Nghiên cứu xử lý đất ô nhiễm thuốc bảo vệ thực vật khó phân hủy (POPs) bằng phương pháp chiết nước có phụ gia QH5

Khóa luận tốt nghiệp
Tr-êng ®¹i häc s- ph¹m hµ Phạm
néi 2Thị Bích Ngọc

KHOA hãa häc
---------------------

PHẠM THỊ BÍCH NGỌC

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM
THUỐC VẢO VỆ THỰC VẬT
KHÓ PHÂN HỦY (POPS)
BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾT NƯỚC
VỚI PHỤ GIA QH5

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ

Hµ Néi – 2013

K35 – Khoa Hóa học

Trường ĐHSP Hà Nội 2


Khóa luận tốt nghiệp

Phạm Thị Bích Ngọc

Tr-êng ®¹i häc s- ph¹m hµ néi 2
KHOA hãa häc

---------------------

PHẠM THỊ LÂN

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ ĐẤT Ô NHIỄM
THUỐC VẢO VỆ THỰC VẬT
KHÓ PHÂN HỦY (POPS)
BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾT NƯỚC
VỚI PHỤ GIA QH5

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ

Người hướng dẫn khoa học
PGS.TS. Lê Xuân Quế

Hµ Néi – 2013

K35 – Khoa Hóa học

Trường ĐHSP Hà Nội 2


Khóa luận tốt nghiệp

Phạm Thị Bích Ngọc

LỜI CẢM ƠN
Với lòng kính trọng và biết ơn chân thành, tôi xin chân thành cảm ơn thầy
giáo PGS. TS. Lê Xuân Quế đã định hướng và hướng dẫn tôi tận tình trong suốt

quá trình nghiên cứu để tôi hoàn thành được khóa luận tốt nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Quang Hợp đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi
được nghiên cứu, học tập và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, Ban
chủ nhiệm và các thầy cô trong khoa Hóa học đã hết lòng quan tâm giúp đỡ tôi
trong suốt thời gian 4 năm học tập.
Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè và người thân đã luôn tạo điều kiện động
viên, khuyến khích tôi học tập đến đích cuối cùng.
Hà Nội, ngày 20 tháng 5 năm 2013
Sinh viên
Phạm Thị Bích Ngọc

K35 – Khoa Hóa học

Trường ĐHSP Hà Nội 2


Khóa luận tốt nghiệp

Phạm Thị Bích Ngọc

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Chữ viết đầy đủ

HĐBM

Hoạt động bề mặt

BVTV

Bảo vệ thực vật

DDD

1,1-diclo-2,2-bis(4-clophenyl)etan

DDE

1,1-diclo-2,2-bis(4-clophenyl)eten

PCB

Polychlorinated Biphenyl

HCB

Hexachlorobenzen

TN &MT

Tài nguyên và môi trường

VN

Việt Nam

666
PCBs

Polychlorinated Biphenyls

POPs

Persistent organic pollutans

K35 – Khoa Hóa học

Trường ĐHSP Hà Nội 2


Khóa luận tốt nghiệp

Phạm Thị Bích Ngọc

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Các dạng thuốc BVTV ..................................................................... 5
Bảng 1.2: 13 chất thuộc nhóm POP tìm thấy ở nước ta. ................................. 10
Bảng 2.1: Phân loại các phương pháp sắc kí cột............................................. 23
Bảng 2.2: Thời gian các mẫu thu được sau khi làm thực nghiệm .................. 33
Bảng 3.1. kết quả phân tích độ ảm và hàm lượng POP tổng trong mẫu đất nghiên
cứu, mg/100g……………………………………………………………………….34

Bảng 3.2: Một số chất POP trong quá trình nghiên cứu ................................ 36
Bảng 3.3: Kết quả phân tích hàm lượng DDT trong các mẫu thu được ......... 38
Bảng 3.4: Hàm lượng TBVTV thu được sau lần chiết thứ nhất 1 ở các nồng độ khác
nhau.................................................................................................................. 39
Bảng 3.5: Hàm lượng DDT thu được sau lần chiết 2 ở các nồng độ khác
nhau.. ............................................................................................................... 39

Bảng 3.6: Hàm lượng DDT thu được sau lần chiết 3 ở các nồng độ khác
nhau.. ............................................................................................................... 40
Bảng 3.7: Hợp phần DDE trong cả quá trình chiết ở các điều kiện khác
nhau… ............................................................................................................. 41
Bảng 3.8: Hợp phần DDD trong cả quá trình chiết ở các điều kiện khác
nhau… ............................................................................................................. 42
Bảng 3.9: Hợp phần op-DDT trong cả quá trình chiết ở các điều kiện khác
nhau ................................................................................................................. 42
Bảng 3.10: Hợp phần DDE thu được khi thay đổi nồng độ chất HĐBM ở các
lần chiết khác nhau .......................................................................................... 43
Bảng 3.11: Hợp phần DDD thu được khi thay đổi nồng độ chất HĐBM ở các
lần chiết khác nhau .......................................................................................... 44
Bảng 3.12: Hợp phần op-DDT thu được khi thay đổi nồng độ chất HĐBM ở
các lần chiết khác nhau ................................................................................... 44

K35 – Khoa Hóa học

Trường ĐHSP Hà Nội 2


Khóa luận tốt nghiệp

Phạm Thị Bích Ngọc

Bảng 3.13: Hàm lượng DDT tổng cộng thu được khi thay đổi nồng độ chất
HĐBM ở các lần chiết khác nhau ................................................................... 45
Bảng 3.14: Hàm lượng các chất DDT thu được ở nồng độ 10% QH5 ........... 46
Bảng 3.15: Hàm lượng các chất DDT thu được ở nồng độ 15% QH5 ........... 46
Bảng 3.16: Hàm lượng các chất DDT thu được ở nồng độ 20% QH5 ........... 47
Bảng 3.17: Hàm lượng DDT tổng cộng thu được trong cả quá trình chiết .... 48

Bảng 3.18: Kết quả phân tích mẫu đất ............................................................ 49
sau khi chiết rửa bằng dung môi E1.1, qui ra mg/kg (ppm) ........................... 49
Bảng 3.19: Hiệu suất chiết rửa DDT cho cả quá trình .................................... 49

K35 – Khoa Hóa học

Trường ĐHSP Hà Nội 2


Khóa luận tốt nghiệp

Phạm Thị Bích Ngọc

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Cấu trúc phân tử DDT ....................................................................... 6
Hình 1.2: Cấu trúc phân tử heptachlor .............................................................. 7
Hình 1.3: Cấu trúc phân tử deldrin.................................................................... 8
Hình 1.4: Cấu trúc phân tử chlorophenols. ....................................................... 8
Hình 1.5: Cấu trúc phân tử PCBs ...................................................................... 9
Hình2.1: Sơ đồ nguyên tắc a) sắc kí cột b) sắc kí bản mỏng .......................... 24
Hình 2.2: Quá trình tách sắc kí trên cột của hai chất A và B .......................... 25
Hình 2.3. Bộ dụng cụ thực nghiệm ................................................................. 31
Hình 3.1. Giản đồ sắc kí mẫu dịch chiết sau khi rửa đất ................................ 35
Hình 3.2. Sự phụ thuộc hàm lượng POP chiết được và .................................. 39
nồng độ chất thêm và lần chiết 1 (100 ml dung môi đầu tiên) ....................... 39
Hình 3.3: Sự phụ thuộc hàm lượng POP chiết được vào nồng độ chất thêm . 40
và lần chiết 2 (100 ml dung môi thứ hai) ........................................................ 40
Hình 3.4: Sự phụ thuộc hàm lượng POP chiết được vào nồng độ chất thêm và
lần chiết 3 (100 ml dung môi thứ 3) ................................................................ 40
Hình 3.5: Hợp phần DDE trong cả quá trình chiết ở các điều kiện khác

nhau… ............................................................................................................. 41
Hình 3.6: Hợp phần DDD trong cả quá trình chiết ở các điều kiện khác
nhau… ............................................................................................................. 42
Hình 3.7: Hợp phần op-DDT trong cả quá trình chiết ở các điều kiện khác
nhau ................................................................................................................. 42
Hình 3.8: Hợp phần DDE ở các nồng độ khác nhau ....................................... 43
Hình 3.9: Hợp phần DDD ở các nồng độ khác nhau ...................................... 44
Hình 3.10: Hợp phần op-DDT ở các nồng độ khác nhau ............................... 44
Hình 3.11: Hợp phần DDT tổng ở các nồng độ khác nhau ............................ 45
Hình 3.12: Ảnh hưởng của chất HĐBM có 10% QH5 với các dạng DDT .... 46

K35 – Khoa Hóa học

Trường ĐHSP Hà Nội 2


Khóa luận tốt nghiệp

Phạm Thị Bích Ngọc

Hình 3.13: Ảnh hưởng của chất HĐBM có 15% QH5 với các dạng DDT .... 47
Hình 3.14: Ảnh hưởng của chất HĐBM có 20% QH5 với các dạng DDT .... 47
Hình 3.15: Tổng lượng DDT thu được ở các lần chiết ................................... 48
Hình 3.16: Hiệu suất chiết rửa DDT cho cả quá trình .................................... 49

K35 – Khoa Hóa học

Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

Phạm Thị Bích Ngọc

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
1. Lí do chọn đề tài ....................................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................... 2
3. Nhiệm vụ nghiên cứu .............................................................................................. 2
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn............................................................................... 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ........................................................................... 3
1.1. Thuốc bảo vệ thực vật.......................................................................................... 3
1.1.1. Các nhóm thuốc BVTV ............................................................................... 3
1.1.2. Các dạng thuốc BVTV ................................................................................. 5
1.2. Sơ lược về POP ..................................................................................................... 6
1.2.1. Một số POPs nhóm cơ – clo ....................................................................... 6
1.2.2. Đặc điểm hóa học của POP....................................................................... 10
1.2.3. Chính sách của nhà nước ........................................................................... 11
1.3. Sự ô nhiễm POP ở Việt Nam ........................................................................... 14
1.4. Tác hại của POP .................................................................................................. 16
1.4.1. Môi trường đất ............................................................................................. 16
1.4.2. Môi trường nước .......................................................................................... 17
1.4.3. POP đối với sức khỏe con người ............................................................. 18
1.5. Phương pháp xử lí POP ở Việt Nam và trên thế giới ................................ 19
1.5.1. Ở Việt Nam hiện nay .................................................................................. 19
1.5.2. Trên thế giới.................................................................................................. 20
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM..................................... 22
2.1. Phương pháp tách chiết......................................................................... 22
2.1.1. Nguyên lí làm sạch chất hữu cơ ..................................................... 22
2.1.2. Phương pháp chiết rắn – lỏng......................................................... 25

2.2. Chất hoạt động bề mặt (CHĐBM) ........................................................ 28

K35 – Khoa Hóa học

Trường ĐHSP Hà Nội 2


Khóa luận tốt nghiệp

Phạm Thị Bích Ngọc

2.2.1. Định nghĩa CHĐBM ...................................................................... 28
2.2.2. Đặc điểm và phân loại chất hoạt động bề mặt ............................... 28
2.3. Phương pháp chiết bằng dung môi ....................................................... 29
2.3.1. Hóa chất và dụng cụ ....................................................................... 29
2.3.2. Chiết rửa đất ô nhiễm bằng dung môi ............................................ 32
2.3.3. Kết quả thu được các mẫu .............................................................. 33
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................... 34
3.1. Phân tích hàm lượng POP tổng trong mẫu đất ..................................... 34
3.2. Chiết rửa bằng dung môi nước với phụ gia QH5: 5-25% .................... 37
3.2.1. Số lần chiết và tỉ lệ phụ gia QH5 ................................................... 38
3.2.2. Các hợp phần chiết được và ảnh hưởng của điều kiện rửa ............ 41
3.3. Hiệu suất chiết rửa đất……………………………………………………50

KẾT LUẬN .................................................................................................... 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 51

K35 – Khoa Hóa học

Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

Phạm Thị Bích Ngọc

MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Việt Nam là nước sản xuất nông nghiệp nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió
mùa nên có đặc điểm nóng và ẩm quanh năm. Điều kiện khí hậu này rất thuận lợi
cho sự phát triển của cây trồng và đây cũng là môi trường tốt cho sự phát sinh và
phát triển của sâu bệnh, cỏ dại gây hại mùa màng. Để hạn chế sự phá hại của sâu,
bệnh hại thì việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật bảo vệ mùa màng là một biện pháp
quan trọng và chủ yếu.
Hiện nay theo báo cáo tổng hợp của Tổng cục Môi trường, Bộ TN - MT, cả
nước có khoảng 260 kho thuốc BVTV, chủ yếu lưu giữ thuốc trừ sâu đã quá hạn
cần phải tiêu hủy. Số lượng thuốc BVTV tồn dư cần tiêu hủy là hơn 69000 kg; và
43000 lít và 69640kg vỏ chai bao bì cần tiêu hủy. Phần dư của thuốc bảo vệ thực
vật, thuốc trừ sâu ngấm vào đất, di chuyển vào nước ngầm gây ô nhiễm ở nước ta
hiện nay đều thuộc loại khó phân hủy (POPs), có tác hại cực kì nghiêm trọng,
không những gây ra nhiều bệnh ung thư, các bệnh về hô hấp mà còn tạo ra biến đổi
gen di truyền gây bệnh tật bẩm sinh cho các thế sau, tương tự như dioxin – chất độc
màu da cam mà quân đội Mỹ đã sử dụng trong chiến tranh ở nước ta.
Đứng trước hiện trạng ô nhiễm môi trường do tồn dư thuốc BVTV của ngành
nông nghiệp hiện nay, việc ứng dụng các công trình xử lý thuốc BVTV tồn dư trong
đất vào thực tiễn là điều cần thiết. Với mục đích làm hạn chế ảnh hưởng của thuốc
BVTV tồn dư trong đất đối với môi trường và con người em đã chọn đề tài
“Nghiên cứu xử lý đất ô nhiễm thuốc BVTV khó phân hủy (POPs) bằng phương
pháp chiết nước với phụ gia QH5” làm nội dung nghiên cứu khóa luận của mình.
Đây cũng là phương pháp mới, mang ý nghĩa thực tiễn lớn trả lại môi trường tự

nhiên xanh cho sinh hoạt và sản xuất nông nghiệp.

K35 – Khoa Hóa học

1

Trường ĐHSP Hà Nội 2


Khóa luận tốt nghiệp

Phạm Thị Bích Ngọc

2. Mục đích nghiên cứu
- Chiết rửa đất ô nhiễm thuốc bảo vệ thực vật và khử chúng tại chỗ mà không
phải tốn chi phí vận chuyển đất đến nơi khác.
- Quá trình khử thuốc bảo vệ thực vật đảm bảo triệt để, không phát sinh chất
độc hại thứ cấp.
- Sử dụng các chất khử thân thiện với môi trường, dung môi có thể sử dụng
tái tạo nhiều lần.
- Thiết bị máy móc phù hợp với điều kiện thực tế của Việt Nam.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu tài liệu về vấn đề ô nhiễm thuốc BVTV và các phương pháp xử
lý thuốc BVTV tồn dư trong đất.
- Lấy mẫu đất, phân tích các chỉ tiêu thuốc BVTV (DDT, chlodane, Aldrin,
Dieldrin, Endrin, heptaclo, hexaclo bezen,…), khoanh vùng, đánh giá phạm vi ô
nhiễm, mức độ ô nhiễm tại các điểm đã phát hiện.
- Xử lý mẫu đất bằng phương pháp chiết nước với phụ gia QH5.
- Phân tích, đánh giá kết quả mẫu đất và mẫu nước sau khi xử lý bằng phụ
gia QH5.

4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Kết quả nghiên cứu của khoá luận góp phần làm cơ sở khoa học để đánh giá
khả năng sử dụng phụ gia thân thiện với môi trường trong quá trình xử lý thuốc
BVTV tồn dư trong đất.

K35 – Khoa Hóa học

2

Trường ĐHSP Hà Nội 2


Khóa luận tốt nghiệp

Phạm Thị Bích Ngọc

CHƯƠNG 1.
TỔNG QUAN
1.1. Thuốc bảo vệ thực vật
Thuốc bảo vệ thực vật là những hợp chất hóa học (vô cơ và hữu cơ ), những
chế phẩm sinh học (chất kháng sinh, vi khuẩn, nấm, siêu vi trùng, tuyến trùng,…),
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 vật 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 hòa sinh trưởng thực vật, các chất làm rụng lá,
làm khô cây, giúp cho việc thu hoạch mùa màng bằng cơ giới được thuận tiện (thu
hoạch bông vải, khoai tây bằng máy móc…). Có tác dụng xua đuổi hoặc thu hút các

loài sinh vật gây hại tài nguyên thực vật đến để tiêu diệt.
1.1.1. Các nhóm thuốc BVTV
Việc phân loại thuốc BVTV có thể thực hiện theo nhiều cách như phân loại
theo đối tượng phòng trừ (thuốc trừ sâu, thuốc trừ bệnh,…) hoặc phân loại theo gốc
hóa học (nhóm clo hữu cơ, nhóm lân hữu cơ,…). Các thuốc trừ sâu có nguồn gốc
khác nhau thì tính độc và khả năng gây độc khác nhau.
1.1.1.1. Phân loại dựa trên đối tượng sinh vật hại
- Thuốc trừ bệnh

- Thuốc trừ nhện

- Thuốc trừ sâu

- Thuốc trừ tuyến trùng

- Thuốc trừ cỏ

- Thuốc điều hòa sinh trưởng

- Thuốc trừ ốc

- Thuốc trừ chuột

1.1.1.2. Phân loại theo gốc hóa học
- Nhóm clo hữu cơ: DDT, 666,.. nhóm này có độ độc cấp tính tương đối thấp
nhưng tồn lưu lâu trong cơ thể người, động vật và môi trường, gây độc mãn tính nên
nhiều sản phẩm bị cấm hoặc hạn chế sử dụng.
K35 – Khoa Hóa học

3

Trường ĐHSP Hà Nội 2


Khóa luận tốt nghiệp

Phạm Thị Bích Ngọc

- Nhóm lân hữu cơ: Wofatox Bi-58 độ độc cấp tính của các loại thuốc thuộc
nhóm này tương đối cao nhưng nhanh phân hủy trong cơ thể người và môi trường
hơn so với nhóm clo hữu cơ.
- Nhóm carbamate: Mipcin, Bassa, Sevin,… đây là thuốc được dùng rộng rãi
bởi vì thuốc tương đối rẻ tiền, hiệu lực cao, độ độc cấp tính tương đối cao, khả năng
phân hủy tương tự nhóm lân hữu cơ.
- Nhóm Pyrethoide (Cúc tổng hợp): Decis, Sherpa, Sumicidine, nhóm này dễ
bay hơi và phân hủy trong môi trường và cơ thể người.
- Các hợp chất pheromone: Là những hóa chất đặc biệt do sinh vật tiết ra để
kích thích hành vi của những sinh vật khác cùng loài. Các chất điều hòa sinh trưởng
côn trùng (Nomolt, Applaud,…): là những chất được dùng để biến đổi sự phát triển
của côn trùng. Chúng ngăn cản côn trùng biến thái từ tuổi nhỏ sang tuổi lớn hoặc ép
buộc chúng phải trưởng thành từ rất sớm: Rất ít độc với người và môi trường.
- Nhóm thuốc trừ sâu vi sinh (Dipel, Thuricide, Xentari, NPV,....): Rất ít độc
với người và các sinh vật không phải là dịch hại.
- Ngoài ra còn có nhiều chất có nguồn gốc hóa học khác, một số sản phẩm từ
dầu mỏ được dùng làm thuốc trừ sâu.

K35 – Khoa Hóa học

4

Trường ĐHSP Hà Nội 2


Khóa luận tốt nghiệp

Phạm Thị Bích Ngọc

1.1.2. Các dạng thuốc BVTV
Bảng 1.1: Các dạng thuốc BVTV
Dạng thuốc Chữ viết tắt

Thí dụ

Nhũ dầu

Tilt

ND, EC

Ghi chú
ND, Thuốc ở thể lỏng, trong suốt.

250

Basudin

40

EC, Dễ bắt lửa cháy nổ.

DC-Trons Plus 98.8
EC.
Dung dịch

DD, SL, L, AS Bonanza 100 DD, Hòa tan đều trong nước,
Baythroid

5

SL, không chứa chất hóa sữa.

Glyphadex 360 AS.
Hạt

H, G, GR

Basudin

10

H, Chủ yếu rãi vào đất.

Regent 0.3 G.
Viên

P

Thuốc phun BR, D

Orthene 97 Pellet, Chủ yếu rãi vào đất, làm bả

Deadline 4% Pellet.

mồi.

Karphos 2 D.

Dạng bột mịn, không tan

bột

trong nước, rắc trực tiếp.

ND: Nhủ Dầu, EC: Emulsifiable Concentrate.
DD: Dung Dịch, SL: Solution, L: Liquid, AS: Aqueous Suspension.
BTN: Bột Thấm Nước, BHN: Bột Hòa Nước.
H: hạt, G: granule, GR: granule.
BR: Bột rắc, D: Dust.
Trong các nhóm thuốc BVTV trên đây được sử dụng phổ biến hơn cả là thuốc
trừ sâu, thuốc trừ bệnh và thuốc trừ cỏ dại. Trong đó, các loại thuốc BVTV khó
phân hủy (POPs) là nguy hiểm cho môi trường sinh thái và sức khỏe con người
nhất. Hầu hết các loại thuốc BVTV nhóm POP đã bị cấm sử dụng như DDT, 666,
tuy nhiên các điểm ô nhiễm POP hiện nay vẫn còn.

K35 – Khoa Hóa học

5

Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

Phạm Thị Bích Ngọc

1.2. Sơ lược về POP
POP (persistent organic pollutans) là chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy có
nguồn gốc từ cacbon, rất bền vững trong môi trường, cực độc hại với sức khỏe con
người và động vật. POPs là nguyên nhân gây bện ung thư, bệnh về da, ảnh hưởng
nghiêm trọng tới hệ thần kinh, khả năng sinh sản, sự phát triển, tuyến nội tiết và hệ
miễn dịch...
1.2.1. Một số POPs nhóm cơ – clo
1.2.1.1. Thuốc trừ sâu DDT:
Tên thường: dichloro diphenyl trichloroethane (DDT).
Tên hóa học: 1,1,1-trichloro-2,2-bis(p-chlorophenyl)ethane.
Công thức hóa học: C14H9Cl15.
Trọng lượng phân tử: M = 354,51 đvC.
Nhiệt độ nóng chảy: 108,50C – 1090C, áp suất hơi ở 200C là 1.9x10-7 mmHg.
Là một thuốc bảo vệ thực vật rất bền vững do nó có khả năng trơ với các
phản ứng quang phân, với oxi trong không khí. Trong môi trường kiềm nó dễ bị
dehydroclorua hóa hoặc bị polime hóa thành sản phẩm dạng nhựa có màu.

Hình 1.1: Cấu trúc phân tử DDT
DDT là một organochlorine, là một loại bột tinh khiết có màu trắng, mùi
thơm dịu. Sản phẩm thương mại có màu từ trắng đến xám sẫm. Nó rất ít tan trong
K35 – Khoa Hóa học

6

Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

Phạm Thị Bích Ngọc

nước nhưng khi hòa tan DDT trong nước thì chúng tạo thành huyền phù, tan nhiều
trong các dung môi hữu cơ như khả năng hòa tan trong mỡ rất bền, do đó DDT
được tích lũy qua chuỗi thức ăn.
DDT không xảy ra tự nhiên nhưng được sản xuất bởi các phản ứng của chloral
(Cl3CCHO) với chlorobenzen (C6H5Cl) trong sự hiện diện của axit sunfuric mà
hoạt động như một chất xúc tác.
1.2.1.2. Heptachlor
Tên hóa học: 1,4,5,6,7,8,8-Heptachloro-3a,4,7,7 một-tetrahydro-4,7-methano1H-indene
Tên trong danh mục hóa chất thế giới (CAS): 76-44-8, công thức phân tử:
C10H5Cl7, khối lượng phân tử: 373,32.
Tính chất: là chất bột màu trắng hoặc nâu.
Điểm nóng chảy: 95-96oC, điểm sôi:135-145 oC ở áp suất1-1,5mm Hg độ hòa
tan trong nước: 0,056mmg/l ở 25 oC.
Heptachlor là một thuốc trừ sâu sử dụng trong sự kiểm soát của mối và nó đã
được sử dụng trong ngành công nghiệp bông.

Hình 1.2: Cấu trúc phân tử heptachlor
1.2.1.3. Dieldrin
Tên trong danh mục hóa chất thế giới (CAS): 60-57-1, công thức phân tử:
C12H8Cl60 , khối lượng phân tử: 380,91.
Điểm nóng chảy: 176-1770C , điểm sôi: 3830C.
Dieldrin thuốc trừ sâu phổ biến cho các loại cây trồng như ngô và bông. Nó
liên kết chặt chẽ đất và từ từ bốc hơi trong không khí. Dieldrin được lưu trữ trong
chất béo của cơ thể và rời khỏi cơ thể rất chậm. Bởi vì các mối quan tâm về thiệt hại

K35 – Khoa Hóa học

7

Trường ĐHSP Hà Nội 2


Khóa luận tốt nghiệp

Phạm Thị Bích Ngọc

cho môi trường và tác hại tiềm tàng đối với sức khỏe con người. Cơ quan bảo vệ
môi trường Environmental Protection Agency (EPA) cấm tất cả các sử dụng
dieldrin trong năm 1974 ngoại trừ mối kiểm soát. Năm 1987, EPA đã cấm tất cả các
sử dụng.

Hình 1.3: Cấu trúc phân tử deldrin
1.2.1.4. Chlorophenols
Chlorophenols là các hợp chất hữu cơ tổng hợp có properties, chúng diệt nấm
và diệt khuẩn nó chủ yếu được sử dụng để bảo quản gỗ lâu dài, bảo vệ gỗ ngắn hạn
để kiểm soát nhựa vết bẩn và nấm mốc trên chỗ mới cắt gỗ. Hai trong số các thành
viên chính của gia đình này được sử dụng để bảo quản gỗ là pentachlorophenol
(PCP) và tetrachlorophenol (TCP) eners.

Hình 1.4: Cấu trúc phân tử chlorophenols.
1.2.1.5. PCBs
PCBs (polychlorinated biphenyls) lần đầu tiên được đưa vào thương mại vào
năm 1929 và trở thành sử dụng rộng rãi trong các máy biến áp điện, mỹ phẩm, sơn
dầu, mực, giấy bản sao carbonless, thuốc trừ sâu và cho Weatherproofing nói chung
và lớp phủ chống cháy gỗ và nhựa.

K35 – Khoa Hóa học

8

Trường ĐHSP Hà Nội 2


Khóa luận tốt nghiệp

Phạm Thị Bích Ngọc

Hình 1.5: Cấu trúc phân tử PCBs
Do PCBs làm suy giảm rất chậm trong môi trường và xây dựng trong chuỗi
thức ăn. Nó đã bị cấm tiếp tục sản xuất ở nhiều quốc gia, có 209 hợp chất PCBs
khác nhau được gọi là congeners. Một congener có thể có từ 1 đến 10 nguyên tử
clo, có thể được đặt tại các vị trí khác nhau trên phân tử PCBs, ortho-PCBs,
congeners của PCBs có một hoặc nhiều chlorines ở vị trí ortho (vị trí 2 hoặc 6).
Không ortho PCBs có thể giả định một cấu tạo (phẳng) hoàn toàn bằng phẳng, gần
giống của dioxin.
Thống kê cho thấy nước ta có tới 13 chất thuộc nhóm hữu cơ khó phân hủy
POP gây ô nhiễm, bảng 1.2.

K35 – Khoa Hóa học

9

Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

Phạm Thị Bích Ngọc

Bảng 1.2: 13 chất thuộc nhóm POP tìm thấy ở nước ta.
STT Tên chất
1

2

3

Công thức

Thuốc diệt cỏ
2,4 D
Aldrin

Chlordane

STT Tên chất
8

9

10

Công thức

Hexachlorobenzene

Mirex

Polychlorinated
biphenyls (PCBs)
Polychlorinated

4

DDT

11

dibenzo-pdioxins

5

6

7

Dieldrin

Endrin

12

13

Toxaphene

Polychlorinated
dibenzo furans

Heptachlor

1.2.2. Đặc điểm hóa học của POP
Các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy – POP là các chất hữu cơ biến đổi
theo từng bậc chịu được tác động của ánh sáng, hóa học và sinh học. Mức độ nguy
hiểm, độc hại của từng chất POP là khác nhau, nhưng đều có một số đặc điểm
chung sau:
- Có độc tính cao

K35 – Khoa Hóa học

10

Trường ĐHSP Hà Nội 2


Khóa luận tốt nghiệp

Phạm Thị Bích Ngọc

- Khó phân hủy, có thể tồn tại nhiều năm thậm chí hàng chục năm trước khi
phân hủy thành dạng ít độc hơn.
- Có thể bay hơi và phát tán đi xa theo không khí hoặc nước.
- Tích lũy trong các mô mỡ động vật.
Các chất hữu cơ bền có khả năng chống phân hủy sinh học, quang hóa hoặc
bằng hóa chất. POP thường là các dẫn xuất halogen, nhất là dẫn xuất của clo. Các

liên kết cacbon-clo rất bền và ổn định đối với thủy phân, phân hủy sinh học và
quang hóa. Dẫn xuất clo – nhân thơm (benzen) vòng còn bền và ổn định hơn. Các
chất POP có độ tan trong nước rất thấp, độ hòa tan trong dầu mỡ cao, dẫn đến xu
hướng của nó vượt qua dễ dàng màng sinh học thấm vào tế bào, tích lũy trong mỡ.
Các chất bảo vệ thực vật thuộc nhóm khó phân hủy nguy hiểm POP điển hình
được ghi trong bảng 1.2 hầu hết là các chất ô nhiễm khó phân hủy ở nước ta có
nguồn gốc từ các hoạt động sản xuất nông nghiệp. Các chất ô nhiễm hữu cơ khó
phân hủy thường là hợp chất dễ bay hơi, phát tán vào không khí, có thể được phân
tán xa nguồn ô nhiễm trên một khoảng cách lớn trong khí quyển. Bay hơi có thể xảy
ra từ bề mặt lá cây và đất sau khi áp dụng các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy
được sử dụng làm thuốc.
Do độ bền hóa cao nên POP có khả năng chống lại các quá trình phân hủy hóa
- lý - sinh, do đó tế bào hay cơ thể nhiễm POP rất khó bài tiết những chất gây ô
nhiễm này, do đó có xu hướng tích lũy trong các sinh vật. Đường ô nhiễm đối với
sinh vật có thể do tiếp xúc, do nước uống, không khí, đặc biệt có thể thông qua
chuỗi dinh dưỡng - thức ăn.
1.2.3. Chính sách của nhà nước
1.2.3.1. Giới thiệu công ước Stockholm về POP
Mục tiêu: bảo vệ sức khỏe con người và môi trường trước các hóa chất tồn tại
lâu dài trong môi trường, phân tán trên phạm vi địa lí rộng và tích lũy trong mỡ của
con người và động vật hoang dã.
Là một công cụ pháp lý quốc tế về quản lí hóa chất và chất thải gây hại.
Có 169 thành viên là các quốc gia hoặc tổ chức kinh tế.
Có hiệu lực từ ngày 17 tháng 4 năm 2004.
K35 – Khoa Hóa học

11

Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

Phạm Thị Bích Ngọc

Việt Nam là thành viên thứ 14 của công ước Stockholm.
 Danh sách POP cần loại bỏ
- Chlordane

- Dieldrin

- Aldrin

- Endrin

- Heptachlor

- Hexachlorbenzene

- Mirex

- Toxaphene

- Polychlorinated Biphenyls (PCBs)
 Hạn chế sử dụng:

DDT

 POP độc hại khó phân hủy
Dioxin

Furan, & PCB & HCB
 Danh sách mở rộng:
Short-chained chlorinated paraffins
Endosulfan
Hexabromocychlododecane
1.2.3.2. Quyết định 184/2006/QĐ- TTg: KHQG về POP
Ban hành Kế hoạch quốc gia thực hiện công ước Stockholm về các chất POP.
Kiểm kê đánh giá ban đầu về hiện trạng các chất POP và công tác quản lí chất POP
tại Việt Nam.
Xác định 15 Đề án, tương ứng với 15 lĩnh vực ưu tiên liên quan đến quản lí
an toàn các chất POP tại Việt Nam.
15 đề án – lĩnh vực ưu tiên
1. Đề án hoàn thiện cơ chế, chính sách, pháp luật về quản lý an toàn các chất
ô nhiễm hữu cơ khó phân huỷ (Bộ Tài nguyên và Môi trường chủ trì);
2. Đề án quản lý an toàn, tiêu huỷ và loại bỏ thuốc bảo vệ thực vật dạng các
chất ô nhiễm hữu cơ khó phân huỷ tồn lưu (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
chủ trì);

K35 – Khoa Hóa học

12

Trường ĐHSP Hà Nội 2


Khóa luận tốt nghiệp

Phạm Thị Bích Ngọc

3. Đề án xử lý triệt để các khu vực bị ô nhiễm Dioxin từ các chất độc hoá học

do Mỹ sử dụng trong chiến tranh Việt Nam (Bộ Quốc phòng chủ trì);
4. Đề án quản lý chất thải y tế để giảm thiểu lượng phát thải các chất ô nhiễm
hữu cơ khó phân hủy và một số chất độc hại khác (Bộ Y tế chủ trì);
5. Đề án xử lý triệt để các khu vực bị ô nhiễm môi trường do các chất ô
nhiễm hữu cơ khó phân huỷ là thuốc bảo vệ thực vật và PCB gây ra (Bộ Tài nguyên
và Môi trường chủ trì);
6. Đề án quản lý an toàn hoá chất, loại bỏ sử dụng và tiêu huỷ đối với PCB,
các sản phẩm chứa PCB trong ngành điện và các sản phẩm công nghiệp (Bộ Công
nghiệp chủ trì);
7. Đề án xây dựng, phát triển năng lực kỹ thuật cho các cơ sở quan trắc và
phân tích kết quả quan trắc các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân huỷ; thiết lập mạng
lưới phòng thí nghiệm đạt tiêu chuẩn để phân tích, đánh giá mức độ ô nhiễm và tác
động xấu của các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân huỷ đối với sức khỏe con người, đa
dạng sinh học và môi trường (Bộ Tài nguyên và Môi trường chủ trì);
8. Đề án khuyến khích, hỗ trợ việc áp dụng các công nghệ tiên tiến, hiện đại,
công nghệ sạch, thân thiện với môi trường, kinh nghiệm bảo vệ môi trường tốt nhất
hiện có để giảm thiểu và loại trừ phát thải các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân huỷ
hình thành không chủ định do các hoạt động sản xuất công nghiệp, sinh hoạt và xử
lý chất thải gây ra (Bộ Công nghiệp chủ trì);
9. Đề án điều tra và nghiên cứu tác động xấu của môi trường bị ô nhiễm do
các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân huỷ đối với sức khỏe cộng đồng (Bộ Y tế chủ trì);
10. Đề án tuyên truyền, giáo dục, nâng cao nhận thức về tác hại của các chất
ô nhiễm hữu cơ khó phân huỷ (Bộ Tài nguyên và Môi trường chủ trì);
11. Đề án tăng cường nguồn lực hỗ trợ kỹ thuật và tài chính cho các hoạt
động triển khai thực hiện Công ước Stockholm về các chất ô nhiễm hữu cơ khó
phân huỷ tại Việt Nam (Bộ Kế hoạch và Đầu tư chủ trì);
12. Đề án nâng cao năng lực quản lý, kiểm soát việc sản xuất, xuất khẩu,
nhập khẩu, sử dụng, lưu giữ, vận chuyển các hóa chất đã bị cấm sử dụng tại Việt
Nam (Bộ Thương mại chủ trì);
K35 – Khoa Hóa học

13

Trường ĐHSP Hà Nội 2


Khóa luận tốt nghiệp

Phạm Thị Bích Ngọc

13. Đề án nghiên cứu, xây dựng hệ thống các tiêu chuẩn phát thải, tiêu chuẩn
công nghệ liên quan đến các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân huỷ đáp ứng yêu cầu
phát triển và hội nhập (Bộ Khoa học và Công nghệ chủ trì);
14. Đề án xây dựng hệ thống thông tin quốc gia về các chất ô nhiễm hữu cơ
khó phân huỷ, tăng cường sự tham gia của các bên có liên quan, cộng đồng dân cư
và mọi người dân trong quản lý an toàn đối với các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân
huỷ (Bộ Tài nguyên và Môi trường chủ trì);
15. Đề án điều tra và đánh giá tình hình quản lý các chất ô nhiễm hữu cơ khó
phân hủy trên phạm vi toàn quốc (Bộ Tài nguyên và Môi trường chủ trì);
1.3. Sự ô nhiễm POP ở Việt Nam
Những năm gần đây, số lượng và chủng loại thuốc BVTV sử dụng cũng tăng
lên. Theo báo cáo của Cục Bảo Vệ Thực Vật (Bộ Nông Nghiệp và Phát triển Nông
Thôn), nếu như trước năm 1985 khối lượng thuốc BVTV dùng hàng năm khoảng
6500-9000 tấn thì từ năm 1991 đến nay lượng thuốc sử dụng biến động từ 25-38
nghìn tấn.
Việt Nam đã và đang sử dụng khoảng 300 dạng thuốc trừ sâu, 200 loại thuốc trừ
bệnh, gần 150 loại thuốc trừ cỏ, 6 loại thuốc diệt chuột và 23 loại thuốc kích thích sinh
trưởng cây trồng. Kết quả khảo sát của Viện Nước tưới tiêu và môi trường (Bộ NN &
PTNN), mỗi năm cả nước sử dụng khoảng 200.000-250.000 tấn thuốc BVTV, sản sinh
ra hoảng 7500 tấn vỏ bao nhưng hầu hết chưa được thu gom xử lí, mà xả trực tiếp ra

môi trường. Con số 5000 nghìn người bị nhiễm độc thuốc BVTV chỉ trong năm 2009,
trong đó 138 người tử vong. Theo tài liệu của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn,
có tới 30-60% số mẫu rau được kiểm tra còn dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật quá
mức cho phép. Loại thuốc Pyerthroid được tìm thấy dư lượng trong 70% số mẫu rau ăn
lá được kiểm tra, ngoài ra còn dư lượng Fipronil, Dithiocarbamete, lân hữu cơ và
Carbendazin. Dư lượng 2,4D trong một mẫu cam ở Hà Giang là 0,01-0,1mg/kg; có tới
20% số mẫu nho được kiểm tra có dư lượng vượt quá hàm lượng cho phép; 45,8% mẫu
táo, lê nhập từ Trung Quốc được kiểm tra có dư lượng thuốc bảo quản Carbendazin
(Trịnh Thị Thanh). Theo nghiên cứu của Vũ Đức Thảo và các cộng sự - Trung tâm
công nghệ xử lí môi trường, thuộc Bộ Tư lệnh Hóa học, hàm lượng DDT trong đất tại
K35 – Khoa Hóa học

14

Trường ĐHSP Hà Nội 2


Khóa luận tốt nghiệp

Phạm Thị Bích Ngọc

Hà Nội các năm 1992, 1995, 1998, 2001, và tiếp tục vào năm 2006 (Vũ Đức Toàn
thuộc Khoa Môi trường – Trường Đại học Thủy Lợi) thì cho thấy tại các khu công
nghiệp, trung tâm của Hà Nội và các khu trung tâm của năm huyện ngoại thành, DDT
tổng cũng được tìm thấy và nồng độ của DDT tổng nằm trong khoảng từ nhỏ hơn giới
hạn phát hiện (ND) đến 67,82 ng/g về khối lượng (giá trị trung bình 21,22 ng/g). DDT
từng được sử dụng làm thuốc trừ sâu và diệt muỗi tại Việt Nam với khối lượng lớn
trước khi bị cấm vào năm 1994. Do vậy, nguyên nhân chính của tồn dư DDT trong đất
là kết quả của việc sử dụng chất này từ những thập kỉ trước. Theo kết quả phân tích
năm 1997 của Đặng Đức Nhận và các cộng sự, hàm lượng DDT tổng trong trầm tích

tại các kênh trong khu vực trung tâm và các vùng ngoại ô của Hà Nội vào mùa khô,
nằm trong khoảng từ 7 đến 80 ng/g. Đến năm 2000, nghiên cứu của Đặng Đức Nhận
và các cộng sự tiếp tục xác định được tổng hàm lượng POP trung bình trong các mẫu
bùn ở Hà Nội vào mùa mưa là 583 ng/g và giảm đi một nửa vào mùa khô. Hàm lượng
trung bình DDT của các mẫu bùn lấy từ kênh rạch gần khu bệnh viện Bạch Mai và Đại
La có giá trị 1.300 ng/g hàm lượng DDT chiếm tới 62% tổng hàm lượng POP trung
bình năm 2003. Nước ta có khoảng trên 1.153 khu vực ô nhiễm nặng thuốc bảo vệ thực
vật dạng POP. Phần lớn các điểm ô nhiễm này đều có từ thế kỉ trước, thậm chí trước
1975 trong thời chiến tranh, đây là nơi tập kết, là kho bảo quản lưu cất của địa phương.
Một số điểm do lâu ngày bị xuống cấp, khi bị hư hại, gió bão ngập lụt lâu ngày làm
phát tán thuốc BVTV POP ra xung quanh, vào khu dân cư.
Riêng tỉnh Nghệ An có hàng trăm điểm như kho thuốc bảo vệ thực vật ở xã
Diễn Yên, huyện Diễn Châu, Nghệ An, địa điểm Hòn Trơ là một trong 913 điểm
tồn lưu thuốc BVTV trên địa bàn tỉnh. Tồn tại hàng chục năm nay, kho thuốc đã gây
ra tình trạng ô nhiễm môi trường ảnh hưởng tới đời sống của người dân. Đã có
nhiều người chết vì ung thư, đặc biệt là trong xóm cuối nguồn nước. Nơi đây là
điểm nóng, đưa vào danh mục những điểm được xử lí môi trường đầu tiên cả nước.
Tại Vĩnh Phúc, theo kết quả nghiên cứu thống kê đã công bố, tình trạng dư
lượng thuốc bảo vệ thực vật( BVTV) nói chung và thuốc BVTV khó phân hủy nói
riêng, xảy ra khá phức tạp ở nhiều vùng trong tỉnh. Kết quả phân tích cho thấy: Dư
lượng thuốc BVTV trong đất trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc nói chung đều vượt quá
K35 – Khoa Hóa học

15

Trường ĐHSP Hà Nội 2