Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Điều tra, đánh giá mức độ ô nhiễm và đề xuất phương pháp xử lý thuốc bảo vệ thực vật DDT tại xã Định Trung, thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc

Chia sẻ: Cỏ Xanh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:79

Thêm vào BST

Báo xấu

31
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là góp phần đưa ra phương pháp xử lý ô nhiễm do tồn lưu DDT tại xã Định Trung, đem lại môi trường sống trong lành cho cộng đồng dân cư xung quanh. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Điều tra, đánh giá mức độ ô nhiễm và đề xuất phương pháp xử lý thuốc bảo vệ thực vật DDT tại xã Định Trung, thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---------------------- Chu Tuấn Linh ĐIỀU TRA, ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM VÀ ĐỀ XUẤT PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT DDT TẠI XÃ ĐỊNH TRUNG, THÀNH PHỐ VĨNH YÊN, TỈNH VĨNH PHÚC LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC HÀ NỘI - 2016
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ----------------------- Chu Tuấn Linh ĐIỀU TRA, ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM VÀ ĐỀ XUẤT PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT DDT TẠI XÃ ĐỊNH TRUNG, THÀNH PHỐ VĨNH YÊN, TỈNH VĨNH PHÚC Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số: 60520320 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. Nguyễn Thị Hà PGS.TS. Đinh Ngọc Tấn HÀ NỘI - 2016 2
LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới PGS.TS Nguyễn Thị Hà cùng PGS.TS Đinh Ngọc Tấn đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện và hoàn thành bản luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ lãnh đạo, chỉ huy Viện Hóa học Môi trường Quân sự/Bộ Tư Lệnh Hóa học đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi học tập nghiên cứu. Bên cạnh đó, tôi cũng xin chân thành cảm ơn sự quan tâm sâu sắc của tập thể Trạm Quan trắc Miền Bắc và Phòng Hóa học, Viện Hóa học Môi trường Quân sự đã tạo điều kiện, trong thời gian tôi làm công tác thực hiện thí nghiệm và hoàn thành luận văn của mình. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể các thầy, các cô trong Bộ môn Công nghệ Môi trường, Khoa Môi trường, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội đã tận tình truyền đạt, trao đổi những kiến thức cho em trong suốt quá trình học tập tại trường. Em xin cảm ơn tới Dự án “ Xử lý đất nhiễm hóa chất thuốc bảo vệ thực vật tồn lưu tại Lữ đoàn 204 – Binh chủng Pháo binh” đã cho phép em sử dụng số liệu để sử dụng trong luận văn này. Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn động viên, cổ vũ và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập. Hà Nội, ngày tháng 9 năm 2016 3
Chu Tuấn Linh MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT.....................................................................................7 DANH MỤC BẢNG ......................................................................................................8 DANH MỤC HÌNH .......................................................................................................9 MỞ ĐẦU .......................................................................................................................10 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN .......................................................................................12 1.1. Hiện trạng ô nhiễm DDT trong môi trƣờng tại Việt Nam ................................12 1.2. Hiện trạng ô nhiễm DDT khu vực nghiên cứu theo các kết quả điều tra trƣớc .......................................................................................................................................14 1.3. Giới thiệu chung về DDT .....................................................................................16 1.2.1.Tính chất vật lý .....................................................................................................17 1.2.2. Tính chất hóa học ................................................................................................17 1.2.3. Tác dụng sinh học của DDT: ...............................................................................19 1.4. Tổng quan các phƣơng pháp xử lý thuốc BVTV trong đất ..............................21 1.4.1. Phương pháp cô lập đất nhiễm thuốc BVTV kết hợp với phân hủy hóa học ......21 1.4.2. Phương pháp cô lập lâu dài .................................................................................22 1.4.3. Phương pháp vật lý ..............................................................................................22 1.4.4. Phương pháp đốt có xúc tác ................................................................................24 1.4.5. Phương pháp phân hủy sinh học..........................................................................25 1.4.6. Phương pháp xử lý DDT sử dụng hệ ôxi hóa Fe-TAML/H2O2...........................26 CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................32 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ...........................................................................................32 2.2. Dụng cụ, thiết bị và hóa chất ...............................................................................32 2.2.1. Dụng cụ và thiết bị ..............................................................................................32 4
2.2.2. Hóa chất ...............................................................................................................33 2.3. Phƣơng pháp điều tra và khảo sát thực địa .......................................................33 2.3.1. Khảo sát về hiện trạng môi trường ......................................................................33 2.4. Các phƣơng pháp phân tích ................................................................................37 2.5. Phƣơng pháp xử lý số liệu và tổng hợp viết báo cáo .........................................37 2.6. Các phƣơng pháp nghiên cứu xử lý DDT trong đất nhiễm ..............................38 2.6.1. Đồng nhất mẫu ....................................................................................................38 2.6.2. Thực nghiệm phương pháp xử lý DDT bằng cách sử dụng hệ ôxi hóa Fe- TAML/H2O2 ..................................................................................................................38 2.6.3. Phương pháp phân tích DDT ...............................................................................39 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..............................................................47 3.1. Một số tính chất cơ bản của mẫu đất nghiên cứu..............................................47 3.2. Kết quả điều tra, đánh giá hiện trạng ô nhiễm DDT tại khu vực nghiên cứu 49 3.2.1. Kết quả hiện trạng ô nhiễm DDT môi trường nước tại khu vực nghiên cứu ......50 3.2.2. Kết quả hiện trạng ô nhiễm DDT môi trường bùn, đất khu vực nghiên cứu ......50 3.2.3. Phân vùng ô nhiễm DDT .....................................................................................53 3.3. Kết quả nghiên cứu khả năng phân hủy DDT bằng hệ ôxi hóa Fe- TAML/H2O2 trong phòng thí nghiệm ........................................................................56 3.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ H2O2 đến sự phân hủy của DDT ....................56 3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Fe-TAML đến sự phân hủy của DDT ...........58 3.4. Đề xuất quy trình xử lý nguồn ô nhiễm DDT bằng phƣơng pháp cô lập sử dụng hệ phản ứng Fe-TAML/H2O2 tuần hoàn nhiều lần .......................................63 3.4.1. Nội dung quy trình xử lý đất nhiễm DDT ...........................................................63 3.4.2. Đề xuất quá trình thi công xử lý khu vực ô nhiễm DDT .....................................66 3.4.3. Yêu cầu của hố chôn lấp cô lập và hố xử lý đất nhiễm .......................................67 KẾT LUẬN ..................................................................................................................72 5
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................74 PHỤ LỤC .....................................................................................................................76 6
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BVTV Bảo vệ thực vật DDT Diclo Diphenyl Tricloetan POPs Các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy TAML Tetra Amido Mecrocyclic Ligand QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 7
DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Kết quả phân tích mẫu khu vực ô nhiễm tại xã Định Trung (năm 2012) .....15 Bảng 1.2: Liều lượng trung bình gây chết của DDT đối với một số loài động vật .......19 Bảng 1.3: Dư lượng DDT trong lương thực, thực phẩm ...............................................20 Bảng 2.1. Đặc tính hóa lý dung môi thường được sử dụng để chiết DDT trong đất ...40 Bảng 2.2. Danh mục và thời gian lưu của hỗn hợp chất chuẩn cơ clo ..........................44 Bảng 2.3. Sự phụ thuộc giữa nồng độ và số đếm diện tích píc trung bình của DDT ....46 Bảng 3.1. Kết quả phân tích các thông số cơ bản và hàm lượng chất ô nhiễm trong mẫu đất nhiễm nặng...............................................................................................................47 Bảng 3.2. Thống kê hàm lượng DDT trong đất, bùn, nước ..........................................49 Bảng 3.3. Thống kê hàm lượng DDT trong môi trường bùn đất ..................................51 Bảng 3.4. Thống kê hàm lượng DDT tại các điểm nhiễm mức cao ..............................51 Bảng 3.5. Thống kê hàm lượng DDT tại các điểm nhiễm mức thấp ............................52 Bảng 3.6. Tổng hợp khối lượng đất nhiễm cần xử lý theo nồng độ DDT.....................56 Bảng 3.7. Ảnh hưởng của nồng độ H2O2 đến hiệu quả phân hủy DDT trong hệ phản ứng Fe-TAML/H2O2 ......................................................................................................57 Bảng 3.8. Ảnh hưởng của nồng độ Fe-TAML đến hiệu suất phân hủy DDT ..............58 Bảng 3.9. Ảnh hưởng của độ pH đến hiệu suất phân hủy DDT bằng hệ Fe- TAML/H2O2 ..................................................................................................................61 Bảng 3.10. Tổng hợp khối lượng đất và hóa chất xử lý ................................................63 Bảng 3.11 : Các lớp kết cấu hố và thông số kỹ thuật hố xử lý ......................................69 8
DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Sơ đồ mặt bằng khu vực nghiên cứu .............................................................16 Hình 1.2. Cấu tạo của phức Fe -TAML.........................................................................27 Hình 2.1: Sơ đồ mạng lấy mẫu đất ................................................................................36 Hình 2.2. Hệ thống thiết bị thực nghiệm xử lý mẫu ......................................................39 Hình 2.3. Sơ đồ chuẩn bị mẫu phân tích .......................................................................43 Hình 2.4. Sắc đồ của hỗn hợp chất chuẩn cơ clo...........................................................45 Hình 2.5. Đường ngoại chuẩn của DDT ........................................................................47 Hình 3.1. Sơ đồ phân vùng ô nhiễm trong đất – bùn.....................................................55 Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn hiệu suất phân hủy DDT ở các điều kiện tỷ lệ nồng độ H2O2/Fe-TAML khác nhau ............................................................................................58 Hình 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ Fe-TAML đến hiệu suất phân hủy DDT ..............60 Hình 3.4. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất phân hủy DDT bằng hệ tác nhân Fe- TAML/H2O2 ..................................................................................................................62 Hình 3.5. Sơ đồ quy trình xử lý đất nhiễm ....................................................................64 Hình 3.6. Sơ đồ công nghệ hố xử lý đất nhiễm .............................................................70 9
MỞ ĐẦU Thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) có vai trò rất quan trọng trong phòng trừ và bảo vệ cây trồng trước sâu bệnh, côn trùng, nấm và các dịch hại gây bệnh khác. Ngoài ra, một số sản phẩm được sử dụng để phòng chống mối, mọt, bảo vệ quân trang, quân dụng và phòng chống bệnh tật ở người (sốt rét). Trong những năm 1960 - 1990, do sự hiểu biết về thuốc BVTV còn hạn chế, chỉ coi trọng mặt tích cực của các loại hóa chất này là bảo quản, phòng trừ bệnh tật và dịch hại nên công tác quản lý, giám sát trong hoạt động sản xuất, vận chuyển, phân phối còn lỏng lẻo dẫn đến một lượng lớn các thuốc BVTV bị thất thoát, đổ vỡ hoặc bị chôn vùi trong lòng đất gây nên hậu quả về ô nhiễm môi trường rất nghiêm trọng. Một trong những thuốc BVTV phổ biến nhất là Diclo Diphenyl Tricloetan (DDT). DDT là một dạng hợp chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (Persistant organic pollutants- POPs) từng được sản xuất phục vụ cho các mục đích diệt trừ sâu hại thực vật, diệt côn trùng, diệt các vectơ truyền bệnh trong y tế và bảo vệ các công trình xây dựng… DDT rất khó bị phân hủy trong môi trường, khi xâm nhập vào cơ thể chúng rất chậm bị đào thải và tích lũy trong các mô tế bào gây ra nhiều chứng bệnh nguy hiểm. DDT sau đó đã được cấm sử dụng trong hoạt động sản xuất nông nghiệp trên toàn thế giới theo Công ước Stockholm, nhưng về một mặt nào đó, người ta vẫn tiếp tục tranh cãi về việc sử dụng DDT trong kiểm soát vector gây bệnh. Tại Việt Nam hiện nay, một lượng lớn DDT vẫn còn tồn lưu trong các kho thuốc bảo vệ thực vật, vật tư y tế và một số ngành khác. Đặc biệt, do thời gian quá lâu các kho chứa đã bị đổ nát và việc quản lý thiếu chặt chẽ từ thời điểm ban đầu, nên các loại thuốc trừ sâu nói chung và DDT nói riêng đã bị phân tán ra những khu vực rộng lớn và lẫn vào đất tạo nên những khu vực ô nhiễm nguy hiểm, hàng ngày, hàng giờ đe dọa, gây hại cho cộng đồng dân cư. Một trong các trường hợp đó là khu vực xã Định Trung, thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc. Tại đây, trong khu vực dân cư, DDT tại các nhà kho cũ đã gây ô nhiễm tới môi trường đất và các hoạt động sinh hoạt của người dân xung quanh khu vực bị ô nhiễm DDT. Do đó, việc nghiên cứu xử lý ô 10
nhiễm DDT là cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn đối với công tác bảo vệ môi trường và cuộc sống con người. Nhằm xử lý thuốc BVTV clo hữu cơ, Bộ Khoa Học Công nghệ và Môi trường đã có hướng dẫn theo quyết định số 1972/1999/QĐ-BKHCNMT ngày 10/11/1999 để xử lý bằng các phương pháp phân hủy bằng vi sinh vật, phân hủy bằng kiềm đặc nóng, hoặc tiêu hủy nhiệt . Tuy nhiên, các phương pháp đó vẫn còn bất cập trong việc xử lý DDT tại khu vưc ô nhiễm xã Định Trung, thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc do hiệu quả xử lý bằng vi sinh hoặc kiềm nóng đối với DDT là rất thấp, lượng thuốc DDT và đất nhiễm lại quá lớn không thể áp dụng phương pháp tiêu hủy nhiệt [3]. Khu vực ô nhiễm tại xã Định Trung hiện nay trên địa điểm mà trước đây là khu vực kho thuốc trừ sâu, kho hoá chất nhằm phục vụ muc đích quân sự. Trong thời gian chiến tranh chống Mỹ, khu vực kho đã bị bom Mỹ đánh phá, các hóa chất và thuốc BVTV (đặc biệt là DDT) bị phát tán ra môi trường xung quanh gây ô nhiễm môi trường rất nghiêm trọng ảnh hưởng đến đời sống và hoạt động của người dân. Do đó luận văn “Điều tra, đánh giá mức độ ô nhiễm và đề xuất phương pháp xử lý thuốc bảo vệ thực vật DDT tại xã Định Trung, thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc” được xây dựng là rất cấp thiết. Mục tiêu nghiên cứu: Góp phần đưa ra phương pháp xử lý ô nhiễm do tồn lưu DDT tại xã Định Trung, đem lại môi trường sống trong lành cho cộng đồng dân cư xung quanh. Nội dung nghiên cứu: - Khảo sát, phân tích DDT trong khu vực nhiễm tại xã Định Trung, thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc từ đó đưa ra các đánh giá về mức độ ô nhiễm và phân vùng ô nhiễm DDT tại khu vực. - Đề xuất mô hình xử lý DDT tại khu vực nhiễm và khảo sát hiệu quả việc sử dụng hệ xúc tác ôxi hóa Fe-TAML/H2O2 trong xử lý ô nhiễm DDT. 11
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Hiện trạng ô nhiễm DDT trong môi trƣờng tại Việt Nam Ở Việt Nam,thuốc BVTV bắt đầu được sử dụng vào những năm cuối thập kỷ 50 của Thế kỷ XX. Ở thời kỳ này chỉ có một số ít loại thuốc như DDT, parathion - metyl, polyclorcamphen. Việc sử dụng thuốc BVTV ở Việt Nam trong thời kỳ đầu chưa bộc lộ những vấn đề liên quan đến môi trường. Chủng loại, số lượng được sử dụng chưa nhiều, chưa phổ biến. Mặt khác, thời kỳ này cũng là thời kỳ mà sản xuất nông nghiệp theo phương thức hợp tác xã. Mọi vật tư phục vụ cho sản xuất trong đó có thuốc BVTV đều được cung ứng theo cơ chế phân phối đến tổ, đội sản xuất. Hình thức này được thực hiện tới những năm 80 của thế kỷ này, khi hình thức "khoán 10" được áp dụng [11]. Thời kỳ thuốc BVTV được quản lý tập trung, không phân tán cho từng hộ nông dân, việc sử dụng là do tập thể (ban lãnh đạo xã) quyết định và tổ chức, nên tình trạng lạm dụng thuốc đã không xảy ra. Nguy cơ gây ô nhiễm môi trường do sử dụng, bảo quản, lưu thông phân phối không xuất hiện, mặc dù phần lớn các loại thuốc BVTV được sử dụng trong thời kỳ này đều thuộc thế hệ cũ, có khả năng tồn lưu lâu trong môi trường. Do vai trò không thể thiếu trong nông nghiệp mà những thập kỷ qua, nhất là hiện nay nhờ tiến bộ khoa học và kỹ thuật hóa chất DDT được sản xuất và sử dụng ngày càng rộng rãi với mức độ tăng cường nhằm mục đích tăng năng suất cây trồng và sản lượng lương thực thực phẩm nói chung. Mặt trái của hóa chất DDT lại có những tác động bất lợi, gây huỷ hoại và tổn thương nhiều giống loài động vật, thực vật hữu ích trong chuỗi lương thực, thực phẩm cũng như những loại côn trùng tác nhân thụ phấn cho cây trồng. Lượng thuốc trừ sâu, diệt cỏ dư thừa tồn lưu trong đất, nước, không khí hấp thụ tự nhiên vào nông sản, ảnh hưởng nguy hiểm tới sức khỏe và môi trường. Hiện nay, tuy có quy định khá chặt chẽ bằng pháp luật của chính phủ song số lượng chủng loại thuốc BVTV được nhập hợp pháp và bất hợp pháp được sang chai, đóng gói và dán nhãn với nhiều tên, nhãn hiệu khác nhau rất khó kiểm soát. Nhiều loại 12
thuốc BVTV nguy hiểm bị cấm hoặc hạn chế sử dụng thuộc nhóm POP như Monitor, DDT, … có lúc, có nơi vẫn còn được lưu hành đã gây ra những rủi ro và để lại những hậu quả di chứng đáng tiếc. Đồng thời những việc làm thiếu ý thức trong đóng gói, sang chai bảo quản thuốc bảo vệ thực vật không hợp lý, vứt bỏ các chai lọ, bao bì, cọ rửa các dụng cụ làm việc hoặc bán lại như đồ đồng nát dẫn tới ô nhiễm nước mặt thuỷ vực, thuỷ lộ, nước ngầm và đất trồng, tác hại tới sức khỏe và môi trường. Đối với nước ta vấn đề ô nhiễm môi trường liên quan đến hoá chất BVTV đã và đang được các cơ quan quản lý nhà nước đặc biệt quan tâm. Tại Nghệ An, Thanh Hóa có lượng tồn lưu và mức ô nhiễm hoá chất BVTV (POPs) trong đất lớn nhất với số lượng hàng chục nghìn m3. Trên thực tế, con số này còn lớn hơn nhiều. Theo Cục Bảo vệ thực vật - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn hiện tại, phần lớn kho chứa hoá chất BVTV nằm ở những vùng nông thôn, miền núi, vùng sâu, vùng xa. Không ít kho nằm xen kẽ trong các khu dân cư như kho thuốc làng Ải (Tuyên Quang), kho Giao Tiến- Giao Thủy (Nam Định),... Theo Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hà Tĩnh, trong số những điểm tồn lưu thuốc BVTV, chỉ một lượng nhỏ được đảm bảo an toàn cho môi trường và cộng đồng, còn lại chủ yếu trên các nền kho cũ đã hỏng bốc mùi nồng nặc, thậm chí có nơi đã nhiễm vào đất, nguồn nước trong khu dân cư một số khu vực như Vĩnh Lộc (Can Lộc), Thạch Lưu (Thạch Hà)... trong đó chủ yếu là hoá chất BVTV clo hữu cơ (thuốc trừ sâu DDT và hexacloran), thuốc BVTV dạng hữu cơ photpho (metyl parathion) [8]. Chỉ trong năm 2009 đã có khoảng 5000 người bị nhiễm độc thuốc BVTV, trong đó 138 người tử vong, chưa kể số người bị mắc bệnh ung thư, bệnh lao phổi, bệnh về đường hô hấp,... và hàng năm vẫn không ngừng tăng lên do nhiễm độc hoá chất BVTV tồn dư. Bên cạnh đó, việc tiếp xúc quá lâu và liên tục với môi trường độc hại cũng là một trong những nguyên nhân dẫn đến số người mắc các chứng bệnh do nhiễm độc tăng cao . Theo Quyết định số 1946/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ về việc xử lý triệt để và phòng ngừa ô nhiễm môi trường do thuốc BVTV tồn lưu trên phạm vi cả nước và và Quyết định số 64/2003/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt 13
“Kế hoạch xử lý triệt để các cơ sở gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng” thì từ năm 2010 đến năm 2015, tập trung xử lý, cải tạo và phục hồi môi trường tại 240 điểm tồn lưu gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và đặc biệt nghiêm trọng. Từ năm 2016- 2025, tiếp tục điều tra, xử lý, cải tạo và phục hồi môi trường tại 95 điểm tồn lưu còn lại. 1.2. Hiện trạng ô nhiễm DDT khu vực nghiên cứu theo các kết quả điều tra trƣớc Khu vực ô nhiễm tại xã Định Trung hiện nay nằm trên địa điểm mà trước đây là khu vực kho thuốc trừ sâu, kho hoá chất. Trong thời gian chiến tranh chống Mỹ, khu vực kho đã bị bom Mỹ đánh phá, các hóa chất, thuốc BVTV tồn lưu phát tán ra môi trường xung quanh gây ô nhiễm môi trường rất nghiêm trọng, gây ảnh hưởng xấu đến đời sống và hoạt động của người dân. Tại một số vị trí mỗi khi trời mưa hoặc khi trời nắng lên, vẫn thấy mùi hoá chất BVTV bốc lên rất khó chịu, làm ảnh hưởng tới sức khoẻ của người dân trong quá trình sinh hoạt. Năm 2012, khu vực ô nhiễm thuốc BVTV tại xã Định Trung đã được tiến hành khảo sát lấy mẫu phân tích, kết quả phân tích đã xác định được trong khuôn viên khu vực nghiên cứu còn tồn lưu các điểm ô nhiễm với dư lượng thuốc BVTV (chủ yếu là DDT, chiếm 80% ) trong đất cao hơn giới hạn cho phép theo QCVN 15:2008/BTNMT nhiều lần, các điểm ô nhiễm này tập trung ở khu vực cạnh bãi đất trước là kho chứa thuốc BVTV và một số điểm lân cận. Đây là điểm tồn lưu thuốc BVTV có khả năng tiềm ẩn nguy cơ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. 14
Bảng 1.1. Kết quả phân tích mẫu khu vực ô nhiễm tại xã Định Trung (năm 2012) Tên Kết quả phân tích hoạt chất Đơn QCVN 15: TT (công thức vị 2008/BTNMT hóa học) M1 M2 M3 M4 M5 DDT 1 mg/kg 11.650,2 9.134,6 8.347,8 5870,6 467,8 0,01 (C14H9Cl5) M6 M7 M8 M9 M10 DDT 2 mg/kg 10.112,5 1.114,7 4,90 13,7 11,6 0,01 (C14H9Cl5) Nguồn: [3] Số liệu kết quả phân tích ở bảng trên cho thấy điểm nhiễm cao nhất là 11.650,2 mg/kg. So sánh với tiêu chuẩn cho phép QCVN 15:2008/BTNMT là 0,01 mg/kg thì mẫu tại đây có hàm lượng vượt tiêu chuẩn cho phép là 1.165.002 lần và điểm nhiễm thấp nhất là 4,90 mg/kg thì mẫu tại đây có hàm lượng vượt tiêu chuẩn cho phép là 490 lần. Trên cơ sở khảo sát, kết quả phân tích, cần phải xây dựng phương án để thu gom và xử lý triệt để đất nhiễm. Trong khi chưa tiến hành giải pháp xử lý, cần thiết khoanh vùng các khu nhiễm đã được phát hiện nhằm hạn chế khả năng phơi nhiễm đối với người dân. 15
Hình 1.1. Sơ đồ mặt bằng khu vực nghiên cứu 1.3. Giới thiệu chung về DDT DDT [ 1,1,1-trichloro-2,2-bis-(p-chlorophenyl)ethane] đã được tổng hợp vào năm 1874, nhưng mãi đến 1930, Bác sĩ Paul Muller (Thụy Sĩ ) mới xác nhận DDT là một hóa chất hữu hiệu trong việc trừ sâu rầy và từ đó DDT được xem như là một thần dược và không biết có ảnh hưởng nguy hại đến con người. Khám phá trên mang lại cho ông giải Nobel về y khoa năm 1948 và DDT đã được sử dụng rộng rãi khắp thế giới cho việc khử trùng và kiểm soát mầm mống gây bệnh sốt rét. Nhưng chỉ hai thập niên sau đó, một số chuyên gia thế giới đã khám phá ra tác hại của DDT trên môi trường và sức khỏe con người [3]. 16
1.2.1.Tính chất vật lý DDT là chất bột vô định hình màu trắng, có mùi thơm Nhiệt độ nóng chảy: 108,5-1090C Nhiệt hóa hơi: 185-1870C tại 7 Pa Khối lượng riêng: 1,55 g/cm3 Khối lượng phân tử: M = 345,5 đvC Độ tan: 0,31.10-2 – 0,34.10-2 mg/l ở 250C DDT ít tan trong nước nhưng tan tốt trong các dung môi hữu cơ như: etanol, etylene, aceton,... hydrocacbon thơm, dẫn xuất halagen, xeton, este, axit cacboxylic...Tan kém trong các dung môi hydrocacbon mạch thẳng và mạch vòng no. 1.2.2. Tính chất hóa học Công thức phân tử: C14H9Cl5 Công thức cấu tạo như sau: Cl Cl C Cl Cl C Cl H DDT là tổng hợp của 3 dạng là p,p’-DDT (4,4-DDT) chiếm 85%; o,p’-DDT (2,4-DDT) chiếm 15%, và o,o’-DDT (2,2-DDT) chỉ là lượng vết [7]. Tất cả 3 chất trên đều là chất bột vô định hình, song chỉ có p,p’-DDT là có tác dụng diệt trừ sâu bệnh. H H Cl Cl C Cl C Cl Cl C Cl Cl C Cl Cl Cl o,p’-DDT p,p’-DDT 17
DDT cũng có thể chứa DDE (1,1-dichloro-2,2-bis(p-chlorophenyl)etylen) và DDD (1,1-dichloro-2,2-bis(p-chlorophenyl)etan) là những chất nhiễm bẩn trong quá trình sản xuất. DDE và DDD cũng là những chất có hoạt tinh sinh học cao, DDD cũng có thể được sử dụng để diệt trừ sâu hại, nhưng hiệu quả kém hơn nhiều so với DDT Danh pháp: Tên hóa học: Dichloro-Diphenyl-Trichloroetan hay 1,1,1-trichloro-2,2-bis(p- chlorophenyl)etan Tên thương mại: Intox, Esxit, Diclophan, Neocid... Tên thường gọi: DDT - DDT có thể cháy trong không khí sinh ra khí cay mắt và độc. - DDT có thể tác dụng với chất ôxi hóa mạnh và các chất kiềm, đặc biệt có thể bị khử mạnh bởi Fe - DDT bền dưới tác dụng của nhiệt độ, khi duy trì ở 1000C trong vài giờ DDT cũng không bị phân hủy. - DDT tác dụng tiếp xúc và vị độc, thuộc nhóm độc II, LD50 per os: 113-118 mg/kg, LD50 dermal: 2150 mg/kg - Trong môi trường, ở điều kiện thường, DDT rất bền vững, tồn tại trong đất từ 12-15 năm và bị phân hủy thành DDD, DDE. Tốc độ phân hủy chịu ảnh hưởng nhiều của nhiệt độ. Nhiệt độ càng cao thì tốc độ phân hủy càng nhanh. Sự phân hủy DDT trong đất có thể mô tả theo sơ đồ sau: R R C CCl2 CH COOH R R R CH CCl3 R R (DDT) CH CHCl2 R Điều chế Trong công nghiệp DDT được điều chế theo phản ứng sau[11]: 18
Cl Cl C Cl Cl C H+ 2 + Cl3CCHO Cl C Cl + H2O H 1.2.3. Tác dụng sinh học của DDT: DDT được dùng để diệt sâu bông, đậu, lúa. DDT có khả năng duy trì hoạt tính sinh học trong vài tháng. Ngoài ra nó còn có tác dụng diệt bọ gậy, muỗi. Tuy nhiên, thực tế nó không có tác dụng với ve cây và châu chấu. Loại hợp chất này rất bền trong cơ thể sống, trong môi trường và các sản phẩm động thực vật . DDT tác động vào hệ thần kinh của côn trùng. Điều đáng nói là hệ thần kinh của côn trùng và động vật có vú về cơ bản là giống nhau, khiến cho con người rất dễ bị tác động bởi các chất hoá học có nguy cơ gây chết người này. DDT tác động chủ yếu vào các tế bào thần kinh riêng lẻ và can thiệp vào quá trình truyền tin theo suốt chiều dài của hệ thần kinh. HCBVTV clo hữu cơ thường có khả năng chống lại sự thoái hoá, do đó chúng có thể tồn tại lâu dài trong môi trường. DDT là hợp chất hữu cơ khó phân hủy, tích lũy trong cơ thể sinh vật qua chuỗi thức ăn, chúng thâm nhập vào cơ thể các loại chim theo hệ thống nước, thực vật phù du, động vật phù du, tôm cá nhỏ… Vì thế, có thể thấy những tác động nguy hại của chúng ở những mắt xích cao nhất của chuỗi thức ăn, như các loài chim săn mồi hay con người. DDT có tính độc hại với nhiều động vật và liều lượng trung bình gây chết đối với các loài động vật được nêu trong bảng 1.1 dưới đây : Bảng 1.2: Liều lƣợng trung bình gây chết của DDT đối với một số loài động vật Loài Liều lƣợng trung bình gây chết (mg/kg) Chuột 150 – 250 Chó 150 – 300 19
Lợn 300 – 500 Thỏ 300 – 500 Khỉ > 200 Bò > 300 Cừu 1000 Dê 1000 Con người Khoảng 500 Nguồn:[15] Con người tiếp nhiễm DDT theo nhiều cách khác nhau: trực tiếp và gián tiếp. Về trực tiếp, trong thời gian phun xịt thuốc, con người có thể bị nhiễm qua phổi hoặc qua da. Về gián tiếp, khi con người ăn các thực phẩm như ngũ cốc, rau đậu…đã bị nhiễm DDT, cũng như tôm cá sống trong vùng bị ô nhiễm, DDT sẽ đi vào cơ thể qua đường tiêu hóa, hấp thụ nhanh qua thành ruột vào máu, rồi tích lũy theo thời gian trong các mô gan, mô mỡ và một số tế bào khác. Sau thời gian bị nhiễm, cơ thể có những biểu hiện tổn thương mãn tính, suy thoái chức năng của hệ thần kinh trung ương, chứng viêm da và chứng co giật. Nhiễm DDT có ảnh hưởng không tốt tới sự phát triển của bào thai, có thể gây rối loạn cho quá trình phân bào và hiện tượng quái thai. Đặc biệt, DDT còn được biết đến là tác nhân gây ung thư, làm rối loạn hệ thống nội tiết, rối loạn hệ enzim. Các bộ phận trong cơ thể con người như gan, mỡ… có thể tích trữ lượng DDT nhiều hơn lượng làm chết người đến mấy lần (LD50 300-500 mg/kg) [1]. Do đó, nếu dùng DDT với liều lượng thấp và dài ngày cũng có thể gây ngộ độc và tử vong. Liều lượng này rất gần với dư lượng DDT còn lại trong lương thực, thực phẩm đã được phun DDT 5,5%, điều này được thể hiện ở bảng 1.2 Bảng 1.3: Dƣ lƣợng DDT trong lƣơng thực, thực phẩm Thực phẩm có phun DDT 5,5% Dư lượng DDT (mg/kg) 20