Nghiên cứu điều chế và ứng dụng thử nghiệm Feo Nano để xử lý tồn dư DDT trong đất

LIÊN HIỆP CÁC HỘI KH&KT VIỆT NAM
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG NƯỚC SẠCH
VÀ VỆ SINH MÔI TRƯỜNG
*********





BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP BỘ



TÊN ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG THỬ
NGHIỆM Fe
0
NANO ĐỂ XỬ LÝ TỒN DƯ DDT TRONG ĐẤT

MÃ SỐ :


CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI : TS. Lê Văn Căn
PHÓ CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI : PGS.TS Lê Đức
CÁC CÁN BỘ THAM GIA
: PGS.TS. Trần Khắc Hiệp
TS. Nguyễn Ngọc Minh
TS. Lê Văn Hồng
ThS. Trần Thiện Cường
ThS. Phạm Việt Đức
ThS. Nguyễn Xuân Huân

ThS. Lê Văn Tân
CN. Nguyễn Đồng Quân


CƠ QUAN CHỦ TRÌ: TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT
TRIỂN BỀN VỮNG NƯỚC SẠCH VÀ VỆ SINH MÔI TRƯỜNG






HÀ NỘI - 2012

i
MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
I. Tổng quan về thuốc bảo vệ thực vật 3
I.1. Các nhóm thuốc BVTV và phân loại 3
I.2. Đặc điểm, tính chất của DDT và các tác động của nó đến môi trường 5
I.2.1. Đặc điểm, tính chất của DDT 5
I.2.2. Sự tồn tại của DDT trong môi trường [1] 7
I.2.3. Ảnh hưởng của DDT đến cơ thể sống [1] 8
I.2.4. Tình hình sử dụng và mức độ ô nhiễm DDT trên th
ế giới và Việt Nam [1] 9
II. Hiện trạng tồn lưu DDT trong đất Hà Nội và Bắc Ninh 14
II.1. Tồn lưu DDT trong đất Hà Nội [42] 14
II.2. Tồn lưu DDT trong đất ở Bắc Ninh 21

III. Các phương pháp xử lý hoá chất BVTV tồn dư trong đất 32
III.1. Giải pháp phân huỷ hoá chất BVTV bằng tia cực tím hoặc bằng ánh sáng mặt trời 32
III.2. Phương pháp hấp phụ 32
III.3. Xử lý kho và đất bị ô nhiễm TBVTV bằng phương pháp bê tông hoá và cô lập 33
III.4. Phương pháp xử lý môi trườ
ng tại các kho tồn lưu hoá chất BVTV 35
III.4.1. Xử lý trực tiếp trên nền đất bị ô nhiễm 35
III.4.2. Xử lý trong bãi tiêu huỷ được xây dựng kiên cố 36
III.4.3. Quy trình xử lý ô nhiễm đất bằng công nghệ atphan hoá 37
III.5. Quy trình xử lý vùng đất nhiễm thuốc bảo vệ thực vật nguồn gốc Clo 44
III.5.1. Cơ sở đề xuất xử lý 44
III.5.2. Kỹ thuật xử lý đất nhiễm các hợp chất cơ clo khó tan 44
III.6. Quy trình xử lý đấ
t bị ô nhiễm thuốc BVTV
γ
- HCH bằng phương pháp sinh học. 46
CHƯƠNG II. CÔNG NGHỆ NANO VÀ CÁC ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ Ô NHIỄM MT.48
I. Khái quát về vật liệu nano 48
I.1. Khái niệm [7] 48
I.2. Tính chất của vật liệu nano [7] 49
I.3. Các phương pháp chế tạo vật liệu nano [4] 50
I.4. Một số ứng dụng của vật liệu nano 55
II. Đặc điểm, tính chất của Fe
0
nano và những ứng dụng trong xử lý môi trường 56
II.1. Đặc điểm, tính chất của Fe
0
nano 56
II.2. Một số ứng dụng trong xử lý môi trường của Fe
0

nano 58
CHƯƠNG III. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 62
I. Đối tượng nghiên cứu 62
II. Nội dung nghiên cứu 62
II.1. Xác định một số tính chất cơ bản của mẫu đất nghiên cứu 62
II.2. Xác định dư lượng hoá chất bảo vệ thực vật trong mẫu đất nghiên cứu 62
II.3. Điều chế vật liệu Fe
0
nano 62
II.4. Khảo sát khả năng xử lý của Fe
0
nano với nước bị gây nhiễm DDT nhân tạo 63
II.5. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng tới khả năng xử lý DDT trong đất bởi Fe
0
nano 63
II.6. Thử nghiệm xử lý DDT trong đất ô nhiễm ngoài thực địa 63
III. Phương pháp nghiên cứu 63
III.1. Phương pháp xác định một số tính chất cơ bản của đất nghiên cứu [6] 63
III.2. Phương pháp xác định dư lượng HCBVTV trong đất 64
III.3. Xác định một số yếu tố ảnh hưởng đến điều chế vật liệu Fe
0
nano 64
III.4. Phương pháp nghiên cứu một số đặc điểm của vật liệu Fe
0
nano 65

ii
III.5. Phương pháp bố trí thí nghiệm khảo sát khả năng xử lý của Fe
0
nano với nước bị gây

nhiễm DDT nhân tạo 65
III.5.1. Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả xử lý 65
III.5.2. Ảnh hưởng của pH dung dịch đến hiệu quả xử lý 66
III.6. Phương pháp bố trí thí nghiệm để xác định một số yếu tố ảnh hưởng tới khả năng xử lý
DDT trong đất 66
III.7. Phương pháp bố trí thí nghiệm xử lý DDT trong đất ô nhiễm ngoài thực địa 67
CHƯƠNG IV. K
ẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 69
I. Một số tính chất cơ bản của mẫu đất nghiên cứu 69
I.1. pH 69
I.2. Chất hữu cơ 70
I.3. Thành phần cơ giới 70
I.4. Dung tích hấp phụ cation (CEC) 71
I.5. Hàm lượng nitrat (NO
3
-
) 71
I.6. Hàm lượng phốt pho tổng số và dễ tiêu 71
I.7. Hàm lượng Fe
2+
72
I.8. Hàm lượng Al
2
O
3
và Fe
2
O
3
72

II. Nồng độ hóa chất bảo vệ thực vật trong đất khu vực nghiên cứu 73
III. Một số yếu tố ảnh hưởng đến điều chế vật liệu Fe
0
nano 76
IV. Những đặc điểm của sắt nano đã điều chế được 82
V. Khảo sát khả năng xử lý của Fe0 nano với nước bị gây nhiễm DDT nhân tạo 93
V.1. Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả xử lý 93
V.2. Kết quả phân tích hàm lượng Fe
2+
và Fe
3+
của các dung dịch sau xử lý DDT trong nước
bằng vật liệu Fe
0
nano 96
V.3. Ảnh hưởng của pH dung dịch đến hiệu quả xử lý 97
VI. Một số yếu tố ảnh hưởng tới khả năng xử lý DDT trong đất 99
VI.1. Ảnh hưởng của thời gian tới hiệu quả xử lý 99
VI.2. Ảnh hưởng của hàm lượng Fe
0
nano đến hiệu quả xử lý DDT 102
VI.3. Ảnh hưởng của của pH đất tới hiệu quả xử lý 103
VI.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng axit humic đến hiệu quả xử lý DDT 105
VI.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng sắt Fe
2+
đến hiệu quả xử lý DDT 107
VI.6. Nghiên cứu khả năng phản ứng của sắt nano với một số chất thường gặp trong môi
trường đất 108
VII. Thử nghiệm xử lý DDT trong đất ô nhiễm ngoài thực địa 113
VII.1. Thử nghiệm xử lý DDT trong đất bằng phương pháp chuyển vị (ex-situ) 113

VII.2. Thử nghiệm xử lý DDT trong đất bằng phương pháp tại chỗ (in-situ) 115
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 119
K
ết luận 119
Khuyến nghị 120
TÀI LIỆU THAM KHẢO 121


iii
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng I.1. Thời gian bán phân hủy của một số thuốc BVTV clo hữu cơ [5] 7
Bảng I.2. Hiện trạng tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật tại các kho trên toàn quốc 11
Bảng I.3. Hàm lượng của các chất OCPs đã chọn trong đất mặt Hà Nội 15
Bảng II.1. Các hợp chất gây ô nhiễm có khả năng bị xử lý bởi Fe
0
nano 61
Bảng IV.1. Kết quả phân tích một số tính chất cơ bản của mẫu đất nghiên cứu 69
Bảng IV.2. Kết quả phân tích dư lượng hóa chất BVTV tại kho Hương Vân và các vị trí
xung quanh 73

Bảng IV.3. Khả năng khử DDT bởi Fe
0
nano trong nước tại pH

= 3 theo thời gian 93
Bảng IV.4. Nồng độ Fe
2+
và Fe
3+
trong dung dịch sau xử lý DDT bằng Fe

0
nano 96
Bảng IV.5. Hiệu quả xử lý DDT bằng Fe
0
nano tại các pH khác nhau và các sản phẩm
trung gian được tạo thành 98

Bảng IV.6. Nồng độ DDT còn lại sau thí nghiệm và hiệu quả xử lý 100
Bảng IV.7. Nồng độ DDT còn lại sau thí nghiệm với mẫu đất đã bổ sung thêm DDT và
hiệu quả xử lý 100

Bảng IV.8. Ảnh hưởng hàm lượng Fe
0
nano đến hiệu quả xử lý DDT trong đất đã bổ
sung thêm DDT 102

Bảng IV.9. Ảnh hưởng của pH đất đến hiệu quả xử lý DDT 104
Bảng IV.10. Ảnh hưởng của hàm lượng axit humic đến hiệu quả xử lý DDT 105
Bảng IV.11. Kết quả phân tích hàm lượng NO3- sau khi cho Fe0 nano ở pH dung dịch
Fe
0
nano = 3 108
Bảng IV.12. Kết quả phân tích hàm lượng NO
3
-
sau khi cho Fe
0
nano ở pH dung dịch
Fe
0

nano=5 và 7 sau 3h 108
Bảng IV.13. Kết quả phân tích hàm lượng PO
4
3-
sau khi cho Fe
0
nano ở pH dung dịch
Fe
0
nano = 3 109
Bảng IV.14. Kết quả phân tích hàm lượng PO
4
3-
sau khi cho Fe
0
nano ở pH dung dịch
Fe
0
nano bằng 5 và 7 sau 3h 109
Bảng IV.15. Ảnh hưởng của thời gian 110
Bảng IV.16. Ảnh hưởng của lượng sắt 111
Bảng IV.17. Ảnh hưởng của pH 112
Bảng IV.18. Hiệu quả xử lý DDT ngoài thực địa bằng phương pháp chuyển vị 114
Bảng IV.19. Hiệu quả xử lý DDT ngoài thực địa bằng phương pháp tại chỗ 116


iv
DANH MỤC HÌNH
Hình I.1. Cấu tạo phân tử DDT [5] 6
Hình I.2. Bản đồ khu vực nghiên cứu 14

Hình I.3. Phần trăm trung bình của DDT, DDE và DDD trong mẫu đất ở Hà Nội 20
Hình I.4. Xu hướng biến đổi của hàm lượng DDT tổng trong đất ở Hà Nội 21
Hình II.1. Cơ chế hoạt động của phương pháp vi nhũ tương 53
Hình II.2. Cấu trúc lõi vỏ của hạt Fe
0
nano 57
Hình II.3. Ứng dụng của Fe
0
nano trong môi trường 59
Hình III.1. Máy sắc ký khí GC 2010 64
Hình III.2. Mặt cắt ngang ô bố trí thí nghiệm 68
Hình III.3. Mặt cắt dọc ô bố trí thí nghiệm 68
Hình IV.1. Nồng độ DDT trong đất tại nền kho Hương Vân và các vị trí xung quanh . 75
Hình IV.2 : Ảnh SEM lớp ở dưới, không sử dụng chất phân tán 77
Hình IV.3: Ảnh SEM lớp ở trên, không sử dụng chất phân tán 78
Hình IV.4: Kết quả chụp TEM điều chế ngày 19/04, có sử dụng chất phân tán 79
Hình IV.5. Vật liệu Fe
0
nano 80
Hình IV.6. Kết quả chụp TEM điều chế với tỉ lệ FeSO
4
.7H
2
O và NaBH
4
là 2:1 81
Hình IV.7. Hình ảnh chụp TEM khi tỉ lệ FeSO
4
.7H
2

O và NaBH
4
là 5:1 81
Hình IV.8. Ảnh nhiễu xạ tia X của mẫu sắt nano 82
Hình IV.9. Ảnh nhiễu xạ tia X mẫu sắt nano điều chế bởi Yuan-Pang Sun, Xiao- qin Li,
Jiasheng Cao, Wei-xian Zhang, H. Paul Wang (2006) 83

Hình IV.10. XANEs chụp quang phổ mẫu sắt nano điều chế bởi Yuan-Pang Sun, Xiao-
qin Li, Jiasheng Cao, Wei-xian Zhang, H. Paul Wang (2006) 84

Hình IV.11. Ảnh chụp SEM mẫu sắt nano tại phòng phân tích vật liệu khoa Vật Lý- Đại
học Khoa Học Tự Nhiên–ĐHQGHN 84

Hình IV.12. Ảnh SEM Fe
0
nano chế tạo theo cách đưa chất phân tán vào dung dịch muối
sắt 85

Hình IV.13. Ảnh chụp SEM phân tử sắt nano được tổng hợp bởi Yunfei Xi, Megharaj
Mallavarapu, Ravendra Naidu (2010) 86

Hình IV.14. Kết quả chụp TEM mẫu vật liệu bổ xung chất phân tán PAA 87
Hình. IV.15. Ảnh chụp TEM của sắt nano điều chế được 88
Hình IV.16. Ảnh chụp TEM của sắt nano điều chế bởi một số nhà khoa học khác 89
Hình IV.17. Kết quả chụp TEM điều chế được khi dùng cồn 30% 92
Hình IV.18. Nồng độ DDT còn lại và hiệu quả xử lý DDT theo thời gian 94
Hình IV.19. Nguyên lý phản ứng của Fe
0
nano với hợp chất hữu cơ clo [32] 95
Hình IV.20. Nồng độ Fe

2+
và Fe
3+
sau xử lý DDT bằng Fe
0
nano 97
Hình IV.21. Nồng độ DDT còn lại và hiệu quả xử lý đối với đất đã bổ sung DDT 101
Hình IV.22. Nồng độ DDT còn lại và hiệu quả xử lý theo tỷ lệ Fe
0
nano/DDT 103
Hình IV.23. Nồng độ DDT còn lại sau xử lý và hiệu quả xử lý theo pH 104
Hình IV.24. Hiệu quả xử lý DDT bởi Fe
0
nano phụ thuộc vào hàm lượng axit humic 106
Hình IV.25. Hiệu quả xử lý DDT ngoài thực địa bằng Fe
0
nano 114
Hình IV.26. So sánh hiệu quả xử lý DDT bằng phương pháp chuyển vị và phương pháp
tại chỗ 116


1
MỞ ĐẦU
Trên đất nước ta nói chung và tỉnh Bắc Ninh nói riêng, vào những năm 60 của
thế kỷ trước với nền canh tác nông nghiệp tập thể (hợp tác xã) nên có rất nhiều kho
thuốc bảo vệ thực vật (gần như mỗi hợp tác xã nông nghiệp có ít nhất 01 kho thuốc
sâu). Các kho thuốc rất khác nhau về quy mô, diện tích, cách bảo quản, thời gian tồn
tại và vị trí xây dựng. Do nhận thức và hiểu biết về
tác hại của hoá chất bảo vệ thực
vật còn thấp nên nhìn chung ở hầu hết các kho thuốc sâu công việc bảo quản rất tuỳ

tiện, không được xây dựng đúng tiêu chuẩn kỹ thuật đối với kho bảo quản các chất
độc hại. Các loại thuốc thường xếp lẫn lộn, không có giá kê, không có chống ẩm, nền
kho không đảm bảo khô ráo, nhiều kho mái bị hỏng, mưa dột. Mặt khác do khí h
ậu
nước ta nóng, ẩm nên bao bì chóng bị hỏng, rách, nhãn mác bị mờ hoặc mất, thuốc sâu
rơi vãi không được thu gom xử lý mà thấm trực tiếp xuống các nền kho. Từ khi mở
cửa cho các thành phần kinh tế phát triển, các cơ sở pha chế, đóng gói, phân phối
thuốc sâu cũng đình trệ và nhiều kho đã bỏ hoang. Tuy nhiên, do không quản lý tốt
nên thuốc sâu đã ngấm xuống và gây ô nhiễm đất ở các nền kho và khu vực xung
quanh làm ô nhiễ
m môi trường đất, nước, hệ sinh thái và gây tác động xấu đến sức
khoẻ cộng đồng.
Từ thực tế trên, Chính phủ đã có quyết định số 1946/QĐ-TTg ký ngày 21 tháng
10 năm 2010 về việc phê duyệt kế hoạch xử lý, phòng ngừa ô nhiễm môi trường do
hóa chất bảo vệ thực vật tồn lưu trên phạm vi cả nước. Theo quyết định về kế hoạch
của Thủ tướ
ng thì có 240 kho thuốc bảo vệ thực vật gây ô nhiễm môi trường nghiêm
trọng và đặc biệt nghiệm trọng, cần phải được xử lý trước năm 2015.
Để xử lý ô nhiễm hóa chất bảo vệ thực vật có nhiều các phương pháp như thiêu
huỷ, chôn lấp, cách ly, sử dụng vi sinh kết hợp chôn lấp, hay sử dụng phương pháp
hóa học với các chất ôxi hóa hoặc thủy phân để phá vỡ một số liên k
ết nhất định,
chuyển hóa chất có độc tính cao thành chất có độc tính thấp hơn hoặc không độc. Tuy
nhiên, các phương pháp này chỉ thích hợp với xử lý thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) đã
được thu gom hoặc tồn lưu tại các kho chứa. Còn đối với trường hợp đất nhiễm thuốc
BVTV lại cần một phương pháp và công nghệ phù hợp hơn, trong đó công nghệ sử
dụng sắt nano (Fe
0
nano) trong việc xử lý ô nhiễm môi trường như: xử lý nước thải có
chứa các hợp chất hữu cơ khó phân huỷ, kim loại nặng, hoá chất bảo vệ thực vật trong

2
đất và nước được nhiều các nhà khoa học nước ngoài nghiên cứu [24-27, 30, 31,
33,35,39]. Theo các tài liệu này Fe
0
nano hoàn toàn không độc và an toàn với môi
trường, việc sử dụng Fe
0
nano trong xử lý ô nhiễm môi trường đạt hiệu quả rất cao, với
giá thành hợp lý.
Hiện nay, việc nghiên cứu sử dụng vật liệu Fe
0
nano để xử lý hoá chất bảo vệ
thực vật trong đất bị ô nhiễm ở nước ta mới được đề cập nghiên cứu. Vì vậy, cần phải
có nghiên cứu cụ thể cho việc ứng dụng công nghệ vật liệu Fe
0
nano để xử lý hoá chất
bảo vệ thực vật tồn lưu trong đất tại các kho chứa hóa chất bảo vệ thực vật.
Với những lý do trên đề tài “Nghiên cứu ứng dụng vật liệu sắt nano xử lý
hóa chất bảo vệ thực vật - DDT trong đất ô nhiễm” đã được Liên hiệp Hội Khoa
học và Kỹ thuật Việt Nam cho phép thực hiện. Đây là nghiên cứu có triể
n vọng thực
tiễn cao, tiếp nhận được công nghệ tiên tiến, góp phần vào sự nghiệp bảo vệ môi
trường và đóng góp một phần cơ sở khoa học cho Ủy ban nhân dân các tỉnh thực hiện
quyết định số 1946/QĐ-TTg về việc xử lý, phòng ngừa ô nhiễm môi trường do hóa
chất bảo vệ thực vật tồn lưu trên phạm vi cả nước.

3
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
I. Tổng quan về thuốc bảo vệ thực vật

 Thuốc BVTV là những hợp chất hoá học (vô cơ, hữu cơ), những chế phẩm sinh
học (chất kháng sinh, vi khuẩn, nấm, virus …), những chất có nguồn gốc thực vật,
động vật, được sử dụng để bảo vệ cây trồng và nông sản, chống lại sự phá hại của
những sinh vậ
t gây hại (côn trùng, nhện, tuyến trùng, chuột, chim, thú rừng, nấm, vi
khuẩn, rong rêu, cỏ dại, …).
Theo qui định tại điều 1, chương 1, điều lệ quản lý thuốc BVTV (ban hành kèm
theo Nghị định số 58/2002/NĐ-CP ngày 03/6/2002 của Chính phủ), ngoài tác dụng
phòng trừ sinh vật gây hại tài nguyên thực vật, thuốc BVTV còn bao gồm cả những
chế phẩm có tác dụng điều hoà sinh trưởng thực vật, các chất làm rụng lá, làm khô
cây, giúp cho việc thu hoạch mùa màng b
ằng cơ giới được thuận tiện (thu hoạch bông
vải, khoai tây bằng máy móc, …). Những chế phẩm có tác dụng xua đuổi hoặc thu hút
các loài sinh vật gây hại tài nguyên thực vật đến để tiêu diệt.
Ở nhiều nước trên thế giới thuốc BVTV có tên gọi là thuốc trừ dịch hại. Sở dĩ
gọi là thuốc trừ dịch hại là vì những sinh vật gây hại cho cây trồng và nông sản có một
tên chung là những d
ịch hại, do vậy những chất dùng để diệt trừ chúng được gọi là
thuốc trừ dịch hại.
I.1. Các nhóm thuốc BVTV và phân loại
Có nhiều phương pháp phân loại thuốc bảo vệ thực vật khác nhau, theo cuốn
“Thuốc bảo vệ thực vật – NXB Nông nghiệp, năm 1995”, các phương pháp phân loại
thuốc BVTV như sau:
- Phân loại theo độc tính:
+ Nhóm Ia: Cực độc
+ Nhóm Ib: Độc tính cao
+ Nhóm II: Độc tính vừa
+ Nhóm III: Độc tính nhẹ
- Phân lo
ại theo đối tượng sử dụng: Thuốc trừ sâu, bệnh, cỏ, chuột,

- Phân loại theo cơ chế gây tác động: Thuốc kìm hãm Cholinesteraza, thuốc kìm hãm
quang hợp, thuốc chống đông máu;

4
- Phân loại theo con đường xâm nhập: Thuốc xâm nhập qua lá, qua rễ, qua tiếp xúc,
qua xông hơi, qua con đường tiêu hoá;
- Phân loại theo nguồn gốc: Thuốc hữu cơ, thuốc thảo mộc, thuốc vô cơ;
- Phân loại theo cấu tạo hoá học: Hợp chất hữu cơ halogen, cơ phốt pho, cacbamat;
- Phân loại theo dạng thuốc: dạng sữa, bột, lỏng, hạt,…
-Phân loại theo nhóm chức hoá học chính có tác dụng gây độc:
Các loại thuố
c BVTV đều chứa các nhóm hoạt tính độc học đặc trưng, vì vậy có
thể phân loại theo nhóm chức hoá học chính có tác dụng gây độc như: nhóm clo hữu
cơ, lân hữu cơ, cacbamat, …
Nhóm các hợp chất clo hữu cơ: trong cấu trúc phân tử có nhiều nguyên tử Clo
liên kết trực tiếp với nguyên tử C, có hoặc không có các nguyên tử S, N trong phân tử.
Điển hình là Campheclor, DDT, CHC, Lindan, Mehoxychlo, Perthan, Thiodan, dẫn
chất chlocyclodien (Chlordan, Heptaclor, Aldrin, Dieldrin) và Endosulphan
Nhóm các hợp chất lân hữu cơ: trong phân tử có chứa mộ
t hoặc nhiều nguyên
tử phốt pho, không bền trong hệ sinh học, dễ hoà tan trong nước và dễ bị hydro hoá.
Điển hình là Thiophos, Wofatox, Sythox, chlopyriphos, Fenamiphos, Fenitrothion,
Diazinon, Dimethoat, Ethoprophos, Fenamiphos, Fenotrothion, Fenthion, isazofos,
Isofenphos, Malathion, Methidation, Mevinphos, Naled, Omethoat, Phethoat,
Phosalon, Pirimiphos, Profenofos, Triazophocs, Trichlorfon, Bromophos, Cyanophos,
Formothion
Nhóm các hợp chất cacbamat: là các chất có chứa nhóm R
1
-NH-COO-R
2

.
Bendicard, Butocarboxim, Carbaryl, Fenobucarb, Isoprocarb, Methicarb, Pirimicarb,
Propoxur, Carbofuran, Cabosulfan, Thiofanox
Nhóm các hợp chất Pyrethroid tổng hợp: trong phân tử của chúng có cả nguyên
tố Cl, O và N, nhân thơm nối với nhau bằng nguyên tử ôxi. Pyrethrin, Acrinathrin,
Acrinathrin, Alphamethrin, Cyfluthrin, Cyhalothrin, Cyprmethrin, Fenpopathrin,
Flucinthrinat, Fluvatinat, Fermethrin

5
Trong các loại đó, đáng chú ý nhất là nhóm hóa chất cơ clo vì đây là nhóm gây
ảnh hưởng nặng nề và kéo dài nhất đến sức khoẻ con người khi có mặt trong môi
trường.
I.2. Đặc điểm, tính chất của DDT và các tác động của nó đến môi trường
I.2.1. Đặc điểm, tính chất của DDT
DDT là loại thuốc trừ sâu đã được sử dụng trong nhiều năm qua. Công thức
hoá học của loại thuốc này là C
14
H
9
Cl
5
tên khoa học là diclodiphenyltricloetan hay
(1,1,1 – trichloro - 2,2-bis (p - chlorophenyl) etan) và gọi tắt là DDT, được tổng hợp
lần đầu tiên vào năm 1874, tác dụng diệt côn trùng của DDT chưa được phát hiện cho
tới năm 1939. Trong những năm đầu của cuộc Chiến tranh Thế giới thứ II, DDT được
sử dụng một cách hiệu quả giúp quân đội và dân thường trong việc kiểm soát sự lan
truyền của dịch sốt rét và các bệnh dịch khác phát sinh từ côn trùng. Chính vì công lao
phát hiện ra DDT, nhà hoá học người Thu
ỵ Sỹ, Paul Hermann Muller đã đoạt giải
Nobel về Y học năm 1948. Sau Chiến tranh Thế giới thứ II, DDT đã được sản xuất để

sử dụng như một loại thuốc bảo vệ thực vật để kiểm soát tiêu diệt côn trùng trong
nông nghiệp và các loại côn trùng gây bệnh [5].
Nhưng chỉ hai thập niên sau đó, vào năm 1962, trong cuốn “Silent Spring” của
nhà sinh học người Mỹ, Rechel Carson đã mô tả thực trạng ô nhi
ễm DDT và dự báo
ảnh hưởng của nó tới sức khoẻ con người và môi trường. Do đó, tại Hoa Kỳ từ năm
1972 DDT đã bị cấm sử dụng. Tuy nhiên đến nay các nhà sản xuất tại Mỹ vẫn tiếp tục
sản xuất DDT để xuất khẩu sang châu Phi và các nước châu Á trong đó có Việt Nam
(300.000 kg/năm) [5]. Ở Mỹ nguyên nhân gây ô nhiễm đất lớn nhất bởi DDT là việc
sử dụng thuốc BVTV trong ngành nông nghi
ệp, ước tính ngành nông nghiệp nước Mỹ
đã sử dụng khoảng 13.000 tấn DDT vào năm 1966 và gần 7.000 tấn DDT vào năm
1971 [5].
Tuy DDT đã bị cấm ở Hoa Kỳ từ năm 1972 nhưng đến nay hoá chất này vẫn
còn là một vấn nạn cho Cục bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ ở những vùng nông nghiệp và
những vùng quanh nhà máy sản xuất DDT. Hiện tại DDT vẫn còn ngưng tụ nơi thềm
lục địa vùng Palos Verdas (ngoài kh
ơi vùng biển Los Angeles) vì nhà máy sản xuất
DDT Montrose Chemical. Co, tại Torrance đã thải DDT vào hệ thống cống rãnh thành

6
phố từ năm 1971. Việc xử lý ô nhiễm DDT cho vùng này ước tính sẽ tốn kém khoảng
300 triệu USD [13].
DDT là tổng hợp của 3 dạng là p,p’-DDT (85%), o,p’-DDT (15%) và o,o’-
DDT (lượng vết). Tất cả ba dạng trên đều là chất bột vô định hình. 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. DDD
cũng có thể được sử dụng để diệt trừ sâu hại, nhưng hiệu quả kém hơ
n nhiều so với
DDT, một dạng của DDD (o,p’-DDD) đã được sử dụng để điều trị bệnh ung thư tuyến

thượng thận. Cả DDD và DDE đều là những sản phẩm không mong muốn trong quá
trình sản xuất DDT.
- Công thức hoá học của DDT: C
14
H
9
Cl
5
,
- Cấu tạo phân tử DDT:
Hình I.1. Cấu tạo phân tử DDT [5]
- Tính chất vật lý, hoá học: DDT có khối lượng phân tử 354,49; là chất bột vô
định hình màu trắng; nhiệt độ nóng chảy 108,5-109
0
C; nhiệt độ sôi 185-187
0
C tại 7
Pa; khối lượng riêng: 1,55 g/cm
3
; tan ít trong nước (0,025mg/l ở 25
0
C), tan tốt trong
các dung môi hữu cơ như: etanol, etylete, aceton,…. Trong môi trường DDT dễ dàng
bị phân hủy thành DDD và DDE, chúng có tính chất hóa học tương tự như DDT
nhưng chúng tồn tại lâu hơn, bền hơn DDT trong môi trường. Là một chất rất bền
vững trong môi trường, trơ với các phản ứng quang phân, ôxy không khí. Nếu điều
kiện phản ứng mạnh như nồng độ kiềm lớn và được đốt nóng sẽ tạo thành anion củ
a
axit bis (Cl-4- phenyl)-2,2 etanoic hoặc bị polymer hóa thành sản phẩm dạng nhựa có
màu [5].

- Độc tính: DDT là loại thuốc trừ sâu có độ bền vững và độc tính cao. Sự gây
hại của DDT đối với môi trường là do hai thuộc tính của nó là sự tồn tại lâu trong môi
trường và sự hòa tan trong lipid. Vì DDT không hòa tan trong nước nên nó rất khó bị


7
rửa trôi trong môi trường. DDT hòa tan tốt trong chất béo vì vậy khi động vật ăn thức
ăn có chứa DDT thì DDT sẽ kết hợp với chất béo trong cơ thể nó và tích lũy ở đó. Một
khi DDT xâm nhập được vào cơ thể nó sẽ có xu hướng tích lũy lại ở các mô mỡ. Sự
tích lũy DDT có sự tăng lên qua các bậc dinh dưỡng gọi là sự phóng đại sinh học, nó
xảy ra trong các chuỗi thức ăn. Điều này có nghĩ
a là trong chuỗi thức ăn càng ở những
động vật bậc cao trên đầu chuỗi thức ăn thì càng tích lũy nhiều DDT. Và con người
luôn luôn là sinh vật ở bậc cuối cùng của mọi chuỗi thức ăn. DDT có tác dụng lên hệ
thần kinh của động vật, đặc biệt là hệ thần kinh ngoại biên, gây rối loạn thần kinh và
ức chế enzim chức năng đòi hỏi sự dịch chuyển các ion dẫn đến tê li
ệt. DDT thuộc
nhóm độc II, LD
50
per os: 113-118 mg/kg; LD
50
dermal: 2150 mg/kg [5]
I.2.2. Sự tồn tại của DDT trong môi trường [1]
- Sự tồn tại của DDT trong đất và nước ngầm
DDT tồn tại ở trạng thái khó di chuyển và chuyển hóa trong hầu hết các loại
đất. Các con đường mất và suy thoái của DDT trong môi trường đất bao gồm mất do
dòng chảy, bay hơi, phân hủy sinh học (hiếu khí và kị khí). Tuy nhiên những quá trình
này xảy ra rất chậm. Các sản phẩm phân hủy trong môi trường đất là DDE và DDD,
chúng cũng tồn tại lâu trong môi tr
ường và có tính chất vật lý và hóa học tương tự như

DDT. Do khả năng hòa tan thấp trong nước nên DDT được giữ ở mức độ cao trong
đất, trong các thành phần của đất, đặc biệt là chất hữu cơ. Mặc dù vậy DDT vẫn được
phát hiện trong các hợp phần khác của đất và nước ngầm, đặc biệt trong đất chứa ít
chất hữu cơ.
Bảng I.1. Thời gian bán phân hủy của một số
thuốc BVTV clo hữu cơ [5]
TT Tên thuốc BVTV
Thời gian bán phân hủy
(tháng)
Thời gian để phân hủy
95% (năm)
1 Aldrin 3-8 1-6
2 Clodan 10-12 3-5
3 DDT 30 4-30
4 Dieldrin 27 5-25
5 Heptachlor 8-10 3-5
6 Lindan 12-20 3-10

8
- Sự tồn tại của DDT trong nước mặt
DDT có mặt trong nước mặt chủ yếu do dòng chảy, sự vận chuyển của khí, sự
rửa trôi hoặc bởi sự phun trực tiếp. Các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và ngoài
thực tế tại Vương quốc Anh đã đưa ra, thời gian bán phân hủy của DDT trong nước hồ
là 56 ngày, trong nước sông là 28 ngày và rất ít DDT mất khỏi trầm tích ở cửa sông
sau 46 ngày. Các con đường chính để giảm DDT trong nướ
c mặt là bay hơi, phân hủy
quang hóa, do sự hấp thụ truyền từ phân tử nước vào trầm tích.
- Sự tồn tại của DDT trong thực vật
DDT không được hấp thu và lưu trữ ở mức độ lớn trong thực vật. DDT không
di chuyển vào cây cỏ như linh lăng hay đậu tương và chỉ một lượng nhỏ DDT và các

chất chuyển hóa của nó được tìm thấy trong cà rốt và củ cải khi chúng được dùng để
x
ử lý DDT trong đất. Một số loại thực vật tích lũy nhiều như ngô, các cây ngũ cốc,
lúa, nhưng DDT ít di chuyển lên các bộ phận khác của cây mà chúng tập trung chủ
yếu ở phần rễ.
I.2.3. Ảnh hưởng của DDT đến cơ thể sống [1]
- Tác dụng lên các loài thủy sinh vật
DDT có độc tính cao với nhiều loài thủy sinh không xương sống. Theo báo cáo
thí nghiệm LD
50s
(nồng độ gây chết 50% loài thủy sinh không xương sống khác nhau
trong thí nghiệm) sau 96 giờ là từ 0,18 µg/l đến 7,0 µg/l đối với muỗi vằn, tôm càng.
DDT rất độc đối với các loài cá, và có thể gây độc cho một số loài lưỡng cư đặc biệt ở
giai đoạn ấu trùng. Ngoài khả năng gây độc cấp tính, DDT còn tích lũy đáng kể trong
cá và các loài thủy sản khi có sự tiếp xúc lâu dài. Điều này xảy ra chủ yếu do sự hấp
thụ từ trầm tích và nước vào hệ động thực vật thủy sinh, trong đó bao gồm cá.
- Tác động đối với chim
DDT ở dạng hơi trong thực tế không gây độc đối với các loài chim. Trong các
loài chim thì DDT gây độc chủ yếu qua con đường thức ăn thông qua việc ăn thịt các
loài trên cạn và các loài sinh vật thủy sinh có tích lũy nhiều DDT trong cơ thể, chẳng
hạn như cá, giun đất và các loài chim khác. Hiện nay vấn đề quan tâm là sự ảnh hưở
ng
của DDT đối với sự sinh sản ở các loài chim như làm vỏ trứng mỏng đi, đặc biệt là tỷ
lệ chết của phôi thai cao.

9
- Tác động đến các loài động vật khác
Giun đất ít bị độc cấp tính do DDT và nó có khả năng chống chịu DDT ở mức
độ cao hơn các sinh vật khác trong môi trường nhưng chúng có khả năng gây độc lớn
cho các loài ăn chúng do sự phóng đại sinh học. DDT không độc hại đối với ong và

LD
50
đối với ong mật là 25µg/con.
- Tác động đến con người
Qua Công ước Stockholm, DDT bị cấm sử dụng trong nông nghiệp vì ảnh
hưởng của chúng lên con người về lâu dài. Báo cáo khoa học tháng 6/2006 ở Đại học
Y Tế Công Cộng Berkeley cho thấy rằng trẻ sơ sinh bị tiếp nhiễm gián tiếp trong bụng
mẹ sẽ bị chậm phát triển cả về cơ thể và thần kinh, cũng như tỉ lệ tử vong trong bụ
ng
mẹ rất cao. Nghiên cứu cũng cho thấy rằng từ năm 1945 trở đi việc sử dụng DDT đã
làm cho 19 loài muỗi có mang ấu trùng sốt rét tăng thêm sức đề kháng, do đó cần phải
phun xịt một liều lượng cao hơn. Kết quả là con người ngày càng khó khống chế các
dịch bệnh do côn trùng gây ra hơn. DDT thường xâm nhập vào cơ thể sinh vật và tích
lũy qua các bậc dinh dưỡng dẫn đến hiện t
ượng phóng đại sinh học, nó xảy ra trong
các chuỗi thức ăn. Và con người là sinh vật ở bậc cuối cùng của mọi chuỗi thức ăn
nên sẽ tích lũy lượng lớn nhất DDT.
I.2.4. Tình hình sử dụng và mức độ ô nhiễm DDT trên thế giới và Việt Nam [1]
a. Tình hình sử dụng DDT trên thế giới và ở Việt nam
Trong và sau chiến tranh thế giới lần thứ hai (1939 – 1945) DDT trở thành một
chất được sử dụng phổ
biến. Thời kỳ sử dụng nhiều nhất đạt tới 175 triệu tấn trên toàn
cầu năm 1970. Việc sử dụng DDT nhiều nhất tại Hoa Kỳ là năm 1959 với số lượng là
36 triệu kg hóa chất đã được rải. Tuy nhiên đến năm 1970 các câu hỏi về tác động
nghiêm trọng của DDT đến môi trường đã được đưa ra. Và báo cáo đã chỉ ra rằng các
loài côn trùng có lợi hoặc vô hại như ong, các loài cá, chim và m
ột số động vật khác
bị chết hoặc bị tổn hại khi tiếp xúc với DDT. Do tác động có hại của DDT đến môi
trường lớn hơn so với sự có lợi của DDT nên các cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ
đã cấm sử dụng DDT vào năm 1972. Tuy nhiên nó vẫn được sử dụng ở một số nước

khác.

10
DDT vẫn được sử dụng ngày nay tại các quốc gia Châu Phi như Zimbabwe và
Ethiopia để kiểm soát muỗi và ruồi Glossia. Đây là hai loại côn trừng gây ra hai bệnh
nguy hiểm là sốt xuất huyết và bệnh ngủ. DDT đã được sử dụng để diệt ruồi Glossia
tại hồ Kariba ở Zimbabwe.
DDT được dùng lần đầu tiên ở Việt Nam vào năm 1949 để phòng ngừa bệnh
sốt rét. Tuy nhiên số lượng DDT sử dụng chỉ có 315 tấn trong nă
m 1961 và giảm
xuống còn 22 tấn trong năm 1974.Năm 1992, DDT đã nằm trong danh sách các
HCBVTV cấm sử dụng trong nông nghiệp. Năm 1994, Viện ký sinh trùng và sốt rét
ngừng cung cấp DDT cho các tỉnh, nhưng tại một số địa phương vẫn còn lưu giữ và sử
dụng. Tới năm 1995, Việt Nam chính thức ngừng sử dụng DDT trong việc kiểm soát
vectơ truyền bệnh sốt rét, nhưng do công tác quản lý còn lỏng lẻo DDT vẫn còn được
s
ử dụng ở nhiều nơi.
Về nguyên tắc, các loại thuốc BVTV có độc tính cao và bền vững trong môi
trường đều bị hạn chế và cấm sử dụng. Tuy nhiên, trong thực tế vẫn còn tình trạng lưu
thông, buôn bán, sử dụng các thuốc BVTV ngoài danh mục. Ngoài ra, còn những kho
thuốc BVTV, chủ yếu là thuộc thế hệ DDT chưa kịp tiêu thụ hoặc chưa được phân
hủy ở một số địa phương mà t
ới nay vẫn chưa có giải pháp khắc phục hữu hiệu.
Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, lượng thuốc BVTV
tồn đọng năm 2005 là 39.800 kg dạng bột, 14.000 lít và khoảng 1.400.000 bao bì.
Trong đó thuốc BVTV xếp vào loại ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (POP) khoảng
13.000 kg dạng bột chiếm khoảng 30%. Thuốc BVTV là POP còn tồn đọng ở Viêt
Nam chủ yếu là DDT (lẫn với Lindan). Đây là loại thuốc còn tồn đọng lạ
i ở các kho
từ trước năm 1990. Các loại thuốc BVTV dạng POP tồn đọng nhiều nhất ở các tỉnh

Hà Tĩnh, Nghệ An, Quảng Bình, Quảng Trị, Thái Nguyên Kết quả điều tra năm
2010 của Cục Bảo vệ Thực vật, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn cho thấy
hiện cả nước có 89.957,177 kg, 27.989.028 lít và 75.533,491 kg bao bì thuốc BVTV
tồn đọng cần tiêu hủy.
Công ước về các chất ô nhiễm hữu c
ơ khó phân hủy (POP) được các nước ký
ngày 22/5/2001 tại Stockhom và có hiệu lực từ ngày 17/5/2004. Việt Nam đã phê
chuẩn công ước này vào ngày 22/7/2002 và trở thành quốc gia thành viên thứ 14 của

11
công ước. Hiện nay, Bộ Tài nguyên và Môi trường là đầu mối quốc gia thực hiện
công ước ở Việt Nam.
b. Tình hình ô nhiễm DDT trên thế giới và ở Việt Nam
Do những tác hại của DDT đến môi trường và con người nên năm 1972 chính
phủ Hoa kỳ đã cấm sử dụng hoàn toàn DDT. Tuy nhiên đến nay hóa chất này vẫn gây
tác hại ở các vùng nông nghiệp đã sử dụng và những vùng quanh nơi sản xuất trước
đây. Hiện nay DDT vẫn còn bị
ngưng tụ tại thềm lục địa vùng Palos Vedas (ngoài
khơi vùng biển Los Angeles) vì nhà máy sản xuất ra DDT Montrose Chemical tại
Torrance đã thải DDT vào hệ thống cống rãnh thành phố từ năm 1971. Sự tích tụ
nhiều nhất DDT và các hợp chất có liên quan là ở biển phía Tây Trung Quốc. Ở các
bờ biển lượng tích tụ DDT vẫn rất lớn như: vịnh Bengal, biển Arabian và biển Bắc
Trung Quốc v.v. Hàm lượng DDT có trong trầm tích đáy sông ở vịnh River tạ
i
Washington dao động từ 0,1- 234 µg/kg. Ở Canada, tổng lượng DDT lắng đọng trên
bề mặt trầm tích ở các hồ trong lục địa vào khoảng 9,7µg/l.
Ở Việt Nam một lượng lớn DDT còn tồn đọng trong các kho ở khắp các tỉnh.
Mặc dù đã được thu gom và tiêu hủy nhưng do việc tiêu hủy không triệt để một lượng
lớn DDT bị thải ra môi trường ngấm vào nước ngầm và đất.
Theo kết quả từ dự án

điều tra của Trung tâm công nghệ xử lý môi trường, thuộc Bộ Tư lệnh Hoá học, kiểm
kê ban đầu về tổng lượng thuốc bảo vệ thực vật tồn đọng, quá hạn cần tiêu huỷ hiện
nay trên phạm vi toàn quốc là khoảng 300 tấn, trong đó có khoảng 10 tấn DDT Theo
phụ lục I về danh mục điểm tồn lưu hóa chất bảo vệ
thực vật gây ô nhiễm môi trường
nghiêm trọng và đặc biệt nghiêm trọng ban hành kèm theo Quyết định số 1946 /QĐ-
TTg ngày 21 tháng 10 năm 2010 của Thủ tướng Chính phủ thì trên toàn quốc có 240
điểm tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật nghiêm trọng cần phải xử lý trước năm 2015.
Bảng I.2. Hiện trạng tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật tại các kho trên toàn quốc
TT Tỉnh
Số
điểm
còn tồn
dư
Đặc điểm, nồng độ các HCBVTV vượt quá so với
QCVN 04/2008/BTNMT
1.
Hà Giang 1
Nồng độ hóa chất bảo vệ thực vật trong các mẫu đất
như Lindan vượt từ 37,4 đến 3458,09 lần; DDT

12
TT Tỉnh
Số điểm
còn tồn
dư
Đặc điểm, nồng độ các HCBVTV vượt quá so với
QCVN 04/2008/BTNMT
vượt từ 1,3 đến 9057,8 lần
2.

Tuyên Quang 03
Nồng độ hóa chất bảo vệ thực vật trong các mẫu đất
như Lindan vượt 1025,9 lần; DDT vượt 1526,8 lần;
Endrin vượt 128,57 lần
3.
Yên Bái 02
Nồng độ hóa chất bảo vệ thực vật trong các mẫu đất
như DDT vượt 8,2 lần; lindan vượt 2,2-3,4 lần; tổng
thuốc trừ sâu Clo hữu cơ trừ DDT và Lindan vượt
1,23 lần
4.
Thái Nguyên 05
Nồng độ hóa chất bảo vệ thực vật trong các mẫu đất
như Lindan ở độ sâu 0,2 m vượt 5608,1 lần; ở độ
sâu 0,5m vượt 12565,4 lần; ở độ sâu 1,5 m vượt
126550 lần; ở độ sâu 2 m vượt 12671,5 lần còn
DDT vượt hàng trăm lần
5.
Bắc Giang 02
Nồng độ hóa chất bảo vệ thực vật trong các mẫu đất
là: Lindane (1-3,8 mg/kg), p,p’-DDT (0,5-1,3
mg/kg) ở độ sâu 0-50 cm.
6.
Bắc Ninh 01
Hiện không còn hóa chất BVTV tồn lưu. nhưng có
dấu hiệu ô nhiễm đất rất nặng. nước ngầm ở độ sâu
10m có mùi hóa chất BVTV nồng nặc
7.
Lạng Sơn 02
Mẫu đất tại xưởng sản xuất nông dược cũ DDT

vượt 137 lần; mẫu đất gần kho chứa cũ DDT vượt
2.900 lần; mẫu đất gần kho DDT vượt 123,4 lần
8.
Hải Dương 01
Nồng độ hóa chất bảo vệ thực vật trong các mẫu đất
như: Lindan vượt 3,2 đến 4,4 lần; Nồng độ DDT
vượt 1,3 lần.
9.
Nam Định 02
Nồng độ hóa chất bảo vệ thực vật trong các mẫu đất
như: Lindan vượt từ 16,4 đến 45,3 lần; DDT vượt
từ 440,4 đến 536,3 lần.
10.
Quảng Ninh 03
Nồng độ hóa chất bảo vệ thực vật trong các mẫu đất
như: DDT vượt 1,6 đến 10,5 lần; Lindan vượt 3 lần.

13
TT Tỉnh
Số điểm
còn tồn
dư
Đặc điểm, nồng độ các HCBVTV vượt quá so với
QCVN 04/2008/BTNMT
11.
Thanh Hóa 07
Nồng độ hóa chất bảo vệ thực vật trong các mẫu đất
như: Lindan ở độ sâu 1,5 m vượt từ 305,1 đến
8626,5 lần; DDT 3,3-3,6 mg/kg.
12.

Nghệ An 189
Nồng độ DDT trong các mẫu đất cao hơn rất nhiều
so với QCVN 04/2008, dao động 1,4 đến 82.183
lần, thấp nhất tại nền kho xóm Hoà Đồng, thị trấn
Hòa Bình, huyện Tương Dương và cao nhất tại
điểm chôn hóa chất BVTV tại thôn Trung Yên, xã
Yên Khê, huyện Con Cuông
13.
Hà Tĩnh 8
Nồng độ DDT trong các mẫu đất cao hơn rất nhiều
so với QCVN 04/2008, vượt từ 5 đến 4200 lần.
14.
Quảng Bình 7
Nồng độ hóa chất bảo vệ thực vật trong các mẫu đất
so với QCVN dieldril vượt từ 62,8 đến 532 lần;
Eldril từ 6,4 đến 794,8 lần, DDT vượt 22,5 lần.
15.
Quảng Trị 7
Nồng độ hóa chất bảo vệ thực vật trong các mẫu đất
so với QCVN Nồng độ Eldril vượt 132 lần; Nồng
độ dieldril vượt từ 7 đến 11 lần, DDT vượt từ 35,8
đến 1.050 lần, Lindan vượt 9,2 lần. Nồng độ
endosulfan dao động từ 1,8-2 mg/kg
Nguồn: Phụ lục I về danh mục điểm tồn lưu hóa chất bảo vệ thực vật gây ô nhiễm môi
trường môi trường nghiêm trọng và đặc biệt nghiêm trọng ban hành kèm theo Quyết
định số 1946 /QĐ-TTg ngày 21 tháng 10 năm 2010 của Thủ tướng Chính phủ
Ngoài ra cũng theo quyết định trên thì trên toàn quốc còn 95 điểm tồn dư hóa
chất bảo vệ thực vật cần xử lý triệt để đến nă
m 2020.
Để đánh giá, lựa chọn địa điểm xử lý DDT tồn lưu trong đất, đề tài đã tiến hành

tìm hiểu sự tồn lưu DDT tại hai địa phương là Hà Nội và Bắc Ninh. Hà Nội có một số
huyện ngoại thành trồng rau cung cấp cho địa bàn Thủ Đô, trong quá trình sản xuất có
sử dụng một lượng lớn HCBVTV, Bắc Ninh là địa phương có điểm ô nhiễm nghiêm
trọng cầ
n phải xử lý.

14
II. Hiện trạng tồn lưu DDT trong đất Hà Nội và Bắc Ninh
II.1. Tồn lưu DDT trong đất Hà Nội [42]
a. Hiện trạng tồn lưu DDT
Các tác giả Vu Duc Toan, Vu Duc Thao, Jurg Walder, Hans-Rudolf, Cao The
Ha đã tiến hành thu thập 60 mẫu đất tầng mặt (0-5 cm) tại các xã và thị trấn thuộc 5
huyện ngoại thành Hà Nội là Sóc Sơn, Đông Anh, Gia Lâm, Từ Liêm, Thành Trì và
nội thành Ha nội vào tháng 2 năm 2006 và tiến hành phân tích hàm lượng thuốc trừ
sâu clo hữu cơ [baogồm: p,p’ diclodiphenyltricloroetan (DDT), p-
diclodiphenyldicloetylen p’(DDE), p,p’ diclodiphenyldicloetan (DDD), α,
β, γ và δ-
hexaclocyclohexan (HCH)] tại phòng thí nghiệm khoa Hóa học, trường Đại học Khoa
học ứng dụng Basel, Thụy sĩ vào đầu tháng 3 năm 2006.

Hình I.2. Bản đồ khu vực nghiên cứu
Kết quả phân tích tồn dư thuốc trừ sâu clo hữu cơ như sau :

15
Bảng I.3. Hàm lượng của các chất OCPs đã chọn trong đất mặt Hà Nội
Vùng
α -
HCH
β-
HCH

γ-
HCH
δ-
HCH
∑
HCH
p,p’-
DDE
p,p’-
DDD
p,p’-
DDT
∑DDT
A. Nông nghiệp
Sóc sơn 1
C1 2,66 2,96 0,65 0,29 6,56 98,65 45,44 17,75 161,84
C2 2,88 3,69 0,79 0,29 7,65 93,58 45,75 24,42 163,75
C3 3,09 3,49 0,78 0,39 7,75 53,69 25,24 23,32 102,25
C4 4,08 4,26 1,07 0,98 10,39 54,64 27,43 24,19 106,26
C5 3,86 4,26 1,08 1,18 10,38 93,16 44,67 24,93 162,76
C6 3,98 4,19 0,97 0,63 9,77 49,94 25,97 22,75 98,66
C7 3,67 4,08 0,95 0,46 9,16 50,92 23,42 22,38 96,72
C8 2,57 2,25 0,96 0,69 6,47 48,85 23,48 21,92 94,25
Đông Anh 1
C9 2,06 2,35 0,56 0,59 5,56 43,68 22,68 19,9 86,26
C10 2,58 2,97 0,67 0,15 6,37 46,48 24,86 21,42 92,76
C11 2,26 2,98 0,76 0,56 6,56 49,78 24,39 23,49 97,66
C12 2,66 3,67 0,76 0,57 7,66 47,79 25,87 22,06 95,72
C13 1,68 2,66 0,56 0,16 5,06 33,69 16,44 14,12 64,25
C14 2,45 2,76 0,68 0,49 6,38 32,86 17,97 12,99 63,82

C15 2,26 2,98 0,69 0,46 6,39 33,14 15,43 13,7 62,27
Gia Lâm 1
C16 3,19 3,96 0,87 0,68 8,69 47,92 21,44 18,98 88,34
C17 2,36 2,68 0,78 0,47 6,29 43,15 21,44 18,06 82,65
C18 2,26 2,48 0,56 0,37 5,67 35,58 16,38 15,47 67,43
Trung tâm Hà Nội 2
C19 2,66 2,48 0,86 0,56 6,65 24,72 13,15 5,38 43,25
C20 2,86 2,96 0,66 0,59 6,89 14,19 8,12 0,05 22,36
C21 1,48 2,95 0,28 0,25 4,96 28,17 13,12 5,15 46,44
Từ liêm 1
C22 5,86 6,68 1,46 0,56 14,56 83,75 43,56 40,96 168,27
C23 6,07 6,19 1,46 0,96 14,68 78,92 45,29 40,17 164,38
C24 3,06 3,48 0,76 0,26 7,56 35,97 17,36 14,99 68,32
C25 3,16 3,39 0,75 0,09 7,39 33,78 14,73 12,84 61,65
C26 3,57 3,86 0,86 0,27 8,56 32,23 15,96 14,28 62,47
C27 3,67 3,79 0,86 0,36 8,68 29,94 15,74 13,95 59,63
C28 3,49 3,98 0,84 0,18 8,49 31,32 14,19 12,83 58,34
Thanh trì 1
C29 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02
C30 8,56 9,28 1,86 0,87 20,57 97,54 49,36 24,93 171,83
C31 3,15 3,38 0,76 0,08 7,37 42,92 16,59 11,85 71,36
Công nghiệp
Sóc Sơn 2
C32 2,37 2,39 0,57 0,26 5,59 36,82 17,88 9,02 63,72

16
C33 2,36 2,06 0,58 0,57 5,57 36,73 17,16 13,93 67,82
C34 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02
Đông Anh 2
C35 2,26 2,36 0,58 0,16 5,36 19,43 9,63 9,18 38,24

C36 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02
C37 2,28 1,96 0,77 0,36 5,37 18,56 9,82 7,94 36,32
C38 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02
C39 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02
Gia Lâm 2
C40 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02
C41 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02
C42 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02
C43 3,27 2,89 0,76 0,66 7,58 33,28 15,86 14,44 63,58
C44 3,17 2,86 0,77 0,96 7,76 35,19 16,83 15,45 67,47
C45 1,76 1,86 0,38 0,28 4,28 13,39 5,62 4,15 23,16
C46 1,56 1,76 0,86 0,48 4,66 13,56 4,98 3,89 22,43
Trung tâm Hà Nội 2
C47 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02
C48 2,36 2,08 0,77 0,58 5,79 8,32 2,54 2,32 13,18
C49 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02
C50 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02
C51 2,19 1,79 0,59 0,29 4,86 13,34 5,54 4,74 23,62
C52 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02
C53 1,18 1,96 0,57 0,47 4,88 13,68 5,92 5,16 24,76
Từ Liêm 2
C54 2,16 2,37 0,57 0,66 5,76 17,66 7,38 7,12 32,16
C55 2,36 2,08 0,78 0,56 5,78 19,48 7,98 7,72 35,18
C56 1,98 1,96 0,56 0,36 4,86 14,84 5,88 5,62 26,34
C57 1,98 2,16 0,47 0,16 4,77 16,89 8,59 6,94 32,42
Thanh Trì
C58 2,36 2,08 0,76 0,46 5,66 13,44 4,74 4,39 22,57
C59 2,29 1,86 0,68 0,46 5,29 12,98 4,92 4,39 22,29
C60 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02
Hàm lượng của các hợp chất OCPs trong các mẫu đất được thể hiện trong Bảng

I.3. Các mẫu nói chung có hàm lượng các chất ô nhiễm theo thứ tự hàm lượng DDT
tổng số > HCH tổng số, DDT tổng số được phát hiện ở nồng độ tương đối cao trong
khu vực nông nghiệp. Hàm lượng DDT tổng số dao động từ <0,02 đến 171,83 ng/g.
Hàm lượng DDT tổng số trong khu vực nông nghiệp là 89,86 ±47,17 ng/g, như vậy là
thấp hơn hàm lượ
ng DDT tổng số tối đa cho phép (MAC) trong đất mặt theo tiêu
chuẩn Việt Nam 5941 - 1995 (DDT tổng số <100ng/g) nhưng cao hơn so với QCVN
04:2008/BTNMT về Giới hạn tối đa cho phép của dư lượng HCBVTV trong đất

17
(DDT 0,01 mg/kg). Tuy nhiên hàm lượng DDT tổng số trong một số mẫu vẫn cao hơn
giá trị MAC. Kết quả cho thấy rằng các mẫu lấy ở các vị trí thuộc khu vực nông
nghiệp như C1, C2, C3, C4, C5, C22, C23 và C30 có nồng độ cao hơn giá trị MAC là
261,84, 163,75, 102,25, 106,26, 162,76, 168,27, 164,38 và 171,83 ng/g (Bảng I.3).
Các kết quả ở mức cao này cho thấy sự sử dụng phổ biến DDT như một loại thuốc trừ
sâu bảo vệ cây trồng tại các địa
điểm này trong nhiều thập kỷ gần đây.
Trong các khu vực công nghiệp và trung tâm Hà Nội và năm đô thị xung quanh
thuộc các huyện ngoại thành, DDT tổng số cũng được phát hiện ở nhiều cấp độ khác
nhau, từ <0,02 đến 67,82 ng/g (trung bình từ 21,22 ± 22,67 ng/g). Điều này phản ánh
DDT được sử dụng để kiểm soát sự lây nhiễm mầm bệnh cho mục đích y tế công cộng
trong thành phố. Theo Hung và các cộng sự (2002), đã có 24.024 t
ấn DDT được sử
dụng để chống lại bệnh sốt rét và muỗi từ năm 1957 đến năm 1994 tại Việt Nam.
Các kết quả cho thấy HCH tổng số phát hiện được ở tất cả các mẫu đất phân
tích. Hàm lượng HCH tổng số trong các khu vực nông nghiệp dao động từ <0,05 đến
20,57 ng/g (trung bình từ 3,23 ±2,85 ng/g), trong khu vực công nghiệp và đô thị dao
động khoảng <0,05 đến 7,76 ng/g (trung bình 3,23 ± 2,85ng/g) . So với tiêu chuẩn
Việt Nam 5941 – 1995, n
ồng độ γ- HCH trong mẫu đất được phân tích thấp hơn

nhiều so với giá trị MAC (γ-HCH <100ng/g) nhưng so với QCVN 15: 2008/ BTNMT
thì hàm lượng HCH đều vượt quá nhiều lần (0,01 mg/kg đất khô). Tương tự như DDT,
sự ô nhiễm HCH có nguồn gốc từ việc sử dụng nó như một loại thuốc trừ sâu bảo vệ
cây trồng và như một chất ngăn chặn, kiểm soát sự lây nhiễm, lan truyền củ
a mầm
bệnh cho mục đích y tế công cộng. HCH cũng có thể được đưa vào khu vực đô thị
thông qua phương tiện giao thông, không khí từ khu vực nông nghiệp. Khi đất mặt ở
khu vực nông nghiệp ô nhiễm HCH, nó có thể được tích lũy qua các chuỗi thức ăn và
sau đó đi vào, tích lũy trong cơ thể con người. HCH lại có mặt hầu hết trong các mẫu
phân tích.
So sánh với các khu vực khác trên thế giới , hàm lượng DDT tổng s
ố trong các
mẫu đất ở khu vực Hà Nội với các mẫu đất tại Thượng Hải, Trung Quốc (18- 142
ng/g) và Tasamania, New Zealand (30 – 34.500ng/g) hay Bắc Kinh, Trung Quốc (0,77
– 2.178 ng/g) thì thấp hơn. Trong khi nồng độ HCH tổng số trong đất Hà Nội thấp hơn

18
trong các mẫu đất ở Bắc Kinh, Trung Quốc (1,36 – 56,61 ng/g) hoặc Tanzania (< 0,1
– 59 ng/g) nhưng lại cao hơn dư lượng tìm thấy ở Thượng Hải (<0,03 – 2,4 ng/g).
Bên cạnh sự ô nhiễm DDT và HCH trong đất thì cũng tìm thấy con đường xâm
nhập của chúng vào cơ thể con người và các môi trường khác tại Hà Nội (theo Nhan
và các cộng sự (2001)). Hàm lượng DDT tổng số và HCH tổng số trong các trầm tích
từ các kênh rạch ở khu vực trung tâm thành phố và các vùng ngoại ô của Hà Nội
trong tháng 8 năm 1997 t
ương ứng dao động từ 7 đến 80 ng/g và 0,1 đến 3,1 ng/g khối
lượng khô. Hung và các cộng sự (2002) đã phát hiện có DDT tổng số và HCH tổng số
trong nước mặt ở bốn hồ trung tâm Hà Nội cũng như sau kênh mương thủy lợi và hai
con sông gần đó. Báo cáo cho thấy rằng lượng DDT tổng số và HCH tổng số trung
bình trong các hồ đo được vào tháng 8 năm 1999 tương ứng là 5,07 ± 6,88 ng/l và
31,71 ±60,4 ng/l. Ngoài ra, Minh và các cộng sự (2004) cũng tìm thấy hàm lượng

DDT tổ
ng số và β – HCH trong 42 mẫu sữa mẹ tại Hà Nội tương ứng là 2.100 và
57ng/g . Những kết quả này cùng với những kết quả nghiên cứu của các tác giả trên
cho thấy sự ô nhiễm DDT và HCH tại Hà Nội là phổ biến và rộng rãi.
Sự khác biệt về thành phần các đồng phân của HCH hoặc của DDT, và các chất
chuyển hóa của chúng trong môi trường có thể giúp chỉ ra các nguồn ô nhiễm khác
nhau. DDT được nhập khẩu và sử dụ
ng ở Việt Nam từ năm 1957 – 1994. Nó đã bị
cấm sử dụng ở Việt Nam do độc tính cao và dư lượng tồn tại lâu dài trong môi trường
(Hung và các cộng sự, 2002). Nói chung, DDT kỹ thuật có chứa 65 – 80% là p,p’-
DDT, 15 – 21% o,p’-DDT, lên đến 4% p,p’ – DDD, và 1,5 % tổng số là 1- (p –
chlorophenyl) – 2,2,2 trichloro ethanol (ATSDR, 2002). Trung bình tỷ lệ phần trăm
của DDT và các chất chuyển hóa của nó trong các mẫu đất từ Hà Nội theo thứ tự p,p’
–DDE (54,4%) > p,p’- DDD (25,5%) > p,p’ – DDT (20,1%). Cần lưu ý rằng DDT có
thể bị phân hủy sinh h
ọc trong điều kiện môi trường kỵ khí thành DDD và trong điều
kiện môi trường hiếu khí thành DDE. Trong mùa khô ở miền Bắc Việt Nam, với điều
kiện đất hiếu khí, quá trình oxy hóa xảy ra tạo điều kiện thuận lợi cho chuyển đối p,p’-
DDT thành p,p’-DDE. Điều này đã được đánh giá trong nghiên cứu của Ramesh và
cộng sự (1991). Ở các vùng nhiệt đới, các báo cáo cho thấy rằng p,p’ –DDE là một
sản phẩm từ quá trình phân h
ủy DDT trong đất ở nhiều khu vực khác nhau của Ấn

19
Độ. Với các chất chuyển hóa từ DDT, tỷ lệ (p,p’ – DDE + p,p’- DDD)/ ∑ DDT trong
đất Hà Nội dao động giữa 0,75 và 0,99, trung bình là 0,79, điều này cho thấy rằng
DDT bị phân hủy đáng kể. Đây cũng là dấu hiệu cho thấy rằng gần đây các nguồn đưa
DDT vào đất tại Hà Nội đã không còn nữa. HCH kỹ thuật và lindane (>99% γ- HCH)
đã bị cấm chính thức từ năm 1994 tại Việt Nam. HCH điều chế vớ
i kỹ thuật cao chứa

55- 80% α- HCH, 5-14% β – HCH, 8-15% γ-HCH và 2-16% là δ- HCH (Lee và các
cộng sự, 2001). Tỷ lệ phần trăm các đồng phân của HCH trong hầu hết các mẫu đất ở
Hà Nội theo thứ tự là β- HCH (42,8%)> α-HCH(39,7%)> γ-HCH (10,9%)>δ-HCH
(6,6%). Trong số các đồng phân, β- HCH có khả năng hòa tan thấp nhất, khả năng bốc
hơi kém, và ổn định và khó bị phân hủy bởi vi sinh vật. Xem xét các đồng phân khác
từ α- HCH v
ới β- HCH, và γ-HCH với α- HCH đều có lượng nhiều hơn β- HCH . Do
đó sự tồn tại ưu thế của β- HCH lại phản ánh nguồn đầu vào của β- HCH là từ lâu, tỷ
lệ α- HCH/γ- HCH thấp có thể đại diện cho việc sử dụng lindane, trong khi đó tỷ lệ
các đồng phân khác cao có thể cho thấy việc sử dụng HCH kỹ thuật. Tỷ lệ α
- HCH/γ-
HCH trong các khu vực thường sử dụng lindane dao động từ 0,2 – 1, so với 4 -15 cho
HCH kỹ thuật (McConnell và các cộng sự 1993). Ở đây tỷ lệ trung bình của α- HCH/
γ- HCH trong các mẫu đất đã phân tích là 3,7 theo Nhan và các cộng sự (2001). Tỷ lệ
γ- HCH, α- HCH, β- HCH trong trầm tích thu được từ 12 địa điểm tại các kênh rạch
trong khu trung tâm thành phố và các vùng ngoại ô của thành phố Hà Nội tương tự
như tỷ lệ củ
a hỗn hợp HCH kỹ thuật. Điều này cũng tương ứng với kết quả thu được
từ nghiên cứu của các tác giả, HCH kỹ thuật là nguồn chính của sự ô nhiễm HCH
trong đất mặt ở Hà Nội.
b. Sự biến đổi của DDT trong đất tại Hà Nội [11]
. Thông qua việc đánh giá thành phần phần trăm của DDT, DDD và DDE trong
các mẫu đất có thể đưa ra các kết luận về sự
biến đổi của DDT, thời gian xâm nhập
vào đất cũng như điều kiện phân huỷ của chất này. Từ số liệu phân tích thu được,
phần trăm trung bình của DDT và các chất chuyển hoá từ DDT so với DDT tổng trong
60 mẫu đất tại Hà Nội giảm dần theo trật tự: p,p’-DDE (54,4%) > p,p’-DDD (25,5%)
> p,p’-DDT (20,1%).

20

Hình I.3. Phần trăm trung bình của DDT, DDE và DDD trong mẫu đất ở Hà Nội
DDT có thể bị phân huỷ bởi vi sinh vật trong môi trường tạo thành DDD ở điều
kiện yếm khí và tạo thành DDE ở điều kiện hiếu khí. Trong mùa khô ở miền Bắc Việt
Nam, sự chuyển hoá ở điều kiện hiếu khí được thúc đẩy dẫn đến DDE được tạo thành
nhiều hơn DDD, làm phần trăm trung bình của DDE lớ
n hơn. Một lý do khác xuất
phát từ việc các mẫu được lấy đến độ sâu 5 cm bề mặt. Tại độ sâu này, hoạt động của
vi sinh vật chủ yếu là từ vi sinh vật hiếu khí. Nghiên cứu của Ramesh và các cộng sự
tại vùng khí hậu nhiệt đới của Ấn Độ cũng có kết quả tương tự.
Trong các thương phẩm của DDT không có DDE. Mặt khác, phần trăm của
p,p’-DDT nằm trong kho
ảng từ 65 đến 80% và phần trăm của p,p’-DDD lớn nhất là
4%, tuỳ theo nơi sản xuất DDT. Vì vậy, việc phần trăm trung bình của DDE và DDD
lớn hơn so với DDT trong các mẫu đất đã phản ánh sự phân huỷ đáng kể của DDT
theo thời gian.
Theo nghiên cứu của Jiang và các cộng sự, khi tỷ số hàm lượng (p,p’-DDE +
p,p’-DDD)/DDT tổng tại địa điểm nghiên cứu lớn hơn 0,5 thì sự
biến đổi của DDT
dưới tác động của môi trường đã diễn ra đáng kể và ít có nguồn thải mới của DDT tại
thời điểm khảo sát. Tỷ số hàm lượng (p,p’-DDE + p,p’-DDD)/DDT tổng của các mẫu
đất tại Hà Nội nằm trong khoảng từ 0,75 đến 0,99 (trung bình 0,79). Do đó, có thể kết
luận là ít có nguồn thải mới của DDT tại khu vực nghiên cứu. Nếu có nguồn DDT
nhập lậu và được sử dụng tại Hà Nội thì cũng sẽ là không đáng kể và không ảnh
hưởng lớn đến tồn dư của chất này trong đất.