Luận văn Thạc sĩ Khoa học: 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 Hòa

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:76

Thêm vào BST

Báo xấu

107
lượt xem 23
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn với các 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.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: 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 Hòa

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 trọng và biết ơn sâu sắc tôi xin được bày tỏ lới cám ơn chân thành tới: TS. Nguyễn Hùng Minh đã tận tình hướng dẫn tạo 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 hiệu nhà trường, Phòng đào tạo sau đại học, Khoa Môi trường và Bộ môn Công nghệ Môi trường đại học Khoa học Tự nhiên đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập 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 mẹ anh chị em và người vợ yêu quý đã luôn ở bên cạnh động viên và giúp đỡ tôi học tập làm việc và hoàn thành luận văn này./.
MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG .............................................................................................. iv DANH MỤC HÌNH ................................................................................................ v DANH MỤC VIẾT TẮT ....................................................................................... vi MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU................................................................. 3 1.1 Tổng quan về tình hình ô nhiễm dioxin tại Việt Nam ............................. 3 1.1.1 Tình hình sử dụng chất diệt cỏ có chứa dioxin trong thời gian chiến tranh của Mỹ ở Việt Nam ........................................................................ 3 1.1.2 Thực trạng ô nhiễm dioxin tại các điểm nóng ................................. 4 1.2 Các phương pháp xử lý dioxin .............................................................. 10 1.2.1 Công nghệ Hóa Cơ (Dehalogenation by mechanochemical reaction- DMCR) ................................................................................................. 11 1.2.2 Giải hấp nhiệt trong mố (In Situ Thermal Desorption- ISTD/IPTD). .............................................................................................................. 12 1.2.3 Công nghệ Sinh học. ..................................................................... 13 1.2.5 Biên pháp chôn lấp ....................................................................... 14 1.3 Kinh nghiệm trên thế giới áp dụng công nghệ cơ hóa trong xử lý dioxin ................................................................................................................... 15 CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 18 2.1 Đối tượng nghiên cứu ........................................................................... 18 2.1.1. Tính toán khối lượng đất nhiễm dioxin cần phải xử lý tại sân bay Biên Hòa ............................................................................................... 18 2.1.2 Công nghệ Hóa-Cơ (MCD) xử lý đất bị ô nhiễm tại sân bay Biên Hòa........................................................................................................ 20 2.2 Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 25 2.2.1 Phương pháp kế thừa, thu thập và tổng hợp tài liệu....................... 25 2.2.2 Phương pháp lấy mẫu ................................................................... 26 2.2.3 Phương pháp điều tra và nghiên cứu ngoài thực địa ...................... 28 2.2.4 Phương pháp chuyên gia ............................................................... 28 ii
2.2.5 Phương pháp tính toán .................................................................. 29 2.2.6 Phương pháp phân tích tổng hợp đánh giá .................................... 29 CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................... 30 3.1 Nghiên cứu, xác định mức độ ô nhiễm tại khu vực phía tây nam sân bay Biên Hòa (khu vực Pacer Ivy) .................................................................... 30 3.1.1 Nhiễm độc dioxin trong đất bề mặt ............................................... 32 3.1.2 Nhiễm độc trong đất và trầm tích sâu............................................ 35 3.2 Đánh giá hiệu quả của công nghệ Hóa-Cơ xử lý dioxin ........................ 44 3.2.1. Kết quả phân tích đất trước và sau xử lý ...................................... 44 3.2.2 Đánh giá hiệu quả xử lý ................................................................ 47 3.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý..................................... 52 3.3 Đề xuất giải pháp công nghệ xử lý dioxin tại Sân bay Biên Hòa ........... 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................. 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 61 iii
DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Số lượng các chất diệt cỏ đã được sử dụng tại miền Nam Việt Nam 3 Bảng 1.2: Tổng hợp các kết quả nghiên cứu từ năm 2000 của Bộ Quốc phòng, Văn phòng 33 và Ban 10-80. ............................................................................ 6 Bảng 1.3 Một số dự án thử nghiệm công nghệ Hóa Cơ .................................. 15 Bảng 1.4: Kết quả xử lý PCPs (ug/kg) ............................................................ 16 Bảng 1.5: kết quả xử lý dioxin và furan (Đơn vị tính:TEQ) ............................ 16 Bảng 1.6 : Kết quả xử lý Dioxins (total) ......................................................... 17 Bảng 3.1: Hàm lượng PCDD/Fs (ppt TEQ) trong mẫu đất bề mặt từ khu vực phía Tây (Biên Hòa) ....................................................................................... 34 Bảng 3.2 Nồng độ dioxin lấy theo chiều sâu tại khu vực Pacer Ivy ................ 37 Bảng 3.3: Hiệu quả tiêu hủy dioxin từ mẻ 1-16 .............................................. 44 Bảng 3.4: Hiệu quả tiêu hủy dioxin từ mẻ 17-33 ............................................ 45 Bảng 3.5: Hiệu quả tiêu hủy dioxin từ mẻ 39-42 ............................................ 46 Bảng 3.6: Hiệu quả tiêu hủy phân chia theo nồng độ ...................................... 48 Bảng 3.7: Quan trắc môi trường đối với dioxin .............................................. 51 Bảng 3.8: Báo cáo quan trắc bụi khu vực xử lý .............................................. 51 Bảng 3.9: Các thông số độc lập từ mẻ 1-10 .................................................... 53 Bảng 3.10: Kết quả phân tích Hồi quy bội (Sử dụng Regression trong excel để tính toán) ........................................................................................................ 54 Bảng 3.11: Mối tương quan giữa các thông số với hiệu suất sử lý .................. 55 Bảng 3.12: So sánh hiệu quả xử lý của các giải pháp xử lý đất nhiễm dioxin . 58 iv
DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Các khu vực ô nhiễm dioxin tại sân bay Biên Hòa ..................................... 7 Hình 1.2 Cấu tạo máy nghiền bi .............................................................................. 11 Hình 1.3 Mô tả quá trình đứt gẫy các liên kết hóa học. ............................................ 12 Hình 1.4 Mô hình công nghệ giải hấp nhiệt trong mố .............................................. 13 Hình 1.5 Biểu đồ độ giảm của TCDD trong nghiên cứu thử nghiệm tại Đà Nẵng .... 14 Hình 2.1 Kết quả lấy mẫu dioxin tại phía Tây Nam đường bay (Pacer Ivy).............. 19 Hình 2.2 thiết bị sấy khô ......................................................................................... 22 Hình 2.3 bốn lò phản ứng được lắp song song ......................................................... 22 Hình 2.4 hệ thống máy nhào đất sau xử lý ............................................................... 23 Hình 2.5 Các bao đất nhiễm dioxin lưu tại nhà kho ................................................. 24 Hình 2.6 Phương pháp lấy mẫu đất dưới bề mặt ...................................................... 27 Hình 3.1 Các vị trí lấy mẫu tại khu vực Pacer Ivy .................................................... 31 Hình 3.2 Phân bố giá trị nồng độ TEQ tại khu vực phía Tây/Pacer Ivy (vàng và đỏ: trên 1.000 ppt) ......................................................................................................... 33 Hình 3.3 Biểu đồ biểu diễn nồng độ dioxin phân bố theo chiều sâu (mẫu 11BH-H6) ................................................................................................................................ 36 Hình 3.4 Biểu đồ biểu diễn nồng độ dioxin phân bố theo chiều sâu (mẫu 11BH-C3)37 Hình 3.5 Vị trí 10 mẫu core và nồng độ dioxin trong các lớp bề mặt (Màu xanh 1.000ppt) ............................................................................. 40 Hình 3.6 Phân chia ranh giới của các khu vực nhiễm độc tại khu vực Pacer Ivy ( diện tích ô 50x50m) ........................................................................................................ 43 Hình 3.7 Biểu đồ biểu diễn sự phá hủy dioxin từ mẻ 01-10 ..................................... 44 Hình 3.8 Biểu đồ biểu diễn sự phá hủy dioxin từ mẻ 11-16 ..................................... 45 Hình 3.9 Biểu đồ biểu diễn sự phá hủy dioxin từ mẻ 17-23 ..................................... 45 Hình 3.10 Biểu đồ biểu diễn sự phá hủy dioxin từ mẻ 24-30.................................... 46 Hình 3.11 Biểu đồ biểu diễn sự phá hủy dioxin từ mẻ 31-38.................................... 46 Hình 3.12 Biểu đồ biểu diễn sự phá hủy dioxin từ mẻ 39-42.................................... 47 Hình 3.13 Khu vực sàng đất trước khi đưa vào lò sấy .............................................. 50 Hình 3.14 Khu vực đầu ra của đất sau xử lý ............................................................ 50 v
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 vi
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 73.000m 3 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 (
phù hợp với mục tiêu của quốc gia và quốc tế (TCVN 8183: 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 hiệu quả thử nghiệm công nghệ 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 2
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về tình hình ô nhiễm dioxin tại Việt Nam 1.1.1 Tình hình sử dụng chất diệt cỏ có chứa dioxin trong thời gian chiến tranh của Mỹ ở Việt Nam Bảng 1.1: Số lượng các chất diệt cỏ đã được sử dụng tại miền Nam Việt Nam trong thời gian chiến tranh với Mỹ Đơn vị: lít Các chất: Tác giả Chất da cam Chất trắng Chất xanh tím, hồng, Tổng cộng xanh lá mạ Westing (1976) 44.373.000 19.835.000 8.182.000 - 72.390.000 Stellman (2003) 49.268.937 20.556.525 4.741.381 2.387.963 76.954.806 Young (2009) 43.332.640 21.798.400 6.100.640 2.944.240 74.175.920 Trong bảng này số liệu của Westing không bao gồm các chất tím, hồng và xanh mạ là những chất có hàm lượng dioxin rất cao (Bảng 1.1). Theo Young (2009), thì con số 74.175.920 lít là tổng số Mỹ đưa vào Việt Nam, đến năm 1972 theo kế hoạch Pacer Ivy đã đưa về nước 25.200 phi (loại 208 lít) chất da cam, tương đương 5.241.600 lít, còn lượng đã sử dụng là 74.250.800 lít. Theo số liệu của Stellman (2003) thì số lượng tổng các chất diệt cỏ là 76.954.806 lít(~77 triệu) các chất, tương đương với 95.112.688 kg (~ 95 triệu kg), trong đó có 67% các chất chứa dioxin, mà chủ yếu là chất da cam với khối lượng 49,27 triệu lít, tương đương 63.000 tấn. Khối lượng 95.112.688 kg các chất diệt cỏ này được phun rải lên 2,63 triệu ha chiếm 15,2% diên tích toàn miền Nam Việt Nam (172.540.000 ha, theo SIPRI, 1971). Nếu chỉ tính riêng các chất có hoạt chất 2,4,5-T, thì diện tích bị phun rải loại các chất này, cũng theo Stellman và cộng sự là 1,68 triệu ha, chiếm 9,7 % diện tích toàn miền Nam. 3
Từ các số liệu trên đây, có thể đánh giá mật độ phun rải như sau: Tất cả các chất là ~ 36 kg/ha, riêng các chất da cam với khối lượng 49.268.937 lít tương đương 63.064.240 kg, rải trên 1,68 triệu ha thì mật độ 37,5 kg/ ha, gấp 17 lần liều sử dụng trong nông nghiệp theo hướng dẫn của bộ lục quân mỹ năm 1969 là 2,2 kg/ha. Với mật độ này thì các chất diệt cỏ trở thành những chất độc phát quang và phá hoại mùa màng có tính hủy diệt. Theo ước tính có hơn 2,5 triệu ha rừng bị tác độc ở nhiều mức khác nhau gây ảnh hưởng nặng nề đến sinh thái rừng ở nam Việt Nam (Văn phòng 33,2007). Và hàng triệu nạn nhân chất độc da cam/dioxin với nhiều loại chứng bệnh khác nhau: ung thư, suy giảm miễn dịch, tai biến sinh sản, dị tật bẩm sinh, v.v. Đặc biệt, ở một số sân bay như Biên Hòa, Đà Nẵng và Phù Cát, có những điểm bị ô nhiễm chất độc da cam/dioxin rất nặng (những “điểm nóng” về môi trường), hàm lượng dioxin trong đất, trong bùn ở đây cao hơn hàng trăm, có nơi hàng ngàn lần ngưỡng cho phép (TCVN 8183: 2009, 1000 ppt TEQ đối với đất, 150 ppt TEQ với trầm tích, bùn). 1.1.2 Thực trạng ô nhiễm dioxin tại các điểm nóng Theo các kết quả nghiên cứu từ trước đến nay do Việt Nam và quốc tế phối hợp thực hiện đã xác định các sân bay quân sự Đà Nẵng, Phù Cát và Biên Hòa là ba điểm nóng ô nhiễm nặng dioxin trong đất, trầm tích, động vật thủy sinh, chủ yếu là TCDD có nguồn gốc từ chiến tranh ở Việt Nam vốn được quân đội Mỹ sử dụng làm kho chứa, tập kết chất da cam/dioxin trước khi đi phun rải. Hai điểm nóng sân bay Đà Nẵng hiện đang được Bộ Quốc phòng Việt Nam phối hợp với Cơ quan Phát triển Quốc tế Hoa Kỳ (USAID) bằng ngân sách của Chính phủ Mỹ thực hiện; sân bay Phù Cát đã được xử lý trong năm 2012 bằng tài trợ của Quĩ Môi trường toàn cầu thông qua Chương trình Phát triển Liên Hợp quốc tại Việt Nam (gọi tắt là Dự án GEF/UNDP Dioxin). Riêng đối với sân bay Biên Hòa, do qui mô và tính chất ô nhiễm phức tạp và không đồng nhất. Vì vậy, đến nay vẫn chưa có biện pháp cụ thể xử lý đất nhiễm dioxin tại sân bay Biên Hòa. 4
a. Tình trạng ô nhiễm dioxin tại khu vực sân bay Biên Hòa Các khu ô nhiễm trong sân bay quân sự Biên Hòa bao gồm Khu vực Pacer Ivy (Góc phía Tây sân bay); Khu vực Tây Nam (Góc Tây Nam sân bay); Khu Nam Z1 (bao gồm bãi chôn lấp Z1 và vùng xung quanh); Các hồ bên trong và bên ngoài sân bay được xem là các nguồn ô nhiễm thứ cấp, các khu vực ô nhiễm được mô tả trong hình 1.1 Từ năm 2000, các nghiên cứu được mở rộng và với sự tài trợ của UNDP (Quỹ Ford), GEF (Quỹ môi trường toàn cầu), Ban 10-80/Hatfield (2007), TTNĐVNg/Hatfield (2009), Văn phòng 33/Hatfield/UNDP (2007,2010). Kết quả của các đợt khảo sát cho thấy nồng độ dioxin trong đất và trầm tích của khu vực Z1 là rất cao, với nồng độ cao nhất là 410.000 ppt TEQ trong đất và 5470 ppt (theo trọng lượng khô) trong trầm tích. Các đợt khảo sát tiếp theo vào năm 2004-2005 cho thấy nồng độ vẫn cao trong một vài mẫu trầm tích tại hồ 2, với nồng độ cao nhất trong mẫu trầm tích là 833 ppt TEQ. Trong chương trình khảo sát gần đây nhất vào tháng 1 năm 2008, hiện trạng ô nhiễm dioxin tại khu Z1 vẫn còn cao, với nồng độ TEQ của mẫu cao nhất là 262.000 ppt. Ngoài ra, các khu vực phía tây nam sân bay và khu vực vành đai của Z1, nồng độ dioxin trong nhiều mẫu vượt quá ngưỡng 1.000 ppt TEQ. Đặc biệt các mẫu lấy tại vùng đất thấp ở cuối dốc của khu Z1 bao gồm các kênh rạch thoát nước, ao hồ tại đầu phía Nam của sân bay tiếp tục bị ô nhiễm dioxin với nồng độ cao. Cần có thêm các chương trình lấy mẫu và phân tích mẫu để có thể xác định chính xác thể tích đất và trầm tích cần được xử lý. Nồng độ dioxin tại khu vực Pacer Ivy (địa điểm do Bộ Quốc phòng Mỹ đề nghị khảo sát, nằm ở phía Tây Nam của sân bay) là tương đối cao, cho thấy khu vực này có thể đã được sử dụng để phun thuốc diệt cỏ trong chiến tranh Mỹ - Việt Nam. Tuy nhiên số lượng mẫu lấy tại khu vực này còn hạn chế. Vì đây là một khu vực có diện tích lớn và có khả năng lan truyền ô nhiễm đến các hệ sinh thái nước qua hệ thống kênh rạch, nên cần thiết phải có những đánh giá kỹ lưỡng về mức độ ô nhiễm.Kết quả nghiên cứu được tổng hợp trong bảng 1.2. 5
Bảng 1.2: Tổng hợp các kết quả nghiên cứu từ năm 2000 của Bộ Quốc phòng, Văn phòng 33 và Ban 10-80. Số Nồng độ trung Khoảng nồng độ Tên dự án Vị trí Loại mẫu mẫu bình (tổng (n) TEQ) (tổng TEQ) Dự án Z1 Khu vực Z1 Đất 50 18750 ppt nd – 410000 ppt & Chương Trầm tích 3 2990 ppt 1380 – 5470 ppt trình 33; 2000, Hồ Cổng 2 Trầm tích 6 339 ppt 236 – 508 ppt 2001 Khu ruộng gần hồ Đất 12 137 ppt nd – 412 ppt Cổng 2 Trầm tích 2 52 ppt 44 – 50 ppt Hồ Biên Hùng Đất 8 83 ppt 5 – 256 ppt Trầm tích 9 107 ppt 59 – 210 ppt Đất 7 50 ppt 26 – 108 ppt Khu ruộng phường Quang Vinh Trầm tích 7 88 ppt 17 – 149 ppt Công ty Trầm tích - - 36 – 833 ppt Hatfield & Hồ phía Nam và hồ Ban 10- Biên Hùng 80, 2004- Đất - - nd - 425 ppt 05 Khu Z1 Đất 8 115390 ppt 109 – 262000 ppt Công ty Góc Tây Nam Đất 16 4617 ppt 4.12 – 65500ppt Hatfield & Khu vực Pacer Ivy Đất 11 2583 ppt 80,3 – 22800 ppt Văn phòng (Góc Tây Nam của 33, tháng đường bay) Trầm tích 4 2835 ppt 1090 – 5970 ppt 1 năm 2008 Vành đai khu Z1 Đất 30 1119 ppt 6,15 – 13300 ppt Trầm tích 1 413 ppt Ao hồ xung quang Trầm tích 5 966 ppt 20,9 – 2240 ppt khu Z1 6
Hình 1.1. Các khu vực ô nhiễm dioxin tại sân bay Biên Hòa b. Tình trạng ô nhiễm dioxin tại sân bay Đà Nẵng Kết quả các nghiên cứu của Trung tâm Tư vấn Việt - Nga, Văn phòng Ban Chỉ đạo 33; Ban 10-80 phối hợp với công ty tư vấn Hatfield thực hiện từ năm 1997 đến năm 2012 Văn phòng 33/Hatfield/UNDP/Ban 10-80 (Hatfield/Ban 10-80 (1998, 2000, 2003, 2006, 2007,2011) tại khu vực sân bay Đà Nẵng như sau: - Khu kho chứa, khu rửa và khu nạp. Nồng độ TEQ lớn nhất trong đất được ghi nhận vào năm 2006 là 365.000 ppt trong các mẫu lấy tại khu trộn và nạp cũ, nồng độ này vượt giá trị giới hạn cao nhất (1.000 ppt) 365 lần. Ba mẫu phân tích có nồng độ TCDD > 100.000 ppt và 17 trong số 23 mẫu đất (74%) lấy tại sân bay có nồng độ > 1000 ppt. - Nồng độ TCDD đo được trong tháng 1 năm 2009 lấy tại trung tâm và phía nam sân bay Đà Nẵng thấp hơn đáng kể so với các mẫu lấy tại phía bắc; trừ trường hợp ở khu kho chứa Pacer Ivy (PISA). Nồng độ TCDD cao chỉ bắt gặp ở một mẫu 7
đất lấy tại vị trí gần khu vực PISA (20.600 ppt; 65% TCDD), và trong một mẫu cá (25,4 ppt TEQ) lấy tại hồ D phía nam sân bay vào năm 2009. - Tại khu nhiễm sân bay Đà Nẵng, dioxin đã thấm sâu vào đất đến 150 cm: lớp đất 120-150 cm, có nồng độ TEQ là 952 ppt (n=5). Nghiên cứu hiện nay và các nghiên cứu trước đây của Hatfield/Ban 10-80 đã xác nhận rằng, nồng độ chất độc da cam dioxin cao nhất ở Việt Nam được tìm thấy trong đất ở lớp bề mặt 10 cm trên cùng; tại một số điểm nồng độ cao được tìm thấy ở độ sâu lớn hơn (ví dụ > 30 cm), nhưng chỉ trong các vùng bị giới hạn tại khu nạp và trộn cũ, khu kho chứa cũ, và PISA ở sân bay thành phố Đà Nẵng. Trong nghiên cứu này, mặt cắt đứng ở khu kho chứa Pacer Ivy chỉ ra rằng nồng độ TEQ tăng theo độ sâu: 0-10 cm và 10-30 cm. - Theo hướng lan tỏa, dioxin tích tụ trong hồ Sen, trong bùn, động vật, thực vật thủy sinh: trong 3 hồ: hồ Sen A bị ô nhiễm dioxin nặng cần có biện pháp xử lý. Hồ B và hồ C: trong các mẫu bùn và cá nồng độ dioxin không cao, dưới 100 ppt TEQ. - Khu vực ngoài sân bay theo hướng lan tỏa: Đất khu dân cư, bùn trong các hồ Xuân Hà, hồ 29-3, sông Hàn, sông Cẩm Lệ, sông Phú Lộc có nồng độ dioxin thấp, dưới mức cho phép. - Động vật, thực vật thủy sinh trong hồ Sen A có hàm lượng dioxin cao, trên ngưỡng cho phép, cần xử lý và không được sử dụng làm thực phẩm và thức ăn cho chăn nuôi. - Kết quả khảo sát vào năm 2009 cho thấy nồng độ dioxin cao và khẳng định khu vực đầu phía bắc sân bay Đà Nẵng là một điểm nóng. Ô nhiễm dioxin ở khu phía nam sân bay Đà Nẵng ở mức nhỏ. - Kết quả khảo sát mới nhất vào tháng 1 năm 2010 cho thấy mức độ ô nhiễm dioxin trong đất tại các khu kho chứa, trộn và nạp; và trầm tích trong các khu kênh rạch vẫn cao. Đặc biệt, là dioxin được tìm thấy trong nước ngầm với nồng độ 8
khoảng 0,86 ppt TEQ, chúng tỏ dioxin đã có khả năng ngấm sâu vào các mạch nước ngầm. Tình hình xử lý dioxin tại Đà Nẵng: Đất và trầm tích ô nhiễm hiện đang được xử lý bằng công nghệ bằng công nghệ giải hấp nhiệt tại mố (IPTD, in pile thermal destruction). Tháng 4/2011 Bộ Quốc phòng đã phê duyệt dự án xử lý môi trường ô nhiễm dioxin tại sân bay Đà Nằng do Quân chủng Phòng không - Không quân (PK-KQ) làm chủ đầu tư với tổng mức đầu tư là 84 triệu USD và 35 tỷ đồng (trong đó: 84 triệu USD là vốn viện trợ không hoàn lại của Chính phủ Mỹ, 35 tỷ đồng là vốn đối ứng trong nước từ ngân sách nhà nước); tiến độ thực hiện 2011-2015. Mục tiêu, qui mô của dự án: Theo thiết kế được duyệt, mục tiêu là đào xúc và xử lý triệt để tối thiểu 72.900 m3 đất, bùn ô nhiễm dioxin, trong đó: giai đoạn 1 (năm 2013, 2014) xử lý 34.800 - 41.500 m3; giai đoạn 2 (năm 2015, 2016) xử lý khoảng 38.100 - 45.600 m3. (Dự án Dioxin,2011). c. Tình trạng ô nhiễm tại sân bay Phù Cát Theo tài liệu do Bộ Quốc phòng Mỹ cung cấp , sân bay Phù Cát phục vụ cho chiến dịch “Ranch Hand” từ tháng 6 năm 1968 đến tháng 5 năm 1970. Lượng hóa chất tập trung tại sân bay Phù Cát gồm: chất da cam: 17.000 thùng, chất trắng 9.000 thùng và chất xanh 2.900 thùng. Chính vì vậy, Trong sân bay Phù Cát đã hình thành khu nhiễm chất da cam/dioxin: khu chứa, nạp, khu rửa phương tiện sau phun rải. Sau một thời gian dài, chất da cam/dioxin đã thấm sâu vào đất. Văn phòng33/Hatfield/UNDP/Ban 10-80 (Hatfield/Ban 10-80 (1998, 2000, 2003, 2006, 2007) tại khu vực sân bay Phù Cát như sau: Nồng độ dioxin tại khu vực kho chứa vẫn còn rất cao (tới 236.000 pg/g TCDD) và nồng độ này tương đương với kết quả tìm thấy tại Biên Hòa và Đà Nẵng. Cần xử lý lâu dài và liên tục đất tại khu vực này để làm giảm sự phơi nhiễm dioxin 9
tiềm tàng cho các công nhân làm việc trong sân bay và cộng đồng dân cư sống ở gần khu sân bay. Trong khu vực nạp và rửa, nồng độ dioxin thấp hơn rất nhiều và có lẽ không có nguy cơ lớn đối với sức khỏe con người và môi trường. Tương tự như vậy mẫu tại bể sa lắng và các hồ A, B và C có nồng độ dioxin thấp. Do đó, không đòi hỏi cần khảo sát tiếp theo cũng như các biện pháp làm giảm ô nhiễm. Các mẫu lấy tại các khu vực do Bộ Quốc phòng Mỹ giới thiệu (khu vực góc Đông Nam của sân bay), tuy nhiên các mẫu này đều có nồng độ dioxin thấp và tỷ lệ TCDD trên tổng TEQ nhỏ (dưới 50%). Kết quả cho thấy khu vực này có lẽ không bị sử dụng nhiều chất độc da cam trong thời gian chiến tranh, mà có thể đã được sử dụng để làm văn phòng, doanh trại quân đội và các mục đích giải trí. Đến năm 2011, trong khuôn khổ Dự án “Xử lý ô nhiễm môi trường tại những điểm nóng ô nhiễm nặng dioxin tại Việt Nam”, từ nguồn kinh phí Quỹ Môi trường toàn cầu (GEF) tài trợ thông qua Chương trình Phát triển Liên hợp quốc (UNDP), Văn phòng Ban Chỉ đạo 33 (Chủ dự án) năm 2011-2012 đã tiến hành chôn lấp, cô lập 7.500m3 đất và trầm tích nhiễm dioxin trên diện tích 2,06 ha (Dự án Dioxin,2011). 1.2 Các phương pháp xử lý dioxin Xuất phát từ nhu cầu thực tế về việc bảo vệ và phục hồi môi trường, đặc biệt là khắc phục hậu quả do chiến tranh để lại, từ những năm 90 của thế kỷ trước các nhà nghiên cứu môi trường của Việt Nam cùng với sự hỗ trợ của các tổ chức, các nhà khoa học Quốc tế đã triển khai một số công trình nghiên cứu nhằm tìm ra các giải pháp tẩy độc cho các khu vực bị ô nhiễm nặng chất độc da cam/dioxin ở sân bay Biên Hòa, Đà Nẵng và Phù Cát. Các công nghệ đã và đang được nghiên cứu, thử nghiệm và áp dụng tại Việt Nam được trình bầy sau đây: 10
1.2.1 Công nghệ Hóa Cơ (Dehalogenation by mechanochemical reaction- DMCR) Trong báo cáo công nghệ hóa cơ (Mechano-Chemical Destruction) (John Robertson,2008) của công ty Environmental Decontamination, New Zealand có giới thiệu. Quá trình xay nghiền tạo ra nguồn năng lượng lớn trong quá trình nghiền vật liệu tạo ra một phản ứng đám mây tầng sôi của các hạt khoáng và một lượng lớn electron (gốc phản ứng tự do) và ion trên bề mặt. Công nghệ này hoạt động tốt nhất khi các chất chứa nhiều khoáng giòn và cứng. Khi những tinh thể bị đứt gẫy thì các liên kết hóa học cũng bị phá vỡ theo nhiều cách khác nhau, đồng thời giải phóng năng lượng. Cấu tạo máy nghiền (ball –milling). Máy nghiền sử dụng tất cả các dạng bi khác nhau. Những viên bi cứng được đẩy đi theo nhiều hướng khác nhau trong lò quay, và tổng hợp tất cả các tác động, ma sát và áp lực cơ học khác nhau phá vỡ hợp chất liên tiếp thành những dạng nhỏ hơn. Hình 1.2 Cấu tạo máy nghiền bi Nhiệt độ trong máy nghiền là một chức năng quan trọng trong máy nghiền năng lượng cao nhiệt độ lên đến 1800 C. Nhiệt độ cao hơn thúc đẩy phản ứng nhanh hơn và bất kỳ sản phẩm của sự giảm nhiệt độ làm phá hủy nhanh chóng. Cơ chế hoạt động: Những hạt khoáng bị phá hủy hay bị nén đủ lực bị bẻ gẫy. Các tinh thể và các liên kết hóa học từ những hạt bị vỡ. Chất rắn bị bẻ gẫy làm các liên kết hóa học cũng bị bẻ gẫy. chỗ bị gẫy có thể bị phân giải thành các 11
ion, gốc điện tử và giải phóng năng lượng. phân chia các gốc tự do xuất hiện là cơ chế chính. Hình 1.3 Mô tả quá trình đứt gẫy các liên kết hóa học. Quá trình phá hủy có thể được mô tả như sau: Trung gian đầu tiên ↓ Trung gian thứ 2 ↓ Dạng nhỏ ↓ Sản phẩm phá hủy cuối cùng 1.2.2 Giải hấp nhiệt trong mố (In Situ Thermal Desorption- ISTD/IPTD). Phương pháp do Terra-Therm Inc.(USA) đề xuất, hiện nay đã và đang được áp dụng xử lý tại Sân bay Đà Nẵng. Phương pháp gồm hai bước, bước một là dùng điện cực gia nhiệt cho đất, bùn nhiễm trong mố (ụ đất) đến nhiệt độ thích hợp để làm bay hơi các hợp chất hữu cơ độc hại gây ô nhiễm (hình 1.4); bước hai là thu gom và xử lý bằng các phương pháp thích hợp khác. (CDM Smith,2009) 12
Hình 1.4 Mô hình công nghệ giải hấp nhiệt trong mố 1.2.3 Công nghệ Sinh học. Biện pháp sinh học xử lý chất ô nhiễm nói chung và các hợp chất dioxin nói riêng đã được nghiên cứu ứng dụng từ lâu đã dần trở thành hướng đi triển vọng vì đây là một biện pháp tuy có nhược điểm là thời gian xử lý kéo dài nhưng là một biện pháp hiệu quả, rẻ tiền và đặc biệt là không tạo sản phẩm thứ cấp, an toàn đối với con người và hệ sinh thái. Công nghệ này được chia thành 3 phương pháp: - Bổ sung các vi sinh vật có khả năng phân hủy chất ô nhiễm vào vùng ô nhiễm mà ở đó điều kiện môi trường có thể điều khiển được (bioaugmentation) (Wise, 2000). - Kích thích phát triển của vi sinh vật bản địa ngay tại nơi bị ô nhiễm (biostimulation); - Phân hủy bằng thực vật (phytoremediation) (Vroblesky và cs, 1998); Đối với đất nhiễm dioxin tại các điểm nóng Biên Hòa và Đà Nẵng, Viện công nghệ sinh học thuộc Viện khoa học công nghệ Việt Nam (2004) đã có các nghiên cứu khảo sát ban đầu, đánh giá khả năng phân hủy dioxin của các vi sinh vật bản địa. Các nghiên cứu ở điều kiện pilot hiện trường, số lượng vi sinh vật trong các 13
lô xử lý tăng rõ rệt (vài chục lần đến hàng nghìn, hàng triệu lần) đạt mức độ khác nhau so với các lô đối chứng và đất trước khi xử lý. Trong đó, vi sinh vật ở các lô đối chứng cũng tăng hơn so với đất nguyên thủy trước khi xử lý. Như vậy, biện pháp cô lập, chôn lấp và hấp phụ đã tạo nên môi trường tương đối ổn định để vi sinh vật phát triển. Điều này chứng tỏ công nghệ chôn lấp tích cực đã mang lại kết quả khả quan; Gần đây nhất, bằng nguồn tài trợ của Quỹ Ford, Hoa Kỳ, Viện cùng với US EPA đã triển khai thử nghiệm tại Đà Nẵng một số mô hình xử lý đất nhiễm bằng vi sinh vật. Tuy nhiên, kết quả thử nghiệm sau 180 ngày tại thực địa cho thấy mức độ suy giảm dioxin chưa thật rõ ràng, đặc biệt đối với khoảng nồng độ dioxin