ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --- TRẦN HỒNG CƠ NGHIÊN CỨU, XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ TỒN LƯU CHẤT ĐỘC DA CAM/DIOXIN VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ THỬ NGHIỆM CÔNG NGHỆ HÓA CƠ X
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-
TRẦN HỒNG CƠ
NGHIÊN CỨU, XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ TỒN LƯU CHẤT ĐỘC DA CAM/DIOXIN VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ THỬ NGHIỆM CÔNG NGHỆ HÓA CƠ XỬ LÝ DIOXIN
TẠI KHU VỰC SÂN BAY BIÊN HÕA
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội - Năm 2014
Trang 2ii
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
TRẦN HỒNG CƠ
NGHIÊN CỨU, XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ TỒN LƯU
CHẤT ĐỘC DA CAM/DIOXIN VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ THỬ NGHIỆM CÔNG NGHỆ HOÁ CƠ XỬ LÝ DIOXIN
TẠI KHU VỰC SÂN BAY BIÊN HOÀ
Chuyên ngành: Khoa học Môi trường
Mã số: 60440301
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS NGUYỄN HÙNG MINH
Hà Nội - Năm 2014
Trang 3iii
LỜI CÁM ƠN!
Để có thể hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, Tôi đã nhận được sự giúp đỡ quý báu của các thầy cô, các đồng nghiệp và gia đình trong suốt quá trình thực hiện luận văn Với lòng kính tro ̣ng và biết ơn sâu sắc tôi xin đ ược bày tỏ lới cám ơn chân thành tới:
TS Nguyễn Hùng Minh đã tận tình hướng dẫn ta ̣o mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn tốt nghiệp
Văn phòng 33; Dự án “Xử lý dioxin tại những điểm ô nhiễm nặng ở Việt Nam” đã tạo điều kiện về thời gian và cho tôi cơ hội được tham gia nhóm khảo sát tại sân bay Biên Hòa và được tập huấn công tác thử nghiệm công nghệ Hóa-Cơ xử lý dioxin tại
Phòng thí nghiệm Dioxin (Tổng cục môi trường) đã giúp đỡ về chuyên môn và hỗ trợ trong suốt quá trình lấy mẫu tại Biên Hòa và phân tích các số liệu
Chân thành cám ơn Ban giám hiê ̣u nhà trường, Phòng đào tạo sau đại học, Khoa Môi trường và Bô ̣ môn Công nghệ Môi trường đại học Khoa học
Tự nhiên đa ̃ ta ̣o mo ̣i điều kiê ̣n giúp đ ỡ tôi trong quá trình ho ̣c tâ ̣p và hoàn thành luận văn
Đặc biệt tôi xin gửi lời cám ơn TS.Vũ Chiến Thắng, Phó Chánh Văn phòng 33 đã có những gợi ý, giải đáp những vướng mắc trong quá trình nghiên cứu và hoàn thiện luận văn
Cám ơn bố me ̣ anh chi ̣ em và người vợ yêu quý đã luôn ở bên ca ̣nh đô ̣ng viên và giúp đỡ tôi ho ̣c tâ ̣p làm viê ̣c và hoàn thành luâ ̣n văn này /
Trang 4iv
MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG vi
DANH MỤC HÌNH vii
DANH MỤC VIẾT TẮT viii
MỞ ĐẦU 9
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU Error! Bookmark not defined.
1.1 Tổng quan về tình hình ô nhiễm dioxin tại Việt NamError! Bookmark not defined.
1.1.1 Tình hình sử dụng chất diệt cỏ có chứa dioxin trong thời gian chiến
tranh cu ̉ a Mỹ ở Viê ̣t Nam Error! Bookmark not defined.
1.1.2 Thực trạng ô nhiễm dioxin tại các điểm nóngError! Bookmark not defined.
1.2 Các phương pháp xử lý dioxin Error! Bookmark not defined.
1.2.1 Công nghệ Hóa Cơ (Dehalogenation by mechanochemical
reaction- DMCR) Error! Bookmark not defined.
1.2.2 Giải hấp nhiệt trong mố (In Situ Thermal Desorption- ISTD/IPTD).Error! Bookmark not defined 1.2.3 Công nghệ Sinh học Error! Bookmark not defined.
1.2.5 Biên pháp chôn lấp Error! Bookmark not defined.
1.3 Kinh nghiệm trên thế giới áp dụng công nghệ cơ hóa trong xử lý dioxinError! Bookmark not defined. CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUError! Bookmark not defined.
2.1 Đối tượng nghiên cứu Error! Bookmark not defined.
2.1.1 Tính toán khối lượng đất nhiễm dioxin cần phải xử lý tại sân bay
Biên Hòa Error! Bookmark not defined.
2.1.2 Công nghệ Hóa-Cơ (MCD) xử lý đất bị ô nhiễm tại sân bay Biên
Hòa Error! Bookmark not defined.
2.2 Phương pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined.
2.2.1 Phương pháp kế thừa, thu thập và tổng hợp tài liệuError! Bookmark not defined.
2.2.2 Phương pháp lấy mẫu Error! Bookmark not defined.
2.2.3 Phương pháp điều tra và nghiên cứu ngoài thực địaError! Bookmark not defined.
2.2.4 Phương pháp chuyên gia Error! Bookmark not defined.
2.2.5 Phương pháp tính toán Error! Bookmark not defined.
2.2.6 Phương pháp phân tích tổng hợp đánh giáError! Bookmark not defined.
Trang 5v
CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬNError! Bookmark not defined.
3.1 Nghiên cứu, xác định mức độ ô nhiễm tại khu vực phía tây nam sân bay
Biên Hòa (khu vực Pacer Ivy) Error! Bookmark not defined.
3.1.1 Nhiễm độc dioxin trong đất bề mặt Error! Bookmark not defined.
3.1.2 Nhiễm độc trong đất và trầm tích sâuError! Bookmark not defined.
3.2 Đánh giá hiệu quả của công nghệ Hóa-Cơ xử lý dioxinError! Bookmark not defined.
3.2.1 Kết quả phân tích đất trước và sau xử lýError! Bookmark not defined.
3.2.2 Đánh giá hiệu quả xử lý Error! Bookmark not defined.
3.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lýError! Bookmark not defined.
3.3 Đề xuất giải pháp công nghệ xử lý dioxin tại Sân bay Biên HòaError! Bookmark not defined. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Error! Bookmark not defined.
TÀI LIỆU THAM KHẢO 11
Trang 6vi
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Số lượng các chất diệt cỏ đã được sử dụng tại miền Nam Việt NamError! Bookmark not defined.
Bảng 1.2: Tổng hợp các kết quả nghiên cứu từ năm 2000 của Bộ Quốc phòng,
Văn phòng 33 và Ban 10-80 Error! Bookmark not defined.
Bảng 1.3 Một số dự án thử nghiệm công nghệ Hóa CơError! Bookmark not defined.
Bảng 1.4: Kết quả xử lý PCPs (ug/kg) Error! Bookmark not defined.
Bảng 1.5: kết quả xử lý dioxin và furan (Đơn vị tính:TEQ)Error! Bookmark not defined.
Bảng 1.6 : Kết quả xử lý Dioxins (total) Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.1: Hàm lượng PCDD/Fs (ppt TEQ) trong mẫu đất bề mặt từ khu vực
phía Tây (Biên Hòa) Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.2 Nồng độ dioxin lấy theo chiều sâu tại khu vực Pacer IvyError! Bookmark not defined.
Bảng 3.3: Hiệu quả tiêu hủy dioxin từ mẻ 1-16 Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.4: Hiệu quả tiêu hủy dioxin từ mẻ 17-33Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.5: Hiệu quả tiêu hủy dioxin từ mẻ 39-42Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.6: Hiệu quả tiêu hủy phân chia theo nồng độError! Bookmark not defined.
Bảng 3.7: Quan trắc môi trường đối với dioxin Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.8: Báo cáo quan trắc bụi khu vực xử lý Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.9: Các thông số độc lập từ mẻ 1-10 Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.10: Kết quả phân tích Hồi quy bội (Sử dụng Regression trong excel
để tính toán) Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.11: Mối tương quan giữa các thông số với hiệu suất sử lýError! Bookmark not defined.
Bảng 3.12: So sánh hiệu quả xử lý của các giải pháp xử lý đất nhiễm dioxinError! Bookmark not defined.
Trang 7vii
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Các khu vực ô nhiễm dioxin tại sân bay Biên HòaError! Bookmark not defined
Hình 1.2 Cấu tạo máy nghiền bi Error! Bookmark not defined
Hình 1.3 Mô tả quá trình đứt gẫy các liên kết hóa học.Error! Bookmark not defined
Hình 1.4 Mô hình công nghệ giải hấp nhiệt trong mố Error! Bookmark not defined
Hình 1.5 Biểu đồ độ giảm của TCDD trong nghiên cứu thử nghiệm tại Đà NẵngError! Bookmark not defined Hình 2.1 Kết quả lấy mẫu dioxin tại phía Tây Nam đường bay (Pacer Ivy)Error! Bookmark not defined
Hình 2.2 thiết bị sấy khô Error! Bookmark not defined
Hình 2.3 bốn lò phản ứng được lắp song song Error! Bookmark not defined
Hình 2.4 hệ thống máy nhào đất sau xử lý Error! Bookmark not defined
Hình 2.5 Các bao đất nhiễm dioxin lưu tại nhà kho Error! Bookmark not defined
Hình 2.6 Phương pháp lấy mẫu đất dưới bề mặt Error! Bookmark not defined
Hình 3.1 Các vị trí lấy mẫu tại khu vực Pacer Ivy Error! Bookmark not defined
Hình 3.2 Phân bố giá trị nồng độ TEQ tại khu vực phía Tây/Pacer Ivy (vàng và đỏ:
trên 1.000 ppt) Error! Bookmark not defined
Hình 3.3 Biểu đồ biểu diễn nồng độ dioxin phân bố theo chiều sâu (mẫu 11BH-H6)Error! Bookmark not defined Hình 3.4 Biểu đồ biểu diễn nồng độ dioxin phân bố theo chiều sâu (mẫu 11BH-C3)Error! Bookmark not defined
Hình 3.5 Vị trí 10 mẫu core và nồng độ dioxin trong các lớp bề mặt (Màu xanh
<1.000 ppt; Màu tím > 1.000ppt) Error! Bookmark not defined
Hình 3.6 Phân chia ranh giới của các khu vực nhiễm độc tại khu vực Pacer Ivy (diện
tích ô 50x50m) Error! Bookmark not defined
Hình 3.7 Biểu đồ biểu diễn sự phá hủy dioxin từ mẻ 01-10Error! Bookmark not defined
Hình 3.8 Biểu đồ biểu diễn sự phá hủy dioxin từ mẻ 11-16Error! Bookmark not defined
Hình 3.9 Biểu đồ biểu diễn sự phá hủy dioxin từ mẻ 17-23Error! Bookmark not defined
Hình 3.10 Biểu đồ biểu diễn sự phá hủy dioxin từ mẻ 24-30Error! Bookmark not defined
Hình 3.11 Biểu đồ biểu diễn sự phá hủy dioxin từ mẻ 31-38Error! Bookmark not defined
Hình 3.12 Biểu đồ biểu diễn sự phá hủy dioxin từ mẻ 39-42Error! Bookmark not defined
Hình 3.13 Khu vực sàng đất trước khi đưa vào lò sấy Error! Bookmark not defined
Hình 3.14 Khu vực đầu ra của đất sau xử lý Error! Bookmark not defined
Trang 8viii
DANH MỤC VIẾT TẮT
BHA: Biên Hòa – Đồng Nai BVTV: Bảo vệ thực vật DDT: Dichlorodiphenyltrichloroethane DRE: Hiệu xuất
DXL : Phòng Thí nghiệm dioxin EDL: Công ty trách nhiệm tẩy độc môi trường (Environmental Decontamination Limited) MCD: Phá hủy cơ – hóa (Mechano Chemical Destruction) GEF: Quỹ môi trường toàn cầu
GPS: Định vị toàn cầu PCDD:Polychlorinated dibenzo-p-dioxins PCDF:Polychlorinated dibenzofurans PPT:đơn vị tính nồng độ (parts per trillion) PTS: Hệ thống khoan di động
TCDD: Tetrachlorodibenzo -dioxin TCDF:Tetrachlorodibenzo -furan TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam TEQ: Tổng nồng độ độc tương đương UNDP: Chương Trình Phát Triển Liên Hiệp Quốc
US EPA: Cơ quan bảo vệ môi trường – Hoa Kỳ QA:Quality Assurance/giám định đảm bảo chất lượng QC: Quality Control/ kiểm soát chất lượng
VOC: Chất hữu cơ dễ bay hơi
Trang 99
MỞ ĐẦU
Trong thời gian chiến tranh của Mỹ tại Việt Nam, từ năm 1961 đến 1971, quân đội
Mỹ đã phun rải hơn 74 triệu lít chất diệt cỏ xuống miền nam Việt Nam, trong đó ước tính
có khoảng 366 kg dioxin Đến nay, đã gần 5 thập kỉ trôi qua từ khi chất độc da cam được
sử dụng tại Việt Nam, dioxin vẫn tiếp tục gây ra ô nhiễm môi trường, thâm nhập chuỗi thức ăn và cộng đồng dân cư, đặc biệt tại những khu vực gần với các căn cứ không quân
cũ của quân đội Mỹ, đây là nơi được coi là các điểm nóng về ô nhiễm.Trong 3 điểm nóng (sân bay Phù Cát, Đà Nẵng, Biên Hòa) thì Sân bay Biên Hoà được phát hiện là khu vực ô nhiễm dioxin nặng nhất Ngay sau khi chiến tranh kết thúc Chính phủ Việt Nam đã triển khai nhiều hoạt động nghiên cứu và các biện pháp phục hồi môi trường tại các điểm nóng Tại sân bay Đà Nẵng đang áp dụng công nghệ giải hấp nhiệt để xử lý khoảng 73.000m3 đất và trầm tích đất nhiễm, tại sân bay Phù Cát trong năm 2012 dự án “Xử lý ô nhiễm tại các điểm nóng ở Việt Nam” thuộc Văn phòng 33 đã tiến hành chôn lấp cô lập 7.500m3 đất nhiễm Riêng tại khu vực sân bay Biên Hòa chúng ta vẫn chưa tính toán được chính xác khối lượng đất nhiễm dioxin cần xử lý để lên phương án xử lý dioxin
Vì vậy, để có thể xây dựng được kế hoạch tổng thể tẩy độc đất nhiễm tại sân bay Biên Hòa, việc điều tra, khoanh vùng và tính toán khối lượng đất nhiễm là cần thiết Cùng với đó là phải tìm kiếm được công nghệ có khả năng xử lý triệt để đất nhiễm dioxin.Trong kế hoạch “Xử lý ô nhiễm dioxin tại các vùng nóng ở Việt Nam” nhằm tìm kiếm các công nghệ áp dụng xử lý triệt để đất nhiễm dioxin, đáp ứng cả về kinh phí và thời gian xử lý Công nghệ hóa cơ còn được gọi là công nghệ nghiền bi của New Zealand
là một trong số các công nghệ nằm trong Chương trình thử nghiệm.Chương trình này được thiết kế với sự phối hợp của các bên gồm UNDP, Văn phòng 33 và các chuyên gia trong nước; theo đó nhất trí thử nghiệm trên 100 tấn đất nhiễm dioxin trong sân bay Biên Hòa với nồng độ nhiễm được xác định trước đó Mục tiêu là thực hiện thử nghiệm đất nhiễm ở 3 mức độ nhiễm khác nhau: cao (>10.000ppt TEQ), trung bình (2.000-10.000ppt TEQ) và thấp (<2.000ppt TEQ) Với mục tiêu xử lý là đưa ngưỡng dioxin về dưới 1,000ppt TEQ sau xử lý là phù hợp với mục tiêu của quốc gia và quốc tế (TCVN 8183:
Trang 1010
2009 về quy định ngưỡng dioxin trong đất và trầm tích để làm căn cứ cho hoạt động khoanh vùng, xử lý dioxin tại các điểm bị ô nhiễm nặng dioxin) Tại dự án Thử nghiệm này cũng tiến hành đào tạo, tập huấn cho các cán bộ ở Việt Nam nhằm chuyển giao công nghệ nếu như công nghệ này chính thức được áp dụng xử lý Tôi là một trong những cán
bộ được đơn vị cử đi tham gia khóa tập huấn này cùng với đợt khảo sát mức độ tồn lưu
dioxin tại Biên Hòa trước đó Do đó, tôi chọn đề tài nghiên cứu là “Nghiên cứu, xác
định mức độ tồn lưu chất độc da cam /dioxin và đánh giá hiê ̣u quả th ử nghiệm công nghê ̣ Hóa - Cơ xử lý dioxin tại khu vực sân bay Biên Hòa”
Với mục tiêu sau:
- Xác định mức độ tồn lưu dioxin tại khu vực Tây-Nam đường bay Biên Hòa, tính toán khối lượng đất cần xử lý
- Đánh giá hiệu quả thử nghiệm công nghệ hóa cơ xử lý dioxin tại sân bay Biên Hòa
Trang 1111
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt:
1 Bộ Tài nguyên và Môi trường (2009), Ngưỡng dioxin trong đất và trầm tích,
TCVN 8183: 2009
2 Bộ Quốc phòng Việt Nam (2009), Khắc phục hậu quả chất độc hóa học do Mỹ sử
dụng tại sân bay Biên Hòa, Báo cáo tổng kết dự án Z1
3 CDM Internation (2009), Công nghệ giải hấp nhiệt trong mố, Báo cáo tại Hội
nghị Tư vấn Việt Mỹ (2009)
4 Công ty EDL New Zealand (2010), Báo cáo giới thiệu và thảo luận công nghệ hóa
cơ xử lý dioxin, Hội thảo kỹ thuật tại Hà Nội
5 Văn phòng Ban Chỉ đạo 33 (2007), Chất độc hóa học do Mỹ sử dụng trong chiến
tranh ở Việt Nam về vấn đề môi trường
6 Văn phòng Chương trình KHCN-33/11-15 (2012), Tổng quan các nghiên cứu về
ảnh hưởng của chất da cam/dioxin đối với môi trường,Hà Nội
7 Dự án xử lý môi trường tai sân bay Đà Nằng (2010), “Đánh giá thiết kế kỹ thuật
và kế hoach cô lập dioxin, USAID/Viet Nam”, Hà Nội
8 Dự án Xử lý ô nhiễm Dioxin tại các vùng nóng ở Việt Nam, Văn phòng 33
(2011), Báo cáo tổng thể về tình hình ô nhiễm dioxin tại 3 điểm nóng sân bay Biên
Hòa, Đà Nẵng và Phù Cát.Hà Nội
9 Đặng Thị Cẩm Hà và cs (2004), đề tài Nghiên cứu, phát triển công nghệ phân hủy
sinh học và kỹ thuật nhả chậm làm sạch ô nhiễm chất độc hóa học, Báo cáo thuộc
Chương trình 33
10 Đặng Thị Cẩm Hà và cộng sự (2010), Nghiên cứu thí điểm xử lý sinh học chất da
cam/ dioxin, JAC Việt-Mỹ, Hà Nội, tháng 7/2010
11 Nguyễn Văn Minh (2002), Nghiên cứu lựa chọn công nghệ khả thi để xử lý đất
nhiễm dioxin trong điều kiện Việt Nam, Báo cáo kết quả đề tài
Trang 1212
12 Nguyễn Văn Minh, Lê Văn Hồng, Đặng Thị Cẩm Hà và cs (2006), Tẩy độc dioxin
trong đất bằng phương pháp chôn lấp tích cực,Tạp chí độc học
Tài liệu tiếng Anh
13 Hatfield Consultants and 10-80 Committee (2006), Identification of New Agent
Orange/Dioxin Contamination Hot Spots in Southern Viet Nam
14 Hatfield Consultants and Office 33, (2007), Assessment of Dioxin Contamination
in the Environment and Human Population in the Vincinity of Da Nang Airbase
15 John, EDL Company, New Zealand (2008),Mechano Chemical Destruction An
Introduction to the process
16 Office 33 and UNDP (2008) Workshop on assessment on preliminary results for
establishment of the overall national plan for environmental remediation in dioxin contaminated hotspots Hà Nội, 2008, May 30th
17 Office 33 – Hatfield Project Report, (2010-2011), Environment and human health
assessment of Dioxin contamination at Bien Hoa airbase (Vietnam)
18 UNDP-Ofice 33 Project Report, (2008-2009), Evaluation of contamination at Agent Orange Hotspots in Bien Hoa, Phu Cat airbase and vicinities (Vietnam)
19 UNDP-Office 33 -UNDP (2011) Overview report on assessment of dioxin contamination at three AO hotspots in Vietnam: Da Nang, Bien Hoa and Phu Cat airbases
20 US Department of Defense (DOD) (2007), Presentation made at the Second Agent
Orange and Dioxin Remediation Workshop, Ha Noi, Viet Nam, Co-sponsored by
US Department of Defense and Viet Nam Ministry of Defense
21 Stellman J.M.(2003), The extent and patterns of usage of agent orange and other
herbicides in Vietnam Nature 422, 681-687
22 TTNĐVNg-Hatfield-UNDP (2009), Evaluation of contamination at the agent
arrange dioxin hot pots in Bien Hoa, Phu Cat and vicinity, Vietnam, Final Report