2O5 (tuỳ thuộc vào bản chất của chất ô nhiễm ñược xử lý) ðể quá trình oxy

hoá xảy ra hoàn toàn, lượng oxy dư phải ñược duy trì ở mức lớn hơn 6% và nhiệt ñộ buồng ñốt phải ñủ cao (>1.1000C) nhằm tránh việc tạo sản phẩm nguy hiểm

Người ta ñang nghiên cứu ñể ñưa vào ứng dụng loại lò ñốt muối nóng chảy Ở loại lò ñốt muối nóng chảy, chất thải có thể cháy ñược và không khí ñược ñưa qua bề mặt của khối muối cacbonat natri nóng chảy (T = 800C - 1000C) Hiệu quả phân huỷ hydrocacbon có thể ñạt tới 99,99% Nhược ñiểm chính của biện pháp này là sự kết khối tro không cháy và muối trong lò cũng như tốc ñộ ăn mòn thành lò cao

Ưu ñiểm: Là phương pháp tổng hợp vừa tách chất ô nhiễm ra khỏi ñất vừa

làm sạch triệt ñể chất ô nhiễm, khí thải rất an toàn cho môi trường (khi có hệ thống lọc khí thải)

- Hiệu suất xử lý tiêu ñộc cao >99%

- Cặn bã, tro sau khi xử lý chiếm tỷ lệ rất nhỏ (0,01%)

Nhược ñiểm:

- Chi phí cho xử lý cao

- Không áp dụng ñể xử lý kim loại nặng

- Cấu trúc ñất sau khi xử lý bị phá huỷ

- Khí thải cần lọc trước khi thải vào môi trường

1.2.4 Giải pháp phân huỷ hoá chất BVTV bằng tia cực tím (UV) hoặc bằng ánh sáng mặt trời

Các bức xạ cực tím có năng lượng lớn, do ñó nó có tác dụng phá huỷ lớn Các phản ứng phân huỷ bằng tia cực tím (UV), bằng ánh sáng mặt trời thường làm gẫy mạch vòng hoặc gẫy các mối liên kết giữa clo với cacbon, hoặc nguyên tố khác trong cấu trúc phân tử của chất hữu cơ với cacbon và sau ñó thay thế nhóm ñó bằng nhóm phenyl hoặc nhóm hydroxyl và làm giảm ñộ ñộc của ñất

Các thực nghiệm cũng như thực tiễn ñã chứng minh rằng các chất clo hữu cơ bền có thể bị quang phân hủy dưới những ñiều kiện nhất ñịnh Ví dụ trong môi trường metanol thì 2,3,7,7 - TCDD bị phân hủy hoàn toàn sau 24h Nói chung trong môi trường dung môi hữu cơ (xylen, clorofoo…) tác dụng phân hủy của ánh sáng tử ngoại ñối với dioxin khá cao

Các nhà khoa học cho rằng hiện tượng quang phân hủy của clo hữu cơ bền

có liên quan chặt chẽ với môi trường có tác nhân hydro (hydrogen donor) Ngoài

ra, khi hấp phụ lên xilicagen các dioxin cũng dễ bị quang phân hủy hơn ðiều ñó giải thích cho sự phân hủy các DDT, dioxin… khi hấp phụ lên các hạt bụi nhỏ lan truyền trong không khí Như vậy về nguyên lý, nếu tách ñược các dioxin khỏi ñất nhiễm vào môi trường thích hợp (metanol, xylen, clorofooc, một số các chất hoạt ñộng bề mặt cation, silicagen…) thì việc phân hủy bằng ánh sáng tử ngoại, ñược thực hiện khá dễ dàng Hiện nay phương pháp này ñược áp dụng chủ yếu

ñể xử lý nước thải ô nhiễm chứa các chất hữu cơ và ñã ñược Cục môi trường Mỹ cho phép hoạt ñộng Ví dụ là các thiết bị CAV - OX®I và CAV - OX®II Việc nghiên cứu ñể xử lý khu vực ñất nhiễm các dioxin theo phương pháp này ñang ñược tiếp tục nghiên cứu Phương pháp này có ý nghĩa rất lớn trong việc xử lý diện tích lớn ñất bị ô nhiễm các dioxin do phun rải thuốc trừ sâu diệt cỏ, tại ñó chiều sâu ô nhiễm chỉ giới hạn ở lớp bề mặt canh tác, do ñó có thể sử dụng ánh sáng mặt trời làm quang năng

ðối với các khu vực ô nhiễm thuốc bảo vệ thực vật ở nước ta hiện nay, phương pháp này khó có thể áp dụng do chiều sâu ô nhiễm ñã rất lớn (hơn 1m), khó có thể cho ánh sáng tác dụng vào sâu trong lòng ñất Nếu ñào xới nhiều lần thì thời gian phơi nhiễm lớn, khả năng lan truyền ñất nhiễm sang các vùng lân cận không thể kiểm soát ñược

Ngày nay, ñể nâng cao hiệu quả xử lý, việc phân hủy bằng phương pháp quang phân hủy thường ñược sử dụng như là một trong các giai ñoạn của quá trình xử lý ðối với trường hợp ô nhiễm thuốc BVTV ở các khu vực ô nhiễm nặng mà nguồn gốc không phải do phun rải, việc áp dụng phương pháp này gặp khó khăn lớn nhất là cần phải tách ñược DDT, 666 và các chất ñộc khác bằng dung môi thích hợp từ những vùng ñất rộng lớn, chiều sâu ô nhiễm không chỉ hạn chế ở lớp bề mặt mà ñến hàng mét Việc tách chiết các chất ñó ra khỏi mẫu ñất nhiễm, như các phương pháp xử lý mẫu trong phân tích ñã cho thấy là rất khó khăn và ñắt tiền Các thiết bị ñể thực hiện phản ứng quang hóa cho một khối lượng lớn cũng rất phức tạp Vì lẽ ñó không thể lựa chọn phương pháp này trong

ñiều kiện xử lý khu vực ñất nhiễm ở nước ta

Ưu ñiểm: Hiệu suất xử lý cao, chi phí cho xử lý thấp, rác thải ra an toàn ñối

với môi trường

Nhược ñiểm: Không thể áp dụng ñể xử lý chất ô nhiễm chảy tràn và chất thải

rửa có nồng ñộ ñậm ñặc Có thể áp dụng phương pháp này ñể xử lý ñất, tuy nhiên khi có lớp ñất trực tiếp ñược tia cực tím chiếu không dày hơn 5mm Do ñó, khi cần

xử lý nhanh lớp ñất bị ô nhiễm tới các tầng sâu hơn 5mm thì phương pháp này ít ñược sử dụng và ñặc biệt trong công nghệ xử lý hiện trường

1.2.5 Phương pháp hấp phụ

ðây là phương pháp thu gom và giữ hoá chất BVTV trên bề mặt của các chất hấp phụ Có thể sử dụng các chất hấp phụ có nguồn gốc tự nhiên (than bùn, các chất khoáng, các chất mùn ), các chất hấp phụ tổng hợp (gồm hoạt hoá, các nhựa trao ñổi ion ), than hoạt tính

gỗ, vỏ cây, rêu mốc mọc trên than bùn ) tỏ ra có khả năng hấp phụ malathion trong nước (có khuấy trộn) thì hiệu quả thu gom có thể ñạt tới 70% - 90%

- Trong thực tế, ñất và các chất hữu cơ có mặt trong ñất có khả năng hấp phụ hoá chất BVTV Khi tưới nước có chứa hoá chất BVTV lên ñất thì có tới 70% hoá chất BVTV bị giữ lại ở lớp bề mặt (0 - 8 cm) Tuy nhiên việc tưới nước có chứa hoá chất BVTV lên ñất lại gây ô nhiễm trong ñất và trong một số trường hợp có thể gây

ra ô nhiễm nguồn nước ngầm

Các hoá chất BVTV sau khi ñược thu gom trên chất hấp phụ có thể áp dụng

nhiều biện pháp khác nhau ñể xử lý chúng như kỹ thuật chiết bằng dung môi khi muốn thu hồi, các kỹ thuật oxy hoá khác nhau hoặc kỹ thuật ủ phân huỷ bằng vi sinh vật Khi ñó ta có thể tái sử dụng chất hấp phụ Tuy nhiên, việc ñánh giá khả năng hấp phụ còn lại sau khi ñã tiến hành các kỹ thuật nêu trên là rất quan trọng nhằm ñảm bảo một hiệu quả cao các quá trình hấp phụ tiếp theo

1.2.6 Phương pháp xử lý bằng nhiệt

Các phương pháp xử lý bằng nhiệt ñộ cao thường bao gồm: nhiệt phân và thiêu ñốt Ngoài ra trong những năm gần ñây phương pháp phân hủy nhiệt ñộ thấp cũng ñược nhiều nhà nghiên cứu quan tâm

Phương pháp ñốt ở nhiệt ñộ cao:

Thiết bị ñốt bao gồm các thành phần chính: Lò quay, buồng ñốt/buồng ñốt thứ cấp, tháp làm lạnh, hệ thống xử lý khí thải

Các yêu cầu kỹ thuật:

- Ở 12000C: ñốt với >3% ô xy; thời gian tiếp xúc: 2 giây;

- Ở 16000C: ñốt với >2% ô xy; thời gian tiếp xúc: 15 giây;

Hệ thống không ñược chứa các kim loại nặng

Nhất thiết phải có hệ thống xử lý, kiểm tra khí thải, ñặc biệt PCB, dioxin, Furan…hình thành

Ưu ñiểm: Xử lý nhanh với hiệu suất xử lý cao, hầu như triệt ñể: 99,99%

Phương pháp thiêu ñốt trong lò xi măng

Thực chất ñây cũng là phương pháp thiêu ñốt ở nhiệt ñộ cao Tuy nhiên vì lò

xi măng thiết kế ñể sản xuất clinker nên ngoài việc phải ñáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt của phương pháp thiêu ñốt ở nhiệt ñộ cao như trên ñã trình bày, thì phương pháp thiêu ñốt trong lò xi măng phải ñáp ứng thêm các yêu cầu khác như:

- Chất thải chứa POPs không làm ảnh hưởng ñến tuổi thọ của các thiết bị sản xuất clinker;

- Chất thải chứa POPs phải có hệ số năng lượng cao như một nguồn nguyên liệu cung cấp năng lượng thay thế;

- Các sản phẩm thiêu ñốt không ñược làm ảnh hưởng ñến chất lượng của

1.2.7 Phương pháp rửa ñất nhiễm bằng dung môi

Trong thời gian gần ñây, phương pháp dùng các dung môi như cồn, dầu, toluen… ñể rửa ñất nhiễm ñược các nhà nghiên cứu và Cục bảo vệ Môi trường ở

Mỹ nghiên cứu và thử nghiệm ñối với các khu vực ñất nhiễm

Nguyên lý của phương pháp là chất ô nhiễm dạng hữu cơ hòa tan tốt trong

các dung môi thích hợp Các chất ô nhiễm sau khi chiết ñược xử lý bằng phương pháp hấp phụ hoặc phương pháp khác, dung môi dùng ñể triết sau ñó ñược thu hồi

và sử dụng lại

Ở nước ta mới chỉ thử nghiệm các mẫu ñất nhiễm dioxin, qua ñó thấy rằng hiệu xuất chiết ñạt ñược chưa cao, thời gian chiết kéo dài Mặt khác ta cũng chưa có các thiết bị ñủ an toàn ñể triển khai lượng lớn ñất nhiễm

1.2.8 Các phương pháp hóa học

Các phương pháp hóa học sử dụng các hóa chất thích hợp ñể phân hủy

Một số phương pháp hóa học ñược nghiên cứu nhiều bao gồm:

Phương pháp thế nhóm ñộc trong phân tử thuốc BVTV

ðể thế clo trong nhân phân tử các clo hữu cơ như DDT, dioxin, các PCB… (polyclobiphenyl) ñã có công nghệ sử dụng các dẫn xuất kiềm như natri, kali của polyetylenglycol Hiệu suất phản ứng ñạt khá cao >96% ñối với 2,3,7,8 TCDD và 99,9% ñối với các dioxin khác Nhiệt ñộ phản ứng là 1000C Miyata và cộng sự ñã

sử dụng các hợp chất amin ñể thủy phân các dioxin trong tro bay

Như vậy, ngoài các phương pháp thế clo trong vòng phân tử của các dioxin, PCB ñã biết có thể lựa chọn các tác nhân khác, môi trường khác và xúc tác hợp lý ðiều này nói lên rằng nghiên cứu ñể phá hủy các DDT, các thuốc BVTV khác bằng phản ứng thế là có cơ sở

Phương pháp declo hóa trong tác nhân hóa học

Tác nhân declo hóa ựược nghiên cứu nhiều nhất là hydro ở áp suất cao (hàng trăm bar) Phản ứng thế clo trong phân tử DDT bằng hydro tạo thành trong phân tử chứa ắt clo hơn hoặc không có clo

Xúc tác ựóng vai trò quyết ựịnh trong các phản ứng hydro hóa Các xúc tác thường dùng trong công nghiệp hóa học là các kim loại và các oxit kim loại đó là các kim loại nhóm VIII trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học: Ni, Pd, Co, Pt,

ở dạng bột mịn hay dạng sợi Các oxit thường dùng là NiO, MoO3, Al2O3

Anderson, Rappe và những người khác ựã sử dụng xúc tác Denox (một loại xúc tác trên cơ sở Ti/V dạng sợi ựể khử NOx trong khắ thải của ựộng cơ) ựể declo hóa dioxin trong khắ thải các lò ựốt rác

Phương pháp sử dụng natri kim loại ựể phân hủy các PCB thành công cũng rất ựáng chú ý khi phân hủy các dioxin Bản chất của phương pháp này là trong môi trường nước natri kim loại phản ứng với nước sinh ra hydro nguyên tử có khả năng phản ứng cao

Ngoài tác nhân declo hóa bằng hydro dưới áp suất cao còn có thể sử dụng các tác nhân có tắnh khử khác Vắ dụ như khi xử lý các chất ựộc quân sự có chứa clo người ta sử dụng natrisunfua trong môi trường có chất hoạt ựộng bề mặt Việc tìm

ra các chất ựể sản phẩm sau phản ứng của chúng không ảnh hưởng ựến môi trường,

có khả năng khử declo hóa các dioxin sẽ là hướng ựáng ựược quan tâm

Ngoài ra, nếu như cần phải có tác ựộng của xúc tác thì hydro phân tử ựược chuyển thành hydro nguyên tử có khả năng phản ứng cao, thì việc sử dụng hydro mới sinh ra từ các phản ứng hóa học cho ta hydro cũng có khả năng hoạt ựộng tương tự như sử dụng xúc tác

Phương pháp oxy hóa bằng tác nhân Fenton kết hợp với phương pháp Fenton quang hóa ựể xử lý ựất ô nhiễm DDT ở nồng ựộc cao

Phương pháp này ựã ựược Viện Hóa học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam tiến hành thử nghiệm có kết quả tốt trên ựối tượng ựất nhiễm DDT nồng ựộ cao ~ 50% tại xã Nghĩa Trung , huyện Nghĩa đàn, tỉnh Nghệ An

Bản chất của quá trình oxy hóa với tác nhân Fenton:

Các phản ứng sau ñây có thể ñược hình thành trong hệ xúc tác Fenton:

và môi trường

- Tác nhân Fenton (H2O2 + Fe2+) là một tác nhân an toàn nhất ñối với môi trường;

- Tác nhân Fenton (H2O2 + Fe2+) và các hóa chất khác sử dụng trong phương pháp này tương ñối sẵn và rẻ trên thị trường Vì thế giá thành xử lý có thể chấp nhận ñược;

- Fenton quang hóa là một kỹ thuật mới, hiệu quả cao, là một công nghệ sạch

sử dụng năng lượng mặt trời sẵn có quanh năm ở Việt Nam

- Quy trình công nghệ không quá phức tạp: phản ứng xảy ra ở nhiệt ñộ và áp

suất thường, không gây cháy nổ ựộc hại và các vấn ựề an toàn môi trường và an toàn lao ựộng khác

- Thiết bị có thể tự chế tạo trong nước và với việc sử dụng tác nhân Fenton (H2O2 + Fe2+) tương ựối sẵn và rẻ trên thị trường nên tổng giá thành xử lý có thể chấp nhận ựược

- Phương pháp này ựã ựược Viện Hóa học tiến hành thử nghiệm có kết quả tốt trên ựối tượng ựất nhiễm DDT nồng ựộ cao ~ 50% tại xã Nghĩa Trung, huyện Nghĩa đàn, tỉnh Nghệ An

Tóm tắt công nghệ:

Các lớp ựất bị ô nhiễm DDT với nồng ựộ cao tại ựiểm tồn lưu hóa chất

BVTV sau khi thu gom ựược xử lý theo quy trình sau:

- Xác ựịnh chắnh xác hàm lượng, ựộ ẩm, pH, một số tắnh chất nông hóa cơ bản của ựất Trên cơ sở ựó sẽ tắnh toán ựược các yếu tố cơ bản sau:

+ Nồng ựộ của tác nhân oxy hóa (H2O2 + Fe2+); nồng ựộ của xúc tác (Fe2+); + Tỷ lệ giữa nồng ựộ của tác nhân oxy hóa và nồng ựộ của xúc tác

+ Nồng ựộ của các chất POPs ban ựầu trong ựất, pH, nhiệt ựộ và thời gian xử lý + Nồng ựộ các chất hoạt ựộng bề mặt; nồng ựộ của tác nhân H2O2

- Quá trình xử lý ựược tiến hành trong thiết bị xử lý di ựộng chuyên dụng bằng thép không rỉ với dung tắch từ 1 - 2 m3

- Sau một thời gian xác ựịnh, khối ựất nhiễm DDT xử lý ựược trải trên sân xi măng với diện tắch thắch hợp ựể tiến hành xử lý tiếp theo bằng quá trình Fenton quang hóa với năng lượng mặt trời

- Sau khi xử lý, toàn bộ khối ựất ựược kiểm nghiệm nồng ựộ DDT, pH Nếu ựạt ngưỡng cho phép, ựiều chỉnh pH của ựất bằng vôi bột sao cho pH ~7

Mức ựầu tư tạm tắnh (USD/tấn):

Loại ựất nhiễm DDT từ 40-50%: 600 tương ựương với 1200 USD/ 1m3 Loại ựất nhiễm DDT từ 30-40%: 500 tương ựương với 1200 USD/ 1m3 Loại ựất nhiễm DDT từ 20-30%: 400 tương ựương với 800 USD/ 1m3

Loại ựất nhiễm DDT từ 10-20%: 300 tương ựương với 600 USD/ 1m3

Loại ựất nhiễm DDT từ từ dưới 10%: 200 tương ựương với 400 USD/ 1m3

1.2.9 Các phương pháp xử lý sinh học

Phương pháp phân hủy bằng vi sinh

Trên thế giới ñã phát hiện hơn 300 chủng vi sinh vật ( vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn) có khả năng chuyển hóa và khoáng hóa DDT

Các nhóm vi sinh vật chủ yếu phân hủy DDT:

- Vi khuẩn: Baccilius, Enterrobacterr, Arthrobacter, Alcaligenes, Eschrichia, Hydrogemonas, Klebsiella, Micrococus, Pseudomonas v.v

- Nấm: Norcadia, Phanerochaete chrysosporium, Trichoderma, Aspergillus, Penicilium v.v

- Xạ khuẩn: Streptomyces

Các sản phẩm của quá trình phân hủy sinh học bởi vi sinh vật (VSV) và thực vật:

- Các sản phẩm chuyển hóa DDT: DDD, DDE, DDMU…

- Sản phẩm của quá trình khoáng hóa: axit hữu cơ, nước, sinh khối vi sinh vật, các khí khác

Sản phẩm xử lý bằng thực vật: ngọn, thân, rễ tích tụ DDT, DDD, và DDE cao (không phân hủy)

Phương pháp phân hủy sinh học

Bổ sung các chất cần thiết ñể sinh vật bản ñịa phân hủy DDT trong ñất

Thực hiện ngay tại vùng ô nhiễm hay chuyển ñất ô nhiễm ñến nơi có ñiều kiện

ñể xử lý

Tăng cường sinh học

Xử lý ñất nhiễm trong các bioreactor ñược kiểm soát các yếu tố liên quan ñến

sự phân hủy và chuyển hóa sinh học

Sử dụng thực vật giảm thiểu DDT trong ñất Theo kết quả nghiên cứu tại một số nước: tại Trung Quốc: cỏ Taya và Titan giảm 19,6% - 73% sau 3 tháng với nồng ñộ ban ñầu 0,125 mg/kg ñất; tại Australia: rong biển khô với nồng ñộ 0,5%, 1%, 3%, 5%

và 13% (w/w) giảm 80%, 64%, 50%, 40% và 34% DDT trong 6 tuần Tại các nước khác sử dụng cây bí ngô và Zuchini cho kết quả:

Bảng 1.1 Hiệu quả xử lý DDT bằng phương pháp phân hủy sinh học

TT Nồng độ DDT ban đầu Nồng độ sau xử lý Hiệu quả tính theo %

Một số cơng nghệ phân hủy sinh học để xử lý DDT trên thế giới

Trên thế giới đã cĩ hơn 10.000 dự án xử lý POP và các chất ơ nhiễm khác, trong đĩ cĩ 104 dự án lớn đã thực hiện xử lý khử độc, DDT cũng đã được xử lý

Xử lý bằng phương pháp phân hủy sinh học hiếu khí thực hiện bởi Gray và cộng sự năm 2002 với khối lượng DDT, DDD, DDE và Toarphene, Chlordance là 22.800 m3, sau 3 tháng từ nồng độ ban đầu 13.000 ppb xuống 750 ppb, giảm gần 1/2 hàm lượng ban đầu

Dự án THAN superfund site ở Montgomery, Alahama, David Raymond và cộng sự xử lý theo phương pháp chu kỳ kị khí/ hiếu khí sau 3-12 chu kỳ trong khoảng thời gian từ 6-24 tuần, với khối lượng 300.000 tấn cĩ nồng độ 227 mg/kg DDT, 590mg/kg DDD, 65 mg/kg DDE đã giảm cịn 15,87 và 8,6 mg/kg theo thứ tự tương đương với 93,85 và 87% chất độc đã bị loại bỏ

Các nghiên cứu sử dụng nấm ðảm, các tập đồn vi sinh vật để xử lý DDT theo phương pháp Exsitu đã được tiến hành ở nhiều nơi

Kết quả nghiên cứu của Viện Cơng nghệ sinh học

Xử lý DDT bằng phương pháp kị khí cũng như được áp dụng thành cơng với sự

bổ sung các nguồn N, P đường đơn, Na+ v.v, đồng thời sử dụng phế liệu của các ngành cơng nghiệp thực phẩm và nơng nghiệp cũng là một hướng đi rất nhiều triển vọng

Vi sinh vật trong đất nhiễm DDT 104 - 106 MPN/g; các nhĩm vi sinh vật sau đây đã được phát hiện: nấm sợi, xạ khuẩn và vi khuẩn

Ưu điểm:

- Hai chủng xạ khuẩn và vi khuẩn phân lập từ đất nhiễm DDT cĩ khả năng

sử dụng tốt DDT như nguồn cacbon và năng lượng duy nhất hay đồng trao đổi chất

và các chủng này đã được phân loại bằng xác định trình tự gen16S RRNA, chúng

thuộc chi Streptomyces và Bacillius; các vi sinh vật trên ñều ñược công bố có khả

năng phân hủy DDT rất tốt

- Chủng vi sinh có khả năng phát triển rất tốt trên môi trường chứa DDT với chất hoạt ñộng bề mặt sinh học có nguồn gốc thực vật Việt Nam

ô nhiễm, lọc chất ô nhiễm qua rễ thực vật

ðối với khu vực ñất nhiễm diện rộng, có nồng ñộ chất ñộc ở một khoảng không quá lớn phương pháp trồng cây là thích hợp ðây là phương pháp rất ñược quan tâm ở các nước tiên tiến như Asutralia, Canada, Mỹ…Theo những nghiên cứu tại Hội nghị Hóa học các nước ven Thái Bình Dương tháng 12/2005

và trên báo Sciencedaily các loại cây họ bầu bí, ñặc biệt là bí ngô có khả năng cải tạo ñất nhiễm DDT rất tốt và có nhiều hứa hẹn trong việc ứng dụng vào thực tiễn Tuy nhiên việc lựu chọn cây trồng hợp lý cần ñược nghiên cứu lựa chọn kỹ của các cơ quan chuyên môn

1.2.10.Phương pháp chôn lấp an toàn

Phương pháp chôn lấp là phương pháp ñược sử dụng nhiều nhất trên thế giới khi có sự cố hóa học, như sau sự cố Seveso ở Italy, người ta ñã chôn lấp hàng vạn khối ñất nhiễm tại vùng I là tâm sự cố Các chất ñộc da cam không sử dụng hết sau chiến tranh và các chất PCBs ñã cấm sử dụng ñược người Mỹ chôn lấp tại các hố ở ñảo Johnston Alli (Hawai)…

Các bãi chôn lấp chất thải nguy hại ñược thiết kế và quy ñịnh lựa chọn vị trí

ở từng nước, từng ñịa phương khác nhau, có sự thay ñổi từng thời kỳ phụ thuộc vào trình ñộ khoa học công nghệ và khả năng kinh tế Ngoài ra còn có phương pháp mà

theo ựó vật chất nguy hại ựược chứa trong các container bằng thép dày Sau ựó chôn các container ựến một ựộ sâu cho phép tại các vị trắ không có mạch nước ngầm

Một phương pháp cô lập khu vực ô nhiễm bằng cách xây dựng hệ thống rãnh chắn, tường chắc kết hợp với sử dụng các vật liệu cô lập, vật liệu hấp thụ ựể kiểm soát nước thải từ khu vực nhiễm ra môi trường xung quanh Mặc dù là phương pháp

rẻ tiền ựang ựược thực hiện ở một số nơi ựối với ựất nhiễm ựộc và bãi thải khác, cộng ựồng thế giới ựang cố gắng ựể không sử dụng phương pháp này do nguy cơ tiềm ẩn lâu dài, không lường trước của các hậu quả của các nguồn nhiễm, thời gian kiểm soát không ựược xác ựịnh, do các chất ựộc di chuyển ựến lớp ựất nằm cận lớp ựất sét tắch lũy càng cao, việc lựa chọn phương pháp này ựối với trường hợp ô nhiễm của nước ta do ựó ựược xem như là giải pháp tạm thời

Hiện nay, phương pháp cô lập triệt ựể ựất nhiễm hóa chất bảo vệ thực vật trên cơ sở sử dụng các vật liệu polyetylen tỉ trọng cao (HDPE), vật liệu cách ly dạng enviromat ựã ựược các nước tiên tiến trên thế giới áp dụng Nhiều công ty nước ngoài ựã vào nước ta ựể quảng cáo tiếp thị các vật liệu và công nghệ ựó đề tài của Chương trình 33 ựã có mô tả chi tiết việc áp dụng công nghệ ựó vào ựiều kiện cụ thể của nước ta ựối với khu vực nhiễm chất ựộc da cam/dioxin tại sân bay đà Nẵng Mặc dù phương pháp cô lập ựó là rất ựáng tin cậy nhưng vẫn không loại trừ ựược mức ựộ nguy hiểm của ựất nhiễm tại khu vực cô lập, thời gian giải phóng khu vực là không xác ựịnh, ựòi hỏi phải theo dõi lâu dài Chắnh vì vậy phải kết hợp với phân hủy bằng vi sinh hoặc hóa chất thắch hợp

Các loại hoá chất, thuốc BVTV tồn ựọng cần tiêu huỷ là loại nguyên chất, tồn ựọng lâu ngày không sử dụng, kém phẩm chất, thuốc do gian thương pha trộn giả, thuốc nhập lậu không rõ nguồn gốc Các thuốc thuộc loại này thường có ựộc tắnh rất cao, khó phân huỷ, có khả năng tắch luỹ lâu dài trong môi trường, nhà nước

ựã cấm sử dụng, vắ dụ như: DDT, 666, Methylparathion Tuỳ thuộc bản chất của hoá chất, thuốc BVTV cần tiêu huỷ và ựiều kiện kinh tế, kỹ thuật, ựịa hình từng môi trường tồn ựọng hoá chất, thuốc BVTV mà vận dụng phương pháp tiêu huỷ và vị trắ tiêu huỷ thắch hợp

1.2.11 Các phương pháp kết hợp ñể xử lý ñất nhiễm hóa chất bảo vệ thực vật

Các phương pháp kết hợp ñể xử lý ñất nhiễm DDT là sự kết hợp của 2 hay nhiều hơn các quá trình vật lý, hóa học và sinh học Bởi vì các thuốc BVTV là những chất bền, do ñó ñể phá hủy chúng cần phải có phương pháp ñủ hiệu quả, kết hợp các quá trình khác nhau Theo các tài liệu công bố hiện nay, các phương pháp ñược chú ý là:

- Phương pháp phân hủy hóa học kết hợp với chôn lấp: Phương pháp này phù hợp áp dụng ñối với khu vực ô nhiễm trung bình ở phạm vi lớn và chưa có phương

án xử lý triệt ñể

Bản chất của phương pháp này là sử dụng các loại vật liệu có ñộ chống thấm cao, bền với các tác ñộng của môi trường khu vực ñể ngăn chặn sự lan tỏa của chất gây ô nhiễm ra môi trường xung quanh (vật liệu hấp phụ bentonite) ñồng thời bổ sung các hóa chất thích hợp ñể phân hủy TBVTV và ñất nhiễm ñã cách ly Tác nhân hóa học sử dụng ñể phân hủy TBVTV nhóm clo hữu cơ là bazơ hữu cơ mà cụ thể là hỗn hợp alcolat của MEA và EEG Bằng các phản ứng hóa học, các hóa chất xử lý

sẽ dần dần thay thế các nguyên tử clo trong phân tử TBVTV ñể tạo ra các chất ít ñộc hơn, kém bền vững và dễ phân hủy trong các hố chôn lấp ðối với các loại TBVTV họ lân hữu cơ, carbamat và thuốc diệt chuột, hóa chất xử lý là bazơ vô cơ

ñể phân hủy dựa trên cơ chế thủy phân

Ưu ñiểm:

Phương pháp này nâng cao tính an toàn của khu ñất nhiễm

- Rút ngắn thời gian theo dõi kiểm soát, sớm giải phóng khu ñất nhiễm ñể sử dụng vào mục ñích khác

- Trong công nghệ này, các phản ứng hóa học quá trình phân hủy thuốc BVTV xẩy ra trong ñiều kiện kín hoàn toàn nên nên mùi hóa chất BVTV không phát tán ra môi trường không khí xung quanh, nước rò rỉ chứa chất ô nhiễm không thẩm thấu, lan tỏa vào các lớp ñất sâu hay tầng chứa nước ngầm

Nhược ñiểm:

- Thời gian phân hủy ñất nhiễm thuốc BVTV sau khi mang ñi chôn lấp là rất lâu Hiệu quả xử lý ô nhiễm là không cao

-Phương pháp chôn lấp kết hợp với phương pháp vi sinh;

Nguyên lý: Dựa trên quá trình hai giai ñoạn: phân hủy thuốc BVTV bằng

phương pháp sinh học nào ñó, sau ñó chôn lấp theo phương pháp hiện ñại

Ưu ñiểm: Phương pháp này là tương ñối dễ thực hiện và an toàn

Nhược ñiểm: Cần phải có hố chôn lấp, phải kiểm soát trong một khoảng thời

gian

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 đối tượng nghiên cứu:

Trong phạm vi ựề tài ựề tài tiến hành nghiên cứu các kho chứa thuốc BVTV

cũ (10 kho)

2.2 địa ựiểm nghiên cứu:

10 kho chứa thuốc BVTV cũ không còn sử dụng trên ựịa bàn tỉnh Bắc Giang

- Nghiên cứu thực hiện từ tháng 7 năm 2012 ựến tháng 4 năm 2013

2.4 Nội dung nghiên cứu:

- điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội tỉnh Bắc Giang

- đánh giá tình hình các kho chứa thuốc cũ không còn sử dụng trên toàn bộ khu vực tỉnh Bắc Giang

- Hiện trạng tồn dư lượng Lindane, DDT, Trichlorfon tại ựịa ựiểm nghiên cứu

- đề xuất giải pháp quản lý, xử lý tồn dư

2.5 Phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp:

Thống kê các thông tin về các kho chứa thuốc BVTV cũ trên ựịa bàn tỉnh không còn hoạt ựộng (Các số liệu ựược tổng hợp từ Chi cục bảo vệ thực vật thuộc

Sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn Bắc Giang và 10 huyện, thành phố và các phòng Tài nguyên và Môi trường)

- Phương pháp khảo sát, lấy mẫu hiện trường:

Khảo sát, lấy mẫu ựất ựể phân tắch lượng tồn dư hóa chất thuốc BVTV (Lindane (C6H6Cl6), DDT (C14H9Cl5), Trichlorfon (C4H8Cl3O4P) và 2,4-D(C8H6Cl2O3)) trong môi trường ựất tại các kho chứa cũ không còn hoạt ựộng trên

ựịa bàn tỉnh Bắc Giang dựa trên các nguồn thông tin về các kho chứa, tình trạng hoạt ựộng

- Phương pháp lấy mẫu ựất

đề tài tiến hành lấy 31 mẫu ựất tại các kho cũ không sử dụng trên ựịa bàn tỉnh Bắc Giang (mỗi mẫu lặp lại 03 lần tại các vị trắ khác nhau, riêng Ga Sen Hồ, đình Trám (Việt Yên) lấy 04 mẫu)

STT địa

ựiểm Mô tả ựịa ựiểm lấy mẫu Tọa ựộ GPS

Ký hiệu mẫu

- Giữa nền kho Kho bỏ lâu ựã không

sử dụng, hiện là kho chứa phân bón

Kho dạng nhà cấp 4, mái ngói cũ, nền kho cao hơn xung quanh (khoảng 1,2m), xung quanh có rãnh thoát nước Nền kho bằng xi măng cũ, mái kèo tre, nền kho ẩm thấp Toàn bộ kho nằm trên vị trắ ựồi cao

N: 21.47054, E: 106.12626 A1

- Góc trái nền Kho bỏ lâu ựã không

sử dụng, hiện là kho chứa phân bón

Kho dạng nhà cấp 4, mái ngói cũ, nền kho cao hơn xung quanh (khoảng 1,2m), xung quanh có rãnh thoát nước Nền kho bằng xi măng cũ, mái kèo tre, nền kho ẩm thấp Toàn bộ kho nằm trên vị trắ ựồi cao

N: 21.47054, E: 106.12626 A2

- Góc phải nền Kho bỏ lâu ựã không

sử dụng, hiện là kho chứa phân bón

Kho dạng nhà cấp 4, mái ngói cũ, nền kho cao hơn xung quanh (khoảng

N: 21.47054, E: 106.12626 A3

1,2m), xung quanh có rãnh thoát nước Nền kho bằng xi măng cũ, mái kèo tre, nền kho ẩm thấp Toàn bộ kho nằm trên vị trí ñồi cao

- Giữa nền cửa hàng Cửa hàng hiện không còn kinh doanh, bỏ hoang, nền ñất, không có mái che

N: 21.28310, E: 106.2183 B1

- Góc trái của nền cửa hàng Cửa hàng hiện không còn kinh doanh, bỏ hoang, nền ñất, không có mái che

N: 21.28310, E: 106.21836 B2

N: 21.28310, E: 106.21836 B3

Cách mép kho phía trái 40 cm Kho thuốc cũ từ năm 1997, nền kho bằng

xi măng cũ, mái proximang, diện tích kho khoảng 2m 2

N: 21.03670, E: 105.35834 C1

Cách mép phải kho 20 cm Kho thuốc

cũ từ năm 1997, nền kho bằng xi măng cũ, mái proximang, diện tích kho khoảng 2m 2

N: 21.03670, E: 105.35834 C2

hiện ñang kinh doanh, nền kho bằng

xi măng cũ, mái proximang

N: 21.03670, E: 105.35834 C3

ñổ nát Nền kho phẳng

N: 21.21079, E: 106.2503 D1

- Góc trái nền kho Nền kho cũ bỏ hoang lâu ngày, diện tích kho khoảng 50m 2 Nền kho là nền ñất bỏ hoang lâu ngày, trần bê tông, tường gạch cũ

ñổ nát Nền kho phẳng

N: 21.21079, E: 106.25034 D2

Dũng)

- Giữa nền kho Nền kho cũ bỏ hoang lâu ngày, diện tích kho khoảng 50m 2 Nền kho là nền ñất bỏ hoang lâu ngày, trần bê tông, tường gạch cũ ñổ nát Nền kho phẳng

N: 21.21079, E: 106.25034 D3

- Góc phải kho Kho thuốc BVTV cũ hiện nay là bãi ñất bỏ hoang, hiện ñang trồng chuối có lớp phủ thực vật

là cỏ dại, nền ñất tương ñối phẳng,

có diện tích khoảng 100m 2 Nền ñất kho hiện tại cao hơn nền ñất nhà dân khoảng 50cm

N: 21.20489, E: 106.24890 E1

- Góc trái Kho thuốc BVTV cũ hiện nay là bãi ñất bỏ hoang, hiện ñang trồng chuối có lớp phủ thực vật là cỏ dại, nền ñất tương ñối phẳng, có diện tích khoảng 100m 2 Nền ñất kho hiện tại cao hơn nền ñất nhà dân khoảng 50cm

N: 21.20489, E: 106.24890 E2

là cỏ dại, nền ñất tương ñối phẳng,

có diện tích khoảng 100m 2 Nền ñất

N: 21.20489, E: 106.24890 E3

kho hiện tại cao hơn nền ñất nhà dân khoảng 50cm

- Giữa nền kho Nền kho cũ, nền ñất kho hiện ñang bỏ hoang, ñộ dốc ñịa hình hiện tại từ 3 – 5% ra ñến mặt ñường (QL37) Lớp phủ thực vật chủ yếu là cây dại, có trồng cây ăn quả (bưởi, nhãn)

N: 21.38852, E: 105.97455 F1

- Góc trái nền kho Nền kho cũ, nền ñất kho hiện ñang bỏ hoang, ñộ dốc ñịa hình hiện tại từ 3 – 5% ra ñến mặt ñường (QL37) Lớp phủ thực vật chủ yếu là cây dại, có trồng cây ăn quả

N: 21.38852, E: 105.97455 F2

N: 21.38852, E: 105.97455 F3

N: 21.38852, E: 105.97455 G1

- Góc trái nền Nền kho cũ, khoảng 200m 2 , ñã chuyển ñổi mục ñích sử dụng (hiện là ao cá của dân), mẫu ñược lấy tại bờ bên cạnh ao Xung quanh ao ñược xây tường bao, nền ñất hiện tại cao hơn nền ñất bên ngoài

N: 21.38852, E: 105.97455 G2

Thằng

(Hiệp

Hòa)

- Nền kho cũ, khoảng 200m 2 , ñã chuyển ñổi mục ñích sử dụng (hiện là

ao cá của dân), mẫu ñược lấy tại bờ ñất bên cạnh ao Xung quanh ao ñược xây tường bao, nền ñất hiện tại cao hơn nền ñất bên ngoài

N: 21.38852, E: 105.97455 G3

- Phía sau kho chứa cũ 50cm Hiện kho không sử dụng, nền kho bằng xi măng, mái tôn

N: 21.38852, E: 105.97455 H1

- Phía sau kho chứa cũ 1,5 m Hiện kho không sử dụng, nền kho bằng xi măng, mái tôn

N: 21.38852, E: 105.97455 H2

- Phía sau kho chứa cũ 02 m Hiện kho không sử dụng, nền kho bằng xi măng, mái tôn

N: 21.38852, E: 105.97455 H3

N: 21.26248, E: 106.11453 H4

N: 21.40440,

E: 106.11499 I1

- Giữa nền Nền kho cũ, nay là ñất ñồi của dân, hiện nay ñang trồng cây

ăn quả, ñộ dốc khoảng 5%, ñất sỏi, thảm thực vật chủ yếu là các loại cây dại

N: 21.40440,

E: 106.11499 I2

- Góc phải nền Nền kho cũ, nay là ñất ñồi của dân, hiện nay ñang trồng cây ăn quả, ñộ dốc khoảng 5%, ñất sỏi, thảm thực vật chủ yếu là các loại cây dại

N: 21.40440,

E: 106.11499 I3

- Khu vực nền kho cũ, hiện nay không hoạt ñộng, khu vực kho hiện nay ñang là ñất xây dựng của TT dạy nghề Tân Yên, lớp phủ cây dại, nền ñất ẩm ướt

N: 21.38198, E: 106.11620 K1

- Khu vực kho cũ, hiện nay không hoạt ñộng, khu vực kho hiện nay ñang là ñất xây dựng của TT dạy nghề Tân Yên, lớp phủ cây dại, nền ñất ẩm ướt

N: 21.38198, E: 106.11620 K2

10 Thị trấn

Cao

Thượng

(Tân

Yên) - Khu vực kho cũ, hiện nay không

hoạt ñộng, khu vực kho hiện nay ñang là ñất xây dựng của TT dạy nghề Tân Yên, lớp phủ cây dại, nền ñất ẩm ướt

N: 21.38198, E: 106.11620 K3

- Phương pháp lấy mẫu:

Mẫu ñược thực hiện theo Thông tư số 33/2011/TT-BTNMT ngày 01/8/2011 của Bộ Tài nguyên và Môi trường bao gồm: TCVN 5297:1995-Chất lượng ñất-lấy mẫu-yêu cầu chung; TCVN 7538-2:2005-chất lượng ñất lấy mẫu -phần 2: hướng

dẫn kỹ thuật lấy mẫu Quy trình lấy mẫu ñược thực hiện theo Thông tư số 33/2011/TT-BTNMT ban hành ngày 01 tháng 8 năm 2011

- Dụng cụ lấy mẫu ñất gồm có: Khoan chuyên dụng, xẻng (ñã ñược vệ sinh), túi nilon sạch, dây cao su, nhãn, thùng bảo quản mẫu

- Tiến hành lấy mẫu: Mẫu ñược lấy ở ñộ sâu 0 – 20 cm ðầu tiên, chọn ñiểm lấy mẫu làm sạch bề mặt Ở mỗi ñiểm, tiến hành lấy 05 mẫu (01 mẫu chính và 04 mẫu phụ) Chọn vị trí ñào lấy mẫu là hình vuông có diện tích 10m x 10m, ñặt khoan vào ñúng vị trí, vuông góc với mặt ñất, vặn khoan theo chiều kim ñồng hồ, ñồng thời ấn xuống Khi thước ño trên ống khoan dừng lại ở ñộ sâu 20cm thì vặn khoan ngược lại theo chiều kim ñồng hồ ñồng thời nhấc lên Tách ñất khỏi ống khoan, chuyển vào túi nilon sạch, nhãn mẫu ñược ñựng trong túi nilon ñể ñảm bảo không

bị nhòe do nước thấm vào, sau ñó buộc chặt bằng dây cao su, xếp trong thùng chứa mẫu và ñược vận chuyển về phòng thí nghiệm

Trong ñó:

+ Mẫu phụ lấy ở bốn góc của hình vuông

+ Mẫu chính lấy ở giao ñiểm của hai ñường chéo của hình vuông

+ Khối lượng mẫu lấy: 500 g

(Tại mỗi vị trí lấy mẫu ñất mô tả ñặc ñiểm môi trường liên quan ñến ñặc tính của ñất vào sổ tay lấy mẫu cùng lý lịch lấy mẫu)

- Tổng số lượng mẫu lấy (mỗi vị trí lấy 01 mẫu chính và 04 mẫu phụ): 30 mẫu Trong ñó mỗi kho chứa lấy 3 mẫu tại các vị trí khác nhau

- Phương pháp phân tích:

Các mẫu ñất tại một vị trí ñược trộn ñều, phơi khô ở nhiệt ñộ phòng rồi cho qua rây có cỡ lỗ 1mm Mẫu sau khi ñược xử lý sơ bộ và phơi khô ñược bảo quản ở 4oC

Xác ñịnh hàm lượng chất nghiên cứu ñược thực hiện trên thiết bị sắc ký khí (ký hiệu Varian Star 3400Cx) kết nối khối phổ (ký hiệu Varian Saturn 2000) có trang bị bộ bơm mẫu tự ñộng (ký hiệu Varian 8200Cx) Cột sắc ký mao quản sử dụng, ký hiệu SPB-5 (5% Phenyl/95% Dimethyl Polysiloxan), có chiều dài 30 m, ñường kính trong 0,32 mm và chiều dầy lớp màng là 0,25mm Hàm lượng của chất