Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu hiện trạng và biến đổi các hệ sinh thái nhân sinh hình thành dưới tác động của chiến tranh hóa học huyện Gio Linh, Quảng Trị

Chia sẻ: Mao A Mẫn | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:94

Thêm vào BST

Báo xấu

37
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung chính luận văn bao gồm xác định thực trạng cấu trúc các HST đặc trưng tại huyện Gio Linh hình thành do tác động của chất diệt cỏ và những tác động tiêu cực từ phía con người. Đánh giá sự biến đổi và xu thế phát triển các thành phần của HST và môi trường khu vực. 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: Nghiên cứu hiện trạng và biến đổi các hệ sinh thái nhân sinh hình thành dưới tác động của chiến tranh hóa học huyện Gio Linh, Quảng Trị

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Nguyễn Thị Kim Ngọc NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ BIẾN ĐỔI CÁC HỆ SINH THÁI NHÂN SINH HÌNH THÀNH DƢỚI TÁC ĐỘNG CỦA CHIẾN TRANH HÓA HỌC HUYỆN GIO LINH, QUẢNG TRỊ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2014 ~1~
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Nguyễn Thị Kim Ngọc NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ BIẾN ĐỔI CÁC HỆ SINH THÁI NHÂN SINH HÌNH THÀNH DƢỚI TÁC ĐỘNG CỦA CHIẾN TRANH HÓA HỌC HUYỆN GIO LINH, QUẢNG TRỊ Chuyên ngành: Khoa học Môi trường Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Nguyễn Đăng Hộ Hà Nội - 2014 ~2~
LỜI CẢM ƠN Được sự đồng ý của nhà trường, Khoa Môi trường, Bộ môn Sinh thái Môi trường, trường Đại học Khoa học tự nhiên, tôi thực hiện luận văn “Nghiên cứu hiện trạng và biến đổi các hệ sinh thái nhân sinh hình thành dưới tác động của chiến tranh hóa học huyện Gio Linh, Quảng Trị.” Trong thời gian thực hiện và hoàn thành luận văn, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của các thầy, cô giáo, các tổ chức, cá nhân trong và ngoài trường. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn khoa học TS. Nguyễn Đăng Hội, người thầy đã định hướng, khuyến khích và trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong Khoa Môi trường, Bộ môn Sinh thái môi trường đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn thạc sỹ. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể cán bộ Trung tâm Nhiệt đới Việt Nga và Viện Hóa học – Môi trường quân sự đã nhiệt tình giúp đỡ và cung cấp những thông tin, số liệu tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện luận văn thạc sỹ. Luận văn tốt nghiệp không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn. Trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Học viên Nguyễn Thị Kim Ngọc ~3~
MỤC LỤC PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Mục tiêu, nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu 2 Chƣơng 1 4 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tổng quan về chất diệt cỏ 4 1.1.1. Khái niệm chất diệt cỏ (Dioxin và các hợp chất tương tự Dioxin) 4 1.1.2. Các đặc tính của Dioxin 6 1.2. Tình hình sử dụng CĐHH trong chiến tranh tại Việt Nam 14 1.2.1. Ảnh hưởng của CĐHH đến thảm và hệ thực vật 14 1.2.2. Tình hình sử dụng CĐHH vào mục đích quân sự trên thế giới 19 1.2.3. Tình hình sử dụng CĐHH trong chiến tranh tại Việt Nam 19 1.3. Khái quát đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội, tài nguyên & môi 27 trƣờng huyện Gio Linh, tỉnh Quảng Trị 1.3.1. Đặc điểm các yếu tố tự nhiên 27 1.3.1.1. Vị trí địa lý, cấu trúc không gian lãnh thổ 27 1.3.1.2. Địa hình 27 1.3.1.3. Khí hậu 29 1.3.1.4. Thủy văn 29 1.3.1.5. Đất (thổ nhưỡng) 30 1.3.1.6. Thảm thực vật 31 1.3.2. Một số đặc điểm dân số, dân tộc và hoạt động nhân sinh của 34 huyện Gio Linh, Quảng Trị ~4~
1.3.2.1. Dân số, lao động và dân tộc 34 1.3.2.2. Một số ngành nghề chủ yếu của khu vực 34 1.3.2.3. Một số loại hình hoạt động liên quan tới khai tác, sử dụng tài 39 nguyên, HST khu vực Chƣơng 2 42 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu 42 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 42 Chƣơng 3 46 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Hiện trạng và sự biến đổi các hệ sinh thái rừng dƣới tác động của 46 chiến tranh hóa học và hoạt động nhân sinh 3.1.1. Hiện trạng và sự biến đổi thành phần & đất rừng 46 3.1.1.1. Khu vực đồng bằng, gò đồi ven biển huyện Gio Linh 46 3.1.1.2. Khu vực Linh Thượng huyện Gio Linh 48 3.1.2. Đặc điểm chế độ vi khí hậu trong HST rừng và trảng cỏ cây bụi 60 3.1.2.1. Trong sinh cảnh rừng thứ sinh 60 3.1.2.2. Trong sinh cảnh trảng cỏ cây bụi 62 3.2. Đánh giá sơ bộ nền nhiệt ẩm đất giữa sinh cảnh trảng cỏ cây bụi với 68 rừng thứ sinh vào thời kỳ mùa hạ 3.3. Giải thích về sự biến đổi của HST rừng dƣới tác động của chiến 69 tranh hóa học và những tác động nhân sinh khác 3.4. Đề xuất một số giải pháp phục hồi các HST nhân sinh huyện Gio 76 Linh, Quảng Trị Bản đồ các HST nhân sinh huyện Gio Linh, Quảng Trị 3.4.1. Thành lập bản đồ sinh thái cảnh quan khu vực 77 3.4.2. Có biện pháp khai thác hợp lý các HST theo đai cao 78 ~5~
3.4.3. Tác động một số biện pháp kỹ thuật thích hợp 79 3.4.4. Phòng, chống cháy rừng 80 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 PHỤ LỤC 88 ~6~
DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Thời gian bán hủy của các dioxin trong các môi trường khác Bảng 1 8 nhau Bảng 2 Biến động diện tích rừng Việt Nam giai đoạn 1943- 1995 16 Các loại hoá chất phun rải rừng nội địa Việt Nam giai đoạn Bảng 3 1961 - 1971 16 Bảng 4 Trạng thái vật lý và mục đích sử dụng các CĐHH chủ yếu 21 Bảng 5 Lượng chất diệt cỏ phun rải ở miền Nam Việt Nam 22 Bảng 6 Tính chất đất dưới rừng thứ sinh 58 Giá trị nhiệt độ đất theo phẫu diện khu vực rừng thứ sinh Bảng 7 62 o ( C) Bảng 8 Biến đổi nhiệt độ không khí ngày ở độ cao 120cm theo mùa 63 Bảng 9 Giá trị nhiệt độ đất theo phẫu diện khu vực trảng cỏ cây bụi 66 ~7~
DANH MỤC HÌNH ẢNH Trang Hình 1 Mật độ phun rải chất diệt cỏ trong chiến tranh ở Quảng Trị 26 Hình 2 Biểu đồ thể hiện lao động phân theo ngành huyện Gio Linh 34 Hình 3 Sự thay đổi pH và lượng mùn theo phẫu diện 54 Hình 4 Sự thay đổi hàm lượng lân và kali dễ tiêu theo phẫu diện 55 Hình 5 Mặt cắt rừng cây gỗ tự nhiên đặc trưng khu vực gò đồi 57 huyện Gio Linh Sù thay ®æi hµm l-îng mïn vµ thµnh phÇn Hình 6 59 tæng sè Hình 7 Biến đổi hàm lượng lân và kali dễ tiêu theo phẫu diện 59 BiÕn tr×nh nhiÖt ®é kh«ng khÝ trong Hình 8 60 rõng thø sinh (9/2013) Hình 9 BiÕn tr×nh nhiÖt ®é ®Êt trong sinh c¶nh 61 rõng thø sinh Hình 10 Biến trình nhiệt độ quan trắc (tháng 9/2013) 64 Biến trình nhiệt độ trong trảng cỏ, cây bụi (Ở độ cao Hình 11 10cm, 50cm, 120cm) 64 BiÕn tr×nh ®é Èm kh«ng khÝ trung b×nh Hình 12 65 trong tr¶ng cá c©y bôi Sù thay ®æi nhiÖt ®é ®Êt khu vùc tr¶ng Hình 13 67 cá c©y bôi So s¸nh nhiÖt ®é kh«ng khÝ gi÷a 2 sinh Hình 14 68 c¶nh Hình 15 So sánh nhiệt độ đất giữa 2 sinh cảnh 69 Hình 16 Sự hình thành quần xã cỏ từ rừng nhiệt đới 71 Hình 17 Cây gỗ tiên phong đới chuyển tiếp giữa rừng và quần xã cỏ 75 Diễn thế thảm thực vật rừng nhiệt đới dưới các tác động tự Hình 18 76 nhiên – nhân sinh, trong đó có chiến tranh ~8~
BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT BTNĐ Biến trình nhiệt độ CDC Chất diệt cỏ CTHH Chiến tranh hóa học HST Hệ sinh thái NĐTB Nhiệt độ trung bình NN & PTNT Nông nghiệp và phát triển nông thôn QXTV Quần xã thực vật ~9~
LỜI CẢM ƠN Được sự đồng ý của nhà trường, Khoa Môi trường, Bộ môn Sinh thái Môi trường, trường Đại học Khoa học tự nhiên, tôi thực hiện luận văn “Nghiên cứu hiện trạng và biến đổi các hệ sinh thái nhân sinh hình thành dưới tác động của chiến tranh hóa học huyện Gio Linh, Quảng Trị.” Trong thời gian thực hiện và hoàn thành luận văn, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của các thầy, cô giáo, các tổ chức, cá nhân trong và ngoài trường. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn khoa học TS. Nguyễn Đăng Hội, người thầy đã định hướng, khuyến khích và trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong Khoa Môi trường, Bộ môn Sinh thái môi trường đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn thạc sỹ. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể cán bộ Trung tâm Nhiệt đới Việt Nga và Viện Hóa học – Môi trường quân sự đã nhiệt tình giúp đỡ và cung cấp những thông tin, số liệu tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện luận văn thạc sỹ. Luận văn tốt nghiệp không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn. Trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Học viên Nguyễn Thị Kim Ngọc ~ 10 ~
PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Khí hậu Việt Nam mang đặc trưng của khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới điển hình. Do có địa hình trải dài từ 8 o30' đến 23o27' vĩ bắc kèm theo sự chênh lệch về độ cao đã làm cho HST tự nhiên có sự phân hóa theo đai cao. Sự khác biệt đó đã dẫn đến tính phong phú, đa dạng các HST nhiệt đới và á nhiệt đới tự nhiên Việt Nam. Trải qua quá trình lịch sử phát triển lâu đời của các cộng đồng trên các vùng lãnh thổ với những tác động nhân sinh khác nhau đã dần dần làm biến đổi cấu trúc, chức năng của các HST nguyên sinh, hình thành nên những HST bị biến đổi nhân sinh, thậm chí là HST nhân sinh có các thành phần và yếu tố môi trường được xây dựng hoặc hình thành do những tác động khác nhau từ phía con người. Trong khoảng nửa thế kỷ trở lại đây, nhất là trong cuộc chiến tranh chống Mỹ, Việt Nam đã hứng chịu những tác động tiêu cực từ phía con người. Các yếu tố tác động nổi bật trước hết phải kể đến chất diệt cỏ do quân đội Mỹ sử dụng, bom đạn cùng với những tập tục có tính chất truyền thống của đồng bào các dân tộc bản địa như khai thác gỗ, củi, canh tác nương rẫy trên đất dốc… đã làm thay đổi nhiều diện tích HST rừng Việt Nam. Những cánh rừng nguyên sinh giàu có về gỗ, về đa dạng loài thực vật, phong phú tầng tán biến thành những HST rừng nhân sinh có trữ lượng gỗ trung bình hoặc nghèo kiệt, thậm chí trở thành trảng cỏ, trảng cỏ + cây bụi mà đến nay vẫn còn phổ biến ở nhiều tỉnh phía Nam và Tây Nguyên nước ta. Sự biến mất hoặc thay đổi của thảm thực vật rừng đã kéo theo hàng loạt biến đổi nảy sinh của điều kiện tài nguyên và môi trường: là sự suy giảm nghiêm trọng tài nguyên sinh học, tài nguyên và môi trường đất, tài nguyên và môi trường nước, tài nguyên và điều kiện khí hậu… Nghiêm trọng hơn, những khu vực là "điểm nóng", "vùng nóng" về dioxin đã và đang có những tác động xấu tới sức khoẻ và cuộc sống của người dân. ~ 11 ~
Huyện Gio Linh, tỉnh Quảng Trị nổi lên như một "điểm nóng" về sự tàn phá của chiến tranh đối với môi trường tự nhiên. Nhiều diện tích rừng tự nhiên đã biến mất vì chất diệt cỏ và bom đạn. Nhiều làng mạc đã phải di chuyển cũng vì chất diệt cỏ hoặc bị đốt cháy, phá huỷ nghiêm trọng… Hậu quả là qua nhiều thập niên nhưng dấu tích vẫn còn in đậm trên nhiều bản làng, nhiều HST khu vực. Mặc dù vậy, những nghiên cứu về thực trạng của các HST hình thành sau chiến tranh hoá học tại đây còn khá khiêm tốn. Đặc biệt, chưa có nghiên cứu, quan trắc cụ thể nào để đánh giá hiện trạng cũng như sự biến đổi của các HST nhân sinh hình thành sau chiến tranh. Điều đó gây khó khăn cho việc làm sáng tỏ cơ chế tác động và biến đổi của các HST hình thành sau những tác động mạnh mẽ của chiến tranh hoá học và những tác động tiêu cực từ phía con người. Xuất phát từ những lý do nêu trên tác giả đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu hiện trạng và biến đổi các HST nhân sinh hình thành dưới tác động của chiến tranh hóa học huyện Gio Linh, Quảng Trị”. 2. MỤC TIÊU, NHIỆM VỤ VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU - Xác định thực trạng cấu trúc các HST đặc trưng tại huyện Gio Linh hình thành do tác động của chất diệt cỏ và những tác động tiêu cực từ phía con người. - Đánh giá sự biến đổi và xu thế phát triển các thành phần của HST và môi trường khu vực. PHẠM VI NGHIÊN CỨU Các HST rừng tự nhiên, rừng phục hồi, trảng cỏ, cây bụi và các đặc điểm chế độ vi khí hậu tác động lên chúng tại huyện Gio Linh – tỉnh Quảng Trị CẤU TRÚC LUẬN VĂN Ngoài phần mở đầu, kết luận-kiến nghị và tài liệu than khảo, Luận văn được chia làm 3 phần chính. ~ 12 ~
Chương 1: Tổng quan tài liệu Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận. ~ 13 ~
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tổng quan về chất diệt cỏ 1.1.1. Khái niệm chất diệt cỏ (Dioxin và các hợp chất tương tự Dioxin) Chất diệt cỏ là những hóa chất nông nghiệp dùng để giết chết hoặc ngăn trở quá trình sinh trưởng và phát triển bình thường của cây cỏ. Trong cuộc chiến tranh ở Việt Nam, quân đội Mỹ đã sử dụng hàng triệu lít chất diệt cỏ - một loại chất độc hóa học có chứa dioxin (sau đây gọi chung là chất da cam/dioxin) nhằm phát quang các vùng trọng yếu, phá hủy mùa màng, tạo vành đai trắng ngăn cản sự tiến quân của quân đội nhân dân Việt Nam cũng như phong trào cách mạng ở miền Nam Việt Nam. Cuộc chiến tranh hoá học có tính rộng lớn và lâu dài, bắt đầu từ năm 1961 đến năm 1971 trên hầu hết các tỉnh thành ở miền Nam Việt Nam. Đây cũng là cuộc chiến tranh hoá học có quy mô lớn nhất trong lịch sử chiến tranh trên thế giới. Trong cuộc chiến tranh này, nhiều vùng rừng núi, trung du, đồng bằng đã bị tác động mạnh mẽ; nhiều diện tích rừng bị phá huỷ; nước, đất bị nhiễm độc, từ đó làm ảnh hưởng nghiêm trọng tới nhiều hợp phần của HST, trong đó có thực vật và động vật [5]. Với đặc tính hoạt động của mình, dioxin đã để lại nhiều di họa tức thời và lâu dài đối với thiên nhiên và con người. Trong đó, những cơ thể sống thực vật là một trong những đối tượng mẫn cảm nhất, chịu tác động và để lại hậu quả nặng nề không chỉ cho thế hệ hiện tại mà còn cho các thế hệ tiếp theo mà cho đến nay chúng ta vẫn chưa đánh giá hết được. Dioxin là một trong 12 chất, nhóm chất theo Công ước Stockholm [36] về các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (POPs: Persistent Organic Pollutants), gây ô nhiễm môi trường: (1) Policlobiphenyl (PCB), (2) Policlodibenzo-p-dioxin (PCDD), (3) Policlodibenzofuran (PCDF), (4) Aldrin, (5) Dieldrin, (6) Diclodiphenyltricloetan (DDT), (7) Endrin, (8) Clordan, (9) Hexaclobenzen (HCB), (10) Mirex, (11) Toxaphen, (12) Heptaclo. Trong 12 chất POPs đầu tiên này, dưới cái tên chung “Dioxin”, thường được hiểu là các chất policlodibenzo-p-dioxin (PCDD) và policlodibenzofuran (PCDF); PCB được hiểu là các hợp chất tương tự dioxin vì chúng có cùng cơ chế gây nhiễm ~ 14 ~
độc như dioxin. Trừ PCDD và PCDF là nhóm các chất không chủ định sản xuất, các chất còn lại đã được sản xuất ra để sử dụng: policlobiphenyl (PCB) được sử dụng trong chế tạo dầu biến thế, tụ điện lỏng, làm chất hóa dẻo…, các chất còn lại đã được sản xuất làm thuốc trừ sâu, trừ muỗi, trừ côn trùng có hại,… “Dioxin” thường được hiểu là hai nhóm chất gồm - 75 chất đồng loại (congener) của PCDD, tùy thuộc vào số lượng nguyên tử clo chứa trong phân tử, chia ra tám nhóm đồng phân (isomer). - 135 chất đồng loại của PCDF, tương tự như PCDD, PCDF chia ra tám nhóm đồng phân. Cũng thường gọi tách ra là dioxin và furan. Công thức cấu tạo chung của dioxin và furan như sau: Ngoài ra, trong các nghiên cứu phơi nhiễm tổng hợp, thường được tính đến cả các hợp chất tương tự dioxin, đó là PCB có công thức cấu tạo chung như sau: Không phải tất cả các đồng loại của dioxin và furan đều độc, chỉ có những chất mà trong phân tử của nó chứa 4 nguyên tử clo ở các vị trí 2,3,7,8 là có độc tính. Dioxin có 7, còn furan có 10 chất như vậy, tổng cộng là 17 chất độc. 1.1.2. Các đặc tính của Dioxin a) Dioxin có độ bền vững rất cao ~ 15 ~
Một trong những đặc điểm nổi bật của dioxin là độ bền vững cao về các phương diện vật lý, hóa học và sinh học. Ở điều kiện bình thường, dioxin đều là những chất rắn, có nhiệt độ nóng chảy khá cao, áp suất hơi rất thấp và rất ít tan trong nước. Những tính chất này có ý nghĩa lớn đối với sự tồn tại của chúng trong tự nhiên. Nhiệt độ sôi của 2,3,7,8-TCDD, chất độc nhất trong các dioxin, được đánh giá vào khoảng 412,2º C [12]. Độ hòa tan của nó trong chất da cam vào khoảng 580 ppm, trong các dung môi hữu cơ như sau: o-diclobenzen: 1.400 mg/l, clobenzen: 720 mg/l,benzen: 570 mg/l, cloroform: 370 mg/l, axeton: 110 mg/l, metanol: 10 mg/l. [22]. Sự khác nhau về độ hòa tan của dioxin trong nước và trong các dung môi hữu cơ quan hệ trực tiếp hệ số phân bố của chúng trong hệ hữu cơ/nước, đặc biệt là trong hệ octanol/nước. b) Dioxin ái mỡ và kỵ nước Đặc tính ái mỡ (lipophilic) và kỵ nước (hydrophobic) của dioxin liên quan chặt chẽ với độ bền vững của chúng trong cơ thể sống cũng như trong tự nhiên và sự phân bố của chúng trong các cơ quan của cơ thể. Hệ số phân bố của 2,3,7,8-TCDD trong cơ thể như sau [29]: Mô mỡ: 300; da: 30; gan: 25; sữa mẹ: 13; thành ruột: 10; máu: 10; thận: 7; bắp thịt: 4; mật: 0,5; nước tiểu: 0,00005. Vì vậy, khi nghiên cứu đánh giá độ tồn lưu của dioxin trong cơ thể người, thường lấy mỡ, máu và sữa mẹ. Trong sữa mẹ có khoảng 3-4% mỡ, còn trong máu khoảng 0,3-0,7% [38]. c) Dioxin rất bền vững hóa học Về mặt hóa học, dioxin rất bền vững, không bị phân hủy dưới tác dụng của các axít mạnh, kiềm mạnh, các chất oxy hóa mạnh khi không có chất xúc tác ngay ở cả nhiệt độ cao. Dioxin không bị thủy phân trong nước ở điều kiện bình thường. Nước siêu tới hạn [28] tức nước ở điều kiện: nhiệt độ T = 375oC, áp suất p = 222atm và tỷ khối d = 0,307 g/cm3, hòa tan và ôxy hóa được dioxin với hiệu suất rất cao (quy mô phòng thí nghiệm): 99,9999%. d) Dioxin rất bền nhiệt ~ 16 ~
Dioxin có nhiệt độ nóng chảy khá cao, nhiệt độ sôi của 2,3,7,8-TCDD lên tới 412º C, các quá trình cháy tạo dioxin cũng xảy ra ở khoảng nhiệt độ khá cao. Nhiệt độ 750-900º C vẫn là vùng tạo thành 2,3,7,8-TCDD, ngay cả ở nhiệt độ1.200º C, quá trình phân hủy dioxin vẫn là quá trình thuận nghịch, dioxin chỉ bị phân hủy hoàn toàn ở trong khoảng nhiệt độ 1.200-1.400º C và cao hơn. [22] e) Thời gian bán hủy của dioxin Thời gian bán hủy là một thông số quan trọng để đánh giá độ bền vững của dioxin trong các đối tượng khác nhau. Theo Paustenbach và cộng sự [34], thời gian bán hủy của dioxin là 9-12 năm chỉ trên lớp đất bề mặt 0,1 cm, ở các lớp đất sâu hơn là 25-100 năm. [31] Trong cặn đáy, dioxin có thể tồn tại hàng trăm năm [37]. Theo tài liệu này, T1/2 của các nhóm đồng phân của PCDD và PCDF trong cặn đáy như sau: Nhóm đồng phân PCDF PCDD Tetra 79 năm 102 năm Penta 59 “ 153 “ Hexa 54 “ 173 “ Hepta 32 “ 128 “ Octa 29 “ 139 “ Các số liệu này cho thấy: độ bền vững của PCDD và PCDF trong trầm tích rất khác nhau và có thể xếp theo thứ tự như sau: PCDD > PCDF Đối với PCDF: Tetra > Penta > Hexa > Hepta > Octa Đối với PCDD: Hexa > Penta > Octa > Hepta > Tetra Trên cơ sở mô hình về sự suy giảm của dioxin trong các môi trường khác nhau, Sinkkonen và Paasivirta đã đưa ra bảng số liệu về về thời gian bán hủy của từng chất của dioxin trong các môi trường không khí, nước, đất và trầm tích ở điều kiện nhiệt độ trung bình của vùng Bantic là 7º C. Bảng số liệu không đưa ra chu kỳ bán phân hủy của toàn bộ các chất dioxin mà chỉ lựa chọn đưa ra một số chất dioxin nhất định để thấy được sự khác biệt về ~ 17 ~
chu kỳ bán phân hủy của các chất dioxin này trong các môi trường khác nhau thì rất khác nhau. [23] Bảng 1. Thời gian bán hủy của các dioxin trong các môi trƣờng khác nhau Chu kỳ bán hủy T1/2 Chất Trong không khí Trong nước Trong đất và trầm tích Đơn vị: ngày Đơn vị: tháng Đơn vị: năm 2,3,7,8-ТCDD 8 5 103 1,2,3,7,8-PeCDD 15 10 114 1,2,3,4,7,8- HxCDD 31 20 274 1,2,3,6,7,8- HxCDD 31 20 63 1,2,3,7,8,9- HxCDD 31 20 80 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD 63 41 103 2,3,7,8-ТCDF 13 9 63 1,2,3,7,8-PeCDF 28 18 51 2,3,4,7,8-PeCDF 58 38 68 1,2,3,6,7,8-HxCDD 58 38 80 1,2,3,7,8,9-HxCDD 58 38 57 2,3,4,6,7,8-HxCDD 58 38 51 1,2,4,6,7,8-HxCDD 58 38 57 1,2,3,4,6,8-HxCDD 58 38 51 1,2,4,6,8,9-HxCDD 58 38 17 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 133 88 40 ~ 18 ~
1,2,3,4,7,8,9-HpCDF 133 88 34 1,2,3,4,6,8,9-HpCDF 133 88 23 OCDF 400 263 29 Nguồn: Sinkkonen và Paasivirta, 2000 [37] Sự phù hợp với thực tế của các số liệu trong bảng trên cần phải được kiểm tra cụ thể đối với từng khu vực, song các số liệu này đã cung cấp một cái nhìn tổng quát về độ bền vững rất cao của dioxin trong môi trường và độ bền vững này: trong đất > trong nước > trong không khí. f) Các trạng thái tồn lưu và di chuyển của dioxin trong tự nhiên Những tính chất lý hóa và đặc trưng của dioxin như độ hòa tan trong nước, áp suất hơi, hằng số Henry (KHenry), hệ số phân bố trong hệ octanol/nước (Kow), áp suất riêng phần trong pha hơi và pha hạt, hệ số riêng phần cacbon hữu cơ (Koc) (log Koc= -0,54 log S + 0,4; trong công thức này, S là độ hòa tan của dioxin trong nước tính theo mol [22]) đều có ý nghĩa trong đánh giá độ tồn lưu và sự di chuyển của dioxin trong và giữa các môi trường khác nhau: không khí, nước, đất hoặc trầm tích.  Trong không khí Các quá trình đốt cháy, mà trước hết là các nhà máy, các lò đốt rác sinh hoạt, rác công nghiệp, rác y tế, là nguồn phát thải dioxin vào không khí. Theo quy luật, trạng thái tồn tại của các hợp chất cùng loại phụ thuộc vào áp suất hơi của chúng và nhiệt độ của môi trường. Những chất có áp suất hơi lớn hơn 10-4 mmHg chủ yếu tồn tại trong không khí ở pha hơi, ngược lại, những chất có áp suất hơi nhỏ hơn 10-8 mmHg lại tồn tại chủ yếu trong pha hạt, ở đây pha hạt được hiểu là các loại hạt bụi, hạt vật chất khác nhau lơ lửng trong không khí, mà trên đó các phân tử dioxin bám dính (hấp phụ), còn các chất có áp suất hơi nằm trong khoảng 10-8 - 10-4 mmHg có thể tồn tại cả trong pha hơi lẫn pha hạt 2,3,7,8-TCDD là loại hợp chất có áp suất nằm trong khoảng 7,4.10-10 - 3,4.10-5 [34] vì vậy, nó có thể tồn tại cả trong hai pha hơi lẫn pha hạt. ~ 19 ~
Nhìn chung, áp suất hơi của các nhóm đồng phân của PCDD có thể xếp theo thứ tự giảm dần như sau: PTCDD > PPeCDD > PHxCDD > PHpCDD > POCDD Chính vì vậy mà tỷ lệ tồn tại ở các pha của các nhóm đồng phân này trong không khí khác nhau. Những hạt có kích thước > 10 micron (1 micron = 10 -4 cm) rất nhanh chóng lắng đọng khô hoặc lắng đọng ướt (theo mưa, sương, tuyết…) xuống mặt đất, mặt nước và xuống cặn đáy, bám trên cỏ cây thực vật, chỉ có những hạt nằm trong khoảng 5-0,1 micron mới tạo thành được sol khí (aerosol) bền vững trong không khí và là nguồn lan tỏa dioxin trong không khí. Loại sol khí nhiễm dioxin này có thể di chuyển theo chiều gió đi khắp nơi và bị pha loãng, tiếp tục lắng đọng. Trong không khí, dioxin có thể bị quang phân hủy (quang hóa) dưới tác động của ánh sáng mặt trời, nhất là đối với tia cực tím.  Trong nước Trong nước, dioxin chủ yếu liên kết với các hạt vật chất lơ lửng trong nước, hấp phụ trên các phần trong nước của các thực vật thủy sinh, tích tụ trong các động vật thủy sinh như cá với hệ số tích tụ sinh học 37.900-128.000 [27] và vì dioxin có hệ số riêng phần cacbon hữu cơ Koc lớn, độ tan trong nước quá nhỏ, nên phần lớn hấp phụ vào các trầm tích, phần còn lại trong nước rất thấp, nồng độ toàn phần của các TCDD, PeCDD, HxCDD, HpCDD và OCDD trong nước thô chỉ ở mức từ dưới các giới hạn phát hiện đến 3,6 ppm, trong khi đó trong trầm tích do huyền phù tạo thành, nồng độ của chúng lên tới 228 ppm tức là lớn gấp khoảng 63.000 lần. [18] Hằng số Henry, một thông số phản ánh tỷ số nồng độ của một chất hóa học trong pha khí so với nồng độ của nó trong dung dịch ở điều kiện cân bằng, của dioxin rất nhỏ, cỡ 10-6 - 10-5 nên dioxin khó bay hơi từ nước vào không khí.  Trong đất và trầm tích Do cấu trúc electron của dioxin có đồng thời hai trung tâm cho và nhận, tại hai trung tâm nhận, mật độ electron cực tiểu và là đặc trưng cho p-ocbital, tại trung tâm cho, mật độ electron cực đại, đặc trưng cho n-ocbital. Với cấu trúc electron như ~ 20 ~