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

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------------

Chu Tuấn Linh

ĐIỀU TRA, ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM VÀ ĐỀ XUẤT
PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT DDT
TẠI XÃ ĐỊNH TRUNG, THÀNH PHỐ VĨNH YÊN, TỈNH VĨNH PHÚC
Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trƣờng
Mã số: 60520320

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. Nguyễn Thị Hà
PGS.TS. Đinh Ngọc Tấn

HÀ NỘI - 2016



LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới PGS.TS Nguyễn Thị Hà cùng PGS.TS
Đinh Ngọc Tấn đã tận tình hƣớng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện và
hoàn thành bản luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ lãnh đạo, chỉ huy Viện Hóa học Môi
trƣờng Quân sự/Bộ Tƣ Lệnh Hóa học đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi học tập nghiên
cứu.
Bên cạnh đó, tôi cũng xin chân thành cảm ơn sự quan tâm sâu sắc của tập thể Trạm

Quan trắc Miền Bắc và Phòng Hóa học, Viện Hóa học Môi trƣờng Quân sự đã tạo điều
kiện, trong thời gian tôi làm công tác thực hiện thí nghiệm và hoàn thành luận văn của
mình.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể các thầy, các cô trong Bộ môn
Công nghệ Môi trƣờng, Khoa Môi trƣờng, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia
Hà Nội đã tận tình truyền đạt, trao đổi những kiến thức cho em trong suốt quá trình học
tập tại trƣờng.
Em xin cảm ơn tới Dự án “ Xử lý đất nhiễm hóa chất thuốc bảo vệ thực vật tồn lƣu
tại Lữ đoàn 204 – Binh chủng Pháo binh” đã cho phép em sử dụng số liệu để sử dụng
trong luận văn này.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn động viên, cổ vũ và giúp
đỡ tôi trong suốt quá trình học tập.
Hà Nội, ngày tháng 9 năm 2016

Chu Tuấn Linh


MỤC LỤC
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .......................................................................................6
DANH MỤC BẢNG .......................................................................................................7
DANH MỤC HÌNH.........................................................................................................8
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................9
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN .........................................................................................11
1.1. Hiện trạng ô nhiễm DDT trong môi trƣờng tại Việt Nam ..................................11
1.2. Hiện trạng ô nhiễm DDT khu vực nghiên cứu theo các kết quả điều tra trƣớc ..13
1.3. Giới thiệu chung về DDT ....................................................................................15
1.2.1.Tính chất vật lý ..............................................................................................15
1.2.2. Tính chất hóa học .........................................................................................16
1.2.3. Tác dụng sinh học của DDT: ........................................................................18
1.4. Tổng quan các phƣơng pháp xử lý thuốc BVTV trong đất.................................20

1.4.1. Phương pháp cô lập đất nhiễm thuốc BVTV kết hợp với phân hủy hóa học 20
1.4.2. Phương pháp cô lập lâu dài .........................................................................21
1.4.3. Phương pháp vật lý .......................................................................................21
1.4.4. Phương pháp đốt có xúc tác ...........................Error! Bookmark not defined.
1.4.5. Phương pháp phân hủy sinh học ....................Error! Bookmark not defined.
1.4.6. Phương pháp xử lý DDT sử dụng hệ ôxi hóa Fe-TAML/H2O2Error! Bookmark
not defined.
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUError! Bookmark not
defined.
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu..........................................Error! Bookmark not defined.
2.2. Dụng cụ, thiết bị và hóa chất ...............................Error! Bookmark not defined.
2.2.1. Dụng cụ và thiết bị ..........................................Error! Bookmark not defined.
2.2.2. Hóa chất ..........................................................Error! Bookmark not defined.


2.3. Phƣơng pháp điều tra và khảo sát thực địa .........Error! Bookmark not defined.
2.3.1. Khảo sát về hiện trạng môi trường .................Error! Bookmark not defined.
2.4. Các phƣơng pháp phân tích .................................Error! Bookmark not defined.
2.5. Phƣơng pháp xử lý số liệu và tổng hợp viết báo cáoError!

Bookmark

not

defined.
2.6. Các phƣơng pháp nghiên cứu xử lý DDT trong đất nhiễmError! Bookmark not
defined.
2.6.1. Đồng nhất mẫu................................................Error! Bookmark not defined.
2.6.2. Thực nghiệm phương pháp xử lý DDT bằng cách sử dụng hệ ôxi hóa FeTAML/H2O2 ...............................................................Error! Bookmark not defined.
2.6.3. Phương pháp phân tích DDT..........................Error! Bookmark not defined.

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................Error! Bookmark not defined.
3.1. Một số tính chất cơ bản của mẫu đất nghiên cứu Error! Bookmark not defined.
3.2. Kết quả điều tra, đánh giá hiện trạng ô nhiễm DDT tại khu vực nghiên cứuError!
Bookmark not defined.
3.2.1. Kết quả hiện trạng ô nhiễm DDT môi trường nước tại khu vực nghiên cứu
Error! Bookmark not defined.
3.2.2. Kết quả hiện trạng ô nhiễm DDT môi trường bùn, đất khu vực nghiên cứu
Error! Bookmark not defined.
3.2.3. Phân vùng ô nhiễm DDT ................................Error! Bookmark not defined.
3.3. Kết quả nghiên cứu khả năng phân hủy DDT bằng hệ ôxi hóa Fe-TAML/H2O2
trong phòng thí nghiệm ..............................................Error! Bookmark not defined.
3.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ H2O2 đến sự phân hủy của DDT ..... Error!
Bookmark not defined.
3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Fe-TAML đến sự phân hủy của DDTError!
Bookmark not defined.


3.4. Đề xuất quy trình xử lý nguồn ô nhiễm DDT bằng phƣơng pháp cô lập sử dụng hệ
phản ứng Fe-TAML/H2O2 tuần hoàn nhiều lần ........Error! Bookmark not defined.
3.4.1. Nội dung quy trình xử lý đất nhiễm DDT .......Error! Bookmark not defined.
3.4.2. Đề xuất quá trình thi công xử lý khu vực ô nhiễm DDTError! Bookmark not
defined.
3.4.3. Yêu cầu của hố chôn lấp cô lập và hố xử lý đất nhiễmError! Bookmark not
defined.
KẾT LUẬN ...................................................................Error! Bookmark not defined.
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................22
PHỤ LỤC ......................................................................Error! Bookmark not defined.


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

BVTV

Bảo vệ thực vật

DDT

Diclo Diphenyl Tricloetan

POPs

Các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy

TAML

Tetra Amido Mecrocyclic Ligand

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Kết quả phân tích mẫu khu vực ô nhiễm tại xã Định Trung (năm 2012)
.............................................................................................................................13
Bảng 1.2: Liều lƣợng trung bình gây chết của DDT đối với một số loài động vật18

Bảng 1.3: Dƣ lƣợng DDT trong lƣơng thực, thực phẩm .....................................19
Bảng 2.1. Đặc tính hóa lý dung môi thƣờng đƣợc sử dụng để chiết DDT trong đất
.............................................................................Error! Bookmark not defined.
Bảng 2.2. Danh mục và thời gian lƣu của hỗn hợp chất chuẩn cơ clo ........ Error!
Bookmark not defined.
Bảng 2.3. Sự phụ thuộc giữa nồng độ và số đếm diện tích píc trung bình của DDT
.............................................................................Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.1. Kết quả phân tích các thông số cơ bản và hàm lƣợng chất ô nhiễm trong
mẫu đất nhiễm nặng ............................................Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.2. Thống kê hàm lƣợng DDT trong đất, bùn, nƣớcError! Bookmark not
defined.
Bảng 3.3. Thống kê hàm lƣợng DDT trong môi trƣờng bùn đấtError! Bookmark
not defined.
Bảng 3.4. Thống kê hàm lƣợng DDT tại các điểm nhiễm mức cao ............ Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3.5. Thống kê hàm lƣợng DDT tại các điểm nhiễm mức thấp .......... Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3.6. Tổng hợp khối lƣợng đất nhiễm cần xử lý theo nồng độ DDT .. Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3.7. Ảnh hƣởng của nồng độ H2O2 đến hiệu quả phân hủy DDT trong hệ
phản ứng Fe-TAML/H2O2 ...................................Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.8. Ảnh hƣởng của nồng độ Fe-TAML đến hiệu suất phân hủy DDTError!
Bookmark not defined.


Bảng 3.9. Ảnh hƣởng của độ pH đến hiệu suất phân hủy DDT bằng hệ FeTAML/H2O2 ........................................................Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.10. Tổng hợp khối lƣợng đất và hóa chất xử lýError!

Bookmark

not

defined.
Bảng 3.11 : Các lớp kết cấu hố và thông số kỹ thuật hố xử lýError!
not defined.

Bookmark


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ mặt bằng khu vực nghiên cứu................................................15
Hình 1.2. Cấu tạo của phức Fe -TAML ...........Error! Bookmark not defined.
Hình 2.1: Sơ đồ mạng lấy mẫu đất...................Error! Bookmark not defined.
Hình 2.2. Hệ thống thiết bị thực nghiệm xử lý mẫuError!

Bookmark

not

defined.
Hình 2.3. Sơ đồ chuẩn bị mẫu phân tích ..........Error! Bookmark not defined.
Hình 2.4. Sắc đồ của hỗn hợp chất chuẩn cơ cloError! Bookmark not defined.
Hình 2.5. Đƣờng ngoại chuẩn của DDT ..........Error! Bookmark not defined.
Hình 3.1. Sơ đồ phân vùng ô nhiễm trong đất – bùnError!

Bookmark

not

defined.

Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn hiệu suất phân hủy DDT ở các điều kiện tỷ lệ nồng độ
H2O2/Fe-TAML khác nhau ..............................Error! Bookmark not defined.
Hình 3.3. Ảnh hƣởng của nồng độ Fe-TAML đến hiệu suất phân hủy DDT
..........................................................................Error! Bookmark not defined.
Hình 3.4. Ảnh hƣởng của pH đến hiệu suất phân hủy DDT bằng hệ tác nhân FeTAML/H2O2 .....................................................Error! Bookmark not defined.
Hình 3.5. Sơ đồ quy trình xử lý đất nhiễm ......Error! Bookmark not defined.
Hình 3.6. Sơ đồ công nghệ hố xử lý đất nhiễmError! Bookmark not defined.


MỞ ĐẦU
Thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) có vai trò rất quan trọng trong phòng trừ và bảo
vệ cây trồng trƣớc sâu bệnh, côn trùng, nấm và các dịch hại gây bệnh khác. Ngoài ra, một
số sản phẩm đƣợc sử dụng để phòng chống mối, mọt, bảo vệ quân trang, quân dụng và
phòng chống bệnh tật ở ngƣời (sốt rét).
Trong những năm 1960 - 1990, do sự hiểu biết về thuốc BVTV còn hạn chế, chỉ coi
trọng mặt tích cực của các loại hóa chất này là bảo quản, phòng trừ bệnh tật và dịch hại
nên công tác quản lý, giám sát trong hoạt động sản xuất, vận chuyển, phân phối còn lỏng
lẻo dẫn đến một lƣợng lớn các thuốc BVTV bị thất thoát, đổ vỡ hoặc bị chôn vùi trong
lòng đất gây nên hậu quả về ô nhiễm môi trƣờng rất nghiêm trọng.
Một trong những thuốc BVTV phổ biến nhất là Diclo Diphenyl Tricloetan (DDT).
DDT là một dạng hợp chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (Persistant organic pollutantsPOPs) từng đƣợc sản xuất phục vụ cho các mục đích diệt trừ sâu hại thực vật, diệt côn
trùng, diệt các vectơ truyền bệnh trong y tế và bảo vệ các công trình xây dựng… DDT rất
khó bị phân hủy trong môi trƣờng, khi xâm nhập vào cơ thể chúng rất chậm bị đào thải và
tích lũy trong các mô tế bào gây ra nhiều chứng bệnh nguy hiểm.
DDT sau đó đã đƣợc cấm sử dụng trong hoạt động sản xuất nông nghiệp trên toàn
thế giới theo Công ƣớc Stockholm, nhƣng về một mặt nào đó, ngƣời ta vẫn tiếp tục tranh
cãi về việc sử dụng DDT trong kiểm soát vector gây bệnh.
Tại Việt Nam hiện nay, một lƣợng lớn DDT vẫn còn tồn lƣu trong các kho thuốc
bảo vệ thực vật, vật tƣ y tế và một số ngành khác. Đặc biệt, do thời gian quá lâu các kho
chứa đã bị đổ nát và việc quản lý thiếu chặt chẽ từ thời điểm ban đầu, nên các loại thuốc

trừ sâu nói chung và DDT nói riêng đã bị phân tán ra những khu vực rộng lớn và lẫn vào
đất tạo nên những khu vực ô nhiễm nguy hiểm, hàng ngày, hàng giờ đe dọa, gây hại cho
cộng đồng dân cƣ. Một trong các trƣờng hợp đó là khu vực xã Định Trung, thành phố
Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc. Tại đây, trong khu vực dân cƣ, DDT tại các nhà kho cũ đã gây
ô nhiễm tới môi trƣờng đất và các hoạt động sinh hoạt của ngƣời dân xung quanh khu


vực bị ô nhiễm DDT. Do đó, việc nghiên cứu xử lý ô nhiễm DDT là cần thiết và có ý
nghĩa thực tiễn đối với công tác bảo vệ môi trƣờng và cuộc sống con ngƣời.
Nhằm xử lý thuốc BVTV clo hữu cơ, Bộ Khoa Học Công nghệ và Môi trƣờng đã có
hƣớng dẫn theo quyết định số 1972/1999/QĐ-BKHCNMT ngày 10/11/1999 để xử lý
bằng các phƣơng pháp phân hủy bằng vi sinh vật, phân hủy bằng kiềm đặc nóng, hoặc
tiêu hủy nhiệt . Tuy nhiên, các phƣơng pháp đó vẫn còn bất cập trong việc xử lý DDT tại
khu vƣc ô nhiễm xã Định Trung, thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc do hiệu quả xử lý
bằng vi sinh hoặc kiềm nóng đối với DDT là rất thấp, lƣợng thuốc DDT và đất nhiễm lại
quá lớn không thể áp dụng phƣơng pháp tiêu hủy nhiệt [3].
Khu vực ô nhiễm tại xã Định Trung hiện nay trên địa điểm mà trƣớc đây là khu
vực kho thuốc trừ sâu, kho hoá chất nhằm phục vụ muc đích quân sự. Trong thời gian
chiến tranh chống Mỹ, khu vực kho đã bị bom Mỹ đánh phá, các hóa chất và thuốc
BVTV (đặc biệt là DDT) bị phát tán ra môi trƣờng xung quanh gây ô nhiễm môi trƣờng
rất nghiêm trọng ảnh hƣởng đến đời sống và hoạt động của ngƣời dân.
Do đó luận văn “Điều tra, đánh giá mức độ ô nhiễm và đề xuất phương pháp xử
lý thuốc bảo vệ thực vật DDT tại xã Định Trung, thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh
Phúc” đƣợc xây dựng là rất cấp thiết.
Mục tiêu nghiên cứu: Góp phần đƣa ra phƣơng pháp xử lý ô nhiễm do tồn lƣu
DDT tại xã Định Trung, đem lại môi trƣờng sống trong lành cho cộng đồng dân cƣ xung
quanh.
Nội dung nghiên cứu:
-

Khảo sát, phân tích DDT trong khu vực nhiễm tại xã Định Trung, thành phố

Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc từ đó đƣa ra các đánh giá về mức độ ô nhiễm và phân vùng ô
nhiễm DDT tại khu vực.
-

Đề xuất mô hình xử lý DDT tại khu vực nhiễm và khảo sát hiệu quả việc sử

dụng hệ xúc tác ôxi hóa Fe-TAML/H2O2 trong xử lý ô nhiễm DDT.


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
I.

1.1. Hiện trạng ô nhiễm DDT trong môi trƣờng tại Việt Nam

Ở Việt Nam,thuốc BVTV bắt đầu đƣợc sử dụng vào những năm cuối thập kỷ 50
của Thế kỷ XX. Ở thời kỳ này chỉ có một số ít loại thuốc nhƣ DDT, parathion - metyl,
polyclorcamphen. Việc sử dụng thuốc BVTV ở Việt Nam trong thời kỳ đầu chƣa bộc lộ
những vấn đề liên quan đến môi trƣờng. Chủng loại, số lƣợng đƣợc sử dụng chƣa nhiều,
chƣa phổ biến. Mặt khác, thời kỳ này cũng là thời kỳ mà sản xuất nông nghiệp theo
phƣơng thức hợp tác xã. Mọi vật tƣ phục vụ cho sản xuất trong đó có thuốc BVTV đều
đƣợc cung ứng theo cơ chế phân phối đến tổ, đội sản xuất. Hình thức này đƣợc thực hiện
tới những năm 80 của thế kỷ này, khi hình thức "khoán 10" đƣợc áp dụng [11].
Thời kỳ thuốc BVTV đƣợc quản lý tập trung, không phân tán cho từng hộ nông
dân, việc sử dụng là do tập thể (ban lãnh đạo xã) quyết định và tổ chức, nên tình trạng
lạm dụng thuốc đã không xảy ra. Nguy cơ gây ô nhiễm môi trƣờng do sử dụng, bảo quản,
lƣu thông phân phối không xuất hiện, mặc dù phần lớn các loại thuốc BVTV đƣợc sử
dụng trong thời kỳ này đều thuộc thế hệ cũ, có khả năng tồn lƣu lâu trong môi trƣờng.
Do vai trò không thể thiếu trong nông nghiệp mà những thập kỷ qua, nhất là hiện

nay nhờ tiến bộ khoa học và kỹ thuật hóa chất DDT đƣợc sản xuất và sử dụng ngày càng
rộng rãi với mức độ tăng cƣờng nhằm mục đích tăng năng suất cây trồng và sản lƣợng
lƣơng thực thực phẩm nói chung. Mặt trái của hóa chất DDT lại có những tác động bất
lợi, gây huỷ hoại và tổn thƣơng nhiều giống loài động vật, thực vật hữu ích trong chuỗi
lƣơng thực, thực phẩm cũng nhƣ những loại côn trùng tác nhân thụ phấn cho cây trồng.
Lƣợng thuốc trừ sâu, diệt cỏ dƣ thừa tồn lƣu trong đất, nƣớc, không khí hấp thụ tự nhiên
vào nông sản, ảnh hƣởng nguy hiểm tới sức khỏe và môi trƣờng.
Hiện nay, tuy có quy định khá chặt chẽ bằng pháp luật của chính phủ song số
lƣợng chủng loại thuốc BVTV đƣợc nhập hợp pháp và bất hợp pháp đƣợc sang chai,
đóng gói và dán nhãn với nhiều tên, nhãn hiệu khác nhau rất khó kiểm soát. Nhiều loại
thuốc BVTV nguy hiểm bị cấm hoặc hạn chế sử dụng thuộc nhóm POP nhƣ Monitor,
DDT, … có lúc, có nơi vẫn còn đƣợc lƣu hành đã gây ra những rủi ro và để lại những hậu


quả di chứng đáng tiếc. Đồng thời những việc làm thiếu ý thức trong đóng gói, sang chai
bảo quản thuốc bảo vệ thực vật không hợp lý, vứt bỏ các chai lọ, bao bì, cọ rửa các dụng
cụ làm việc hoặc bán lại nhƣ đồ đồng nát dẫn tới ô nhiễm nƣớc mặt thuỷ vực, thuỷ lộ,
nƣớc ngầm và đất trồng, tác hại tới sức khỏe và môi trƣờng.
Đối với nƣớc ta vấn đề ô nhiễm môi trƣờng liên quan đến hoá chất BVTV đã và
đang đƣợc các cơ quan quản lý nhà nƣớc đặc biệt quan tâm. Tại Nghệ An, Thanh Hóa có
lƣợng tồn lƣu và mức ô nhiễm hoá chất BVTV (POPs) trong đất lớn nhất với số lƣợng
hàng chục nghìn m3. Trên thực tế, con số này còn lớn hơn nhiều. Theo Cục Bảo vệ thực
vật - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn hiện tại, phần lớn kho chứa hoá chất BVTV
nằm ở những vùng nông thôn, miền núi, vùng sâu, vùng xa. Không ít kho nằm xen kẽ
trong các khu dân cƣ nhƣ kho thuốc làng Ải (Tuyên Quang), kho Giao Tiến- Giao Thủy
(Nam Định),... Theo Sở Tài nguyên và Môi trƣờng tỉnh Hà Tĩnh, trong số những điểm tồn
lƣu thuốc BVTV, chỉ một lƣợng nhỏ đƣợc đảm bảo an toàn cho môi trƣờng và cộng
đồng, còn lại chủ yếu trên các nền kho cũ đã hỏng bốc mùi nồng nặc, thậm chí có nơi đã
nhiễm vào đất, nguồn nƣớc trong khu dân cƣ một số khu vực nhƣ Vĩnh Lộc (Can Lộc),
Thạch Lƣu (Thạch Hà)... trong đó chủ yếu là hoá chất BVTV clo hữu cơ (thuốc trừ sâu

DDT và hexacloran), thuốc BVTV dạng hữu cơ photpho (metyl parathion) [8].
Chỉ trong năm 2009 đã có khoảng 5000 ngƣời bị nhiễm độc thuốc BVTV, trong
đó 138 ngƣời tử vong, chƣa kể số ngƣời bị mắc bệnh ung thƣ, bệnh lao phổi, bệnh về
đƣờng hô hấp,... và hàng năm vẫn không ngừng tăng lên do nhiễm độc hoá chất BVTV
tồn dƣ. Bên cạnh đó, việc tiếp xúc quá lâu và liên tục với môi trƣờng độc hại cũng là một
trong những nguyên nhân dẫn đến số ngƣời mắc các chứng bệnh do nhiễm độc tăng cao .
Theo Quyết định số 1946/QĐ-TTg của Thủ tƣớng Chính phủ về việc xử lý triệt để
và phòng ngừa ô nhiễm môi trƣờng do thuốc BVTV tồn lƣu trên phạm vi cả nƣớc và và
Quyết định số 64/2003/QĐ-TTg của Thủ tƣớng Chính phủ về việc phê duyệt “Kế hoạch
xử lý triệt để các cơ sở gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng” thì từ năm 2010 đến năm
2015, tập trung xử lý, cải tạo và phục hồi môi trƣờng tại 240 điểm tồn lƣu gây ô nhiễm
môi trƣờng nghiêm trọng và đặc biệt nghiêm trọng. Từ năm 2016-2025, tiếp tục điều tra,
xử lý, cải tạo và phục hồi môi trƣờng tại 95 điểm tồn lƣu còn lại.


II.

1.2. Hiện trạng ô nhiễm DDT khu vực nghiên cứu theo các kết
quả điều tra trƣớc

Khu vực ô nhiễm tại xã Định Trung hiện nay nằm trên địa điểm mà trƣớc đây là
khu vực kho thuốc trừ sâu, kho hoá chất. Trong thời gian chiến tranh chống Mỹ, khu vực
kho đã bị bom Mỹ đánh phá, các hóa chất, thuốc BVTV tồn lƣu phát tán ra môi trƣờng
xung quanh gây ô nhiễm môi trƣờng rất nghiêm trọng, gây ảnh hƣởng xấu đến đời sống
và hoạt động của ngƣời dân.
Tại một số vị trí mỗi khi trời mƣa hoặc khi trời nắng lên, vẫn thấy mùi hoá chất
BVTV bốc lên rất khó chịu, làm ảnh hƣởng tới sức khoẻ của ngƣời dân trong quá trình
sinh hoạt.
Năm 2012, khu vực ô nhiễm thuốc BVTV tại xã Định Trung đã đƣợc tiến hành
khảo sát lấy mẫu phân tích, kết quả phân tích đã xác định đƣợc trong khuôn viên khu vực

nghiên cứu còn tồn lƣu các điểm ô nhiễm với dƣ lƣợng thuốc BVTV (chủ yếu là DDT,
chiếm 80% ) trong đất cao hơn giới hạn cho phép theo QCVN 15:2008/BTNMT nhiều
lần, các điểm ô nhiễm này tập trung ở khu vực cạnh bãi đất trƣớc là kho chứa thuốc
BVTV và một số điểm lân cận. Đây là điểm tồn lƣu thuốc BVTV có khả năng tiềm ẩn
nguy cơ gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng.

Bảng 1.1. Kết quả phân tích mẫu khu vực ô nhiễm tại xã Định Trung (năm 2012)
Tên
TT

hoạt chất
(công thức

Kết quả phân tích

Đơn
vị

M1

M2

M3

M4

QCVN 15:
M5

2008/BTNMT

hóa học)
1

DDT
(C14H9Cl5)

mg/kg 11.650,2 9.134,6 8.347,8 5870,6
M6

2

DDT
(C14H9Cl5)

M7

mg/kg 10.112,5 1.114,7

467,8

M8

M9

M10

4,90

13,7

11,6

0,01

0,01
Nguồn: [3]

Số liệu kết quả phân tích ở bảng trên cho thấy điểm nhiễm cao nhất là 11.650,2
mg/kg. So sánh với tiêu chuẩn cho phép QCVN 15:2008/BTNMT là 0,01 mg/kg thì mẫu
tại đây có hàm lƣợng vƣợt tiêu chuẩn cho phép là 1.165.002 lần và điểm nhiễm thấp nhất
là 4,90 mg/kg thì mẫu tại đây có hàm lƣợng vƣợt tiêu chuẩn cho phép là 490 lần.
Trên cơ sở khảo sát, kết quả phân tích, cần phải xây dựng phƣơng án để thu gom
và xử lý triệt để đất nhiễm. Trong khi chƣa tiến hành giải pháp xử lý, cần thiết khoanh
vùng các khu nhiễm đã đƣợc phát hiện nhằm hạn chế khả năng phơi nhiễm đối với ngƣời
dân.


Hình 1.1. Sơ đồ mặt bằng khu vực nghiên cứu

III.

1.3. Giới thiệu chung về DDT

DDT [ 1,1,1-trichloro-2,2-bis-(p-chlorophenyl)ethane] đã đƣợc tổng hợp vào năm
1874, nhƣng mãi đến 1930, Bác sĩ Paul Muller (Thụy Sĩ ) mới xác nhận DDT là một hóa
chất hữu hiệu trong việc trừ sâu rầy và từ đó DDT đƣợc xem nhƣ là một thần dƣợc và
không biết có ảnh hƣởng nguy hại đến con ngƣời. Khám phá trên mang lại cho ông giải
Nobel về y khoa năm 1948 và DDT đã đƣợc sử dụng rộng rãi khắp thế giới cho việc khử

trùng và kiểm soát mầm mống gây bệnh sốt rét. Nhƣng chỉ hai thập niên sau đó, một số
chuyên gia thế giới đã khám phá ra tác hại của DDT trên môi trƣờng và sức khỏe con
ngƣời [3].

I.

1.2.1.Tính chất vật lý

DDT là chất bột vô định hình màu trắng, có mùi thơm
Nhiệt độ nóng chảy: 108,5-1090C
Nhiệt hóa hơi: 185-1870C tại 7 Pa
Khối lượng riêng: 1,55 g/cm3
Khối lượng phân tử: M = 345,5 đvC


Độ tan: 0,31.10-2 – 0,34.10-2 mg/l ở 250C
DDT ít tan trong nƣớc nhƣng tan tốt trong các dung môi hữu cơ nhƣ: etanol,
etylene, aceton,... hydrocacbon thơm, dẫn xuất halagen, xeton, este, axit cacboxylic...Tan
kém trong các dung môi hydrocacbon mạch thẳng và mạch vòng no.

II.

1.2.2. Tính chất hóa học

Công thức phân tử: C14H9Cl5
Công thức cấu tạo như sau:
Cl
Cl

C

Cl

C

Cl

Cl

H

DDT là tổng hợp của 3 dạng là p,p’-DDT (4,4-DDT) chiếm 85%; o,p’-DDT (2,4DDT) chiếm 15%, và o,o’-DDT (2,2-DDT) chỉ là lƣợng vết [7]. Tất cả 3 chất trên đều là
chất bột vô định hình, song chỉ có p,p’-DDT là có tác dụng diệt trừ sâu bệnh.

H

H
Cl
Cl

C
Cl

C Cl
Cl

Cl

C
Cl

Cl

C Cl
Cl

o,p’-DDT
p,p’-DDT
DDT cũng có thể chứa DDE (1,1-dichloro-2,2-bis(p-chlorophenyl)etylen) và DDD
(1,1-dichloro-2,2-bis(p-chlorophenyl)etan) là những chất nhiễm bẩn trong quá trình sản
xuất. DDE và DDD cũng là những chất có hoạt tinh sinh học cao, DDD cũng có thể đƣợc
sử dụng để diệt trừ sâu hại, nhƣng hiệu quả kém hơn nhiều so với DDT
Danh pháp:


Tên hóa học: Dichloro-Diphenyl-Trichloroetan hay 1,1,1-trichloro-2,2-bis(pchlorophenyl)etan
Tên thƣơng mại: Intox, Esxit, Diclophan, Neocid...
Tên thƣờng gọi: DDT
- DDT có thể cháy trong không khí sinh ra khí cay mắt và độc.
- DDT có thể tác dụng với chất ôxi hóa mạnh và các chất kiềm, đặc biệt có thể bị
khử mạnh bởi Fe
- DDT bền dƣới tác dụng của nhiệt độ, khi duy trì ở 1000C trong vài giờ DDT
cũng không bị phân hủy.
- DDT tác dụng tiếp xúc và vị độc, thuộc nhóm độc II, LD50 per os: 113-118
mg/kg, LD50 dermal: 2150 mg/kg
- Trong môi trƣờng, ở điều kiện thƣờng, DDT rất bền vững, tồn tại trong đất từ 1215 năm và bị phân hủy thành DDD, DDE. Tốc độ phân hủy chịu ảnh hƣởng nhiều của
nhiệt độ. Nhiệt độ càng cao thì tốc độ phân hủy càng nhanh. Sự phân hủy DDT trong đất
có thể mô tả theo sơ đồ sau:
R

R

CH

C CCl2
R

R

R

CH

CCl3

R

(DDT)

R

CH

CHCl2

R

Điều chế
Trong công nghiệp DDT đƣợc điều chế theo phản ứng sau[11]:

COOH


Cl
Cl
Cl

Cl

C

+ Cl3CCHO

2

C

H+

Cl

C

Cl + H2O

H

III.

1.2.3. Tác dụng sinh học của DDT:

DDT đƣợc dùng để diệt sâu bông, đậu, lúa. DDT có khả năng duy trì hoạt tính
sinh học trong vài tháng. Ngoài ra nó còn có tác dụng diệt bọ gậy, muỗi. Tuy nhiên, thực
tế nó không có tác dụng với ve cây và châu chấu. Loại hợp chất này rất bền trong cơ thể
sống, trong môi trƣờng và các sản phẩm động thực vật .
DDT tác động vào hệ thần kinh của côn trùng. Điều đáng nói là hệ thần kinh của
côn trùng và động vật có vú về cơ bản là giống nhau, khiến cho con ngƣời rất dễ bị tác
động bởi các chất hoá học có nguy cơ gây chết ngƣời này. DDT tác động chủ yếu vào các
tế bào thần kinh riêng lẻ và can thiệp vào quá trình truyền tin theo suốt chiều dài của hệ
thần kinh. HCBVTV clo hữu cơ thƣờng có khả năng chống lại sự thoái hoá, do đó chúng
có thể tồn tại lâu dài trong môi trƣờng. DDT là hợp chất hữu cơ khó phân hủy, tích lũy
trong cơ thể sinh vật qua chuỗi thức ăn, chúng thâm nhập vào cơ thể các loại chim theo
hệ thống nƣớc, thực vật phù du, động vật phù du, tôm cá nhỏ… Vì thế, có thể thấy những
tác động nguy hại của chúng ở những mắt xích cao nhất của chuỗi thức ăn, nhƣ các loài
chim săn mồi hay con ngƣời.
DDT có tính độc hại với nhiều động vật và liều lƣợng trung bình gây chết đối với
các loài động vật đƣợc nêu trong bảng 1.1 dƣới đây :
Bảng 1.2: Liều lƣợng trung bình gây chết của DDT đối với một số loài động vật
Loài
Chuột
Chó
Lợn

Liều lƣợng trung bình gây chết (mg/kg)
150 – 250
150 – 300
300 – 500


Thỏ

Khỉ
Bò
Cừu
Dê
Con ngƣời

300 – 500
> 200
> 300
1000
1000
Khoảng 500
Nguồn:[15]

Con ngƣời tiếp nhiễm DDT theo nhiều cách khác nhau: trực tiếp và gián tiếp. Về
trực tiếp, trong thời gian phun xịt thuốc, con ngƣời có thể bị nhiễm qua phổi hoặc qua da.
Về gián tiếp, khi con ngƣời ăn các thực phẩm nhƣ ngũ cốc, rau đậu…đã bị nhiễm DDT,
cũng nhƣ tôm cá sống trong vùng bị ô nhiễm, DDT sẽ đi vào cơ thể qua đƣờng tiêu hóa,
hấp thụ nhanh qua thành ruột vào máu, rồi tích lũy theo thời gian trong các mô gan, mô
mỡ và một số tế bào khác. Sau thời gian bị nhiễm, cơ thể có những biểu hiện tổn thƣơng
mãn tính, suy thoái chức năng của hệ thần kinh trung ƣơng, chứng viêm da và chứng co
giật. Nhiễm DDT có ảnh hƣởng không tốt tới sự phát triển của bào thai, có thể gây rối
loạn cho quá trình phân bào và hiện tƣợng quái thai. Đặc biệt, DDT còn đƣợc biết đến là
tác nhân gây ung thƣ, làm rối loạn hệ thống nội tiết, rối loạn hệ enzim.
Các bộ phận trong cơ thể con ngƣời nhƣ gan, mỡ… có thể tích trữ lƣợng DDT
nhiều hơn lƣợng làm chết ngƣời đến mấy lần (LD50 300-500 mg/kg) [1]. Do đó, nếu
dùng DDT với liều lƣợng thấp và dài ngày cũng có thể gây ngộ độc và tử vong. Liều
lƣợng này rất gần với dƣ lƣợng DDT còn lại trong lƣơng thực, thực phẩm đã đƣợc phun
DDT 5,5%, điều này đƣợc thể hiện ở bảng 1.2
Bảng 1.3: Dƣ lƣợng DDT trong lƣơng thực, thực phẩm

Thực phẩm có phun DDT 5,5%

Dƣ lƣợng DDT (mg/kg)

Táo

0,5 – 1

Rau xanh

0 – 14,8

Ngũ cốc

0,7 – 0.8

Su hào, cải bắp, cà chua, khoai tây, hành lá

3,6

Nguồn : [15]
Do tính độc hại đối với sức khỏe con ngƣời và bền vững trong môi trƣờng, nên từ
năm 1974 DDT đã bị cấm sử dụng và sản xuất ở nhiều nƣớc trên thế giới, nhƣng hàng


năm vẫn có một số lƣợng lớn DDT đƣợc sử dụng và phát thải vào môi trƣờng nhất là ở
những nƣớc đang phát triển do DDT có khả năng chống muỗi sốt rét rất hiệu quả và chi
phí tƣơng đối thấp. Vì vậy hậu quả của DDT gây ra đối với con ngƣời và môi trƣờng sẽ
còn dai dẳng và còn nhiều vấn đề phức tạp mà con ngƣời cần giải quyết.

1.4. Tổng quan các phƣơng pháp xử lý thuốc BVTV trong đất

IV.
IV.

1.4.1. Phƣơng pháp cô lập đất nhiễm thuốc BVTV kết hợp với phân

hủy hóa học
Phƣơng pháp này phù hợp áp dụng đối với khu vực ô nhiễm trung bình ở phạm
vi lớn và chƣa có phƣơng án xử lý triệt để [11].
Bản chất của phƣơng pháp này là sử dụng các loại vật liệu có độ chống thấm cao,
bền với các tác động của môi trƣờng khu vực để ngăn chặn sự lan tỏa của chất gây ô
nhiễm ra môi trƣờng xung quanh (vật liệu hấp phụ bentonite) đồng thời bổ sung các hóa
chất thích hợp để phân hủy hoá chất BVTV và đất nhiễm đã cách ly. Tác nhân hóa học sử
dụng để phân hủy hoá chất BVTV nhóm clo hữu cơ là bazơ hữu cơ mà cụ thể là hỗn hợp
alcolat của MEA và EEG. Bằng các phản ứng hóa học, các hóa chất xử lý sẽ dần dần thay
thế các nguyên tử clo trong phân tử hoá chất BVTV để tạo ra các chất ít độc hơn, kém
bền vững và dễ phân hủy trong các hố chôn lấp. Đối với các loại hoá chất BVTV họ lân
hữu cơ, carbamat và thuốc diệt chuột, hóa chất xử lý là bazơ vô cơ để phân hủy dựa trên
cơ chế thủy phân.
- Ƣu điểm: Nâng cao tính an toàn của khu đất nhiễm, rút ngắn thời gian theo dõi
kiểm soát, sớm giải phóng khu đất nhiễm để sử dụng vào mục đích khác. Trong công
nghệ này, các phản ứng hóa học quá trình phân hủy hoá chất BVTV xảy ra trong điều
kiện kín hoàn toàn nên mùi thuốc BVTV không phát tán ra môi trƣờng không khí xung
quanh, đồng thời, nƣớc rò rỉ chứa chất ô nhiễm không thẩm thấu, lan tỏa vào các lớp đất
sâu hay tầng chứa nƣớc ngầm.
- Nhƣợc điểm: Thời gian phân hủy đất nhiễm hoá chất BVTV sau khi mang đi
chôn lấp là rất lâu.

Phƣơng pháp này đã đƣợc ứng dụng tại một số địa điểm có đất nhiễm hoá chất BVTV
tại Nghệ An nhƣ: Mậu 2, Kim Liên, Nam Đàn; Nghi Mỹ, Nghi Lộc...

1.4.2. Phƣơng pháp cô lập lâu dài

V.

Bản chất phƣơng pháp này là cô lập hóa khu đất nhiễm bằng các vật liệu giống
nhƣ phƣơng pháp cô lập đất nhiễm kết hợp với phân hủy hóa học để ngăn chặn sự lan tỏa
của chất gây ô nhiễm [11].
Đặc điểm khác với phƣơng pháp trên là không sử dụng hóa chất để phân hủy
thuốc BVTV.
-

Ƣu điểm: Chi phí thấp vì không phải sử dụng hóa chất phân hủy đất nhiễm.

-

Nhƣợc điểm: Đòi hỏi phải có mặt bằng để sử dụng, ảnh hƣởng đến quy

hoạch. Khu đất sẽ bị cô lập gần nhƣ vĩnh viễn, không thể giải phóng để sử dụng cho các
mục đích khác vì thời gian để hoá chất BVTV tự phân hủy trong điều kiện tự nhiên kéo
dài đến hàng chục năm.

VI.

1.4.3. Phƣơng pháp vật lý

Phương pháp Ozon hóa kết hợp với chiếu tia UV
Ozon hóa kết hợp với chiếu tia cực tím (UV) là phƣơng pháp phân hủy các chất

thải hữu cơ trong dung dịch hoặc dung môi.
Có 3 phƣơng pháp Ozon hóa kết hợp với chiếu tia UV thƣờng dùng. Kĩ thuật này
thƣờng áp dụng để xử lý ô nhiễm thuốc trừ sâu ở Mỹ. Phản ứng hóa học của quá trình
phân hủy chất độc là:
Chiếu UV
Thuốc trừ sâu, diệt cỏ + O3

CO2 + H2O + nguyên tố khác
(dung môi nƣớc)

- Ƣu điểm:
+ Sử dụng thiết bị gọn nhẹ
+ Giá vận hành thấp
+ Chất thải ra môi trƣờng sau khi xử lý là khí ít độc, thời gian phân hủy rất ngắn.


- Nhƣợc điểm:
+ Chỉ sử dụng có hiệu quả cao trong các pha lỏng, khí
+ Chi phí cho xử lý ban đầu còn rất lớn..
+ Không thể áp dụng để xử lý chất ô nhiễm chảy tràn và chất thải rửa có nồng độ
đậm đặc. Nếu áp dụng để xử lý ô nhiễm đất thì lớp đất trực tiếp đƣợc tia UV chiếu không
dày hơn 5mm. Do đó, khi cần xử lý nhanh lớp đất bị ô nhiễm tới các tầng sâu hơn 5 mm
thì biện pháp này ít đƣợc sử dụng và đặc biệt trong công nghệ xử lý hiện trƣờng.
Phá hủy bằng vi sóng Plasma
Biện pháp này đƣợc tiến hành trong thiết bị cấu tạo đặc biệt. Chất hữu cơ đƣợc
dẫn qua ống phản ứng ở đây là Detector Plasma sinh ra sóng phát xạ cực ngắn (vi sóng).
Sóng phát xạ electron tác dụng vào các phân tử hữu cơ tạo ra nhóm gốc tự do và sau đó
dẫn tới các phản ứng tạo SO2, CO2, HPO32-, Cl2, Br2... (sản phẩm tạo ra phụ thuộc vào
bản chất thuốc BVTV).
Ví dụ: Malathion bị phá huỷ nhƣ sau:

Plasma + C10H19OPS2 + 15O2 → 10CO2 + 9H2O + HPO3Kết quả thực nghiệm theo biện pháp trên một số loại hoá chất BVTV đã phá huỷ
đến 99% (với tốc độ từ 1,8 đến 3 kg/h).
- Ƣu điểm: Hiệu suất xử lý cao, thiết bị gọn nhẹ. Khí thải khi xử lý an toàn cho
môi trƣờng.
- Nhƣợc điểm: Chỉ sử dụng hiệu quả trong pha lỏng và pha khí, chi phí cho xử lý
cao, phải đầu tƣ lớn.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Lê Huy Bá (2008), Giáo trình Độc học môi trường, NXB Đại Học Quốc
Gia, Hà Nội
2. Hoàng Anh Cung (1993), “Ảnh hƣởng của 2,4,5-T đến cây lúa và vi sinh
vật trong đất. Chất diệt cỏ, tác hại lâu dài đối với con ngƣời và thiên nhiên”, Hội thảo
quốc tế lần II: tr 139-141.


3. Phạm Việt Đức (2008), Nghiên cứu thử nghiệm áp dụng sắt nano xử lý DDT
tồn lưu trong đất ở khu chứa hóa chất bảo vệ thực vật tại xã Định Trung, thành
phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc, Luận văn thạc sĩ, Trƣờng Đại học Khoa học
Tự nhiên-ĐHQGHN
4. Đỗ Ngọc Khuê, Nguyễn Văn Đạt (2002), Giáo trình các phương pháp
phân tích hóa lý, NXB Quân đội nhân dân, Hà Nội.
5. Đỗ Ngọc Khuê, Tô Ngọc Tú, Phạm Kiên Cƣờng (2006), “Hiện trạng công
nghệ xử lý , tiêu độc cho đất bị ô nhiễm các tác nhân hóa học độc hại”, Tạp chí nghiên
cứu KHKT&CNQS, số 15-06-2006.
6. Hoàng Đình Hòa (2005), Nghiên cứu giải pháp mới của công nghệ sinh
học xử lý chất thải gây ô nhiễm môi trường, Báo cáo tổng kết KHKT đề tài cấp Nhà nƣớc
mã số KC.04.02, Bộ KH&CN.
7. Nguyễn Thị Hồng (2008), Nghiên cứu khả năng xử lý chất hữu cơ độc hại
bằng hệ fenton và ozon, Luận văn thac sỹ, Trƣờng ĐHSP Hà nội.

8. Đặng Thị Cẩm Hà cùng cộng sự (2005), Nghiên cứu phát triển công
nghệ phân hủy sinh học và kỹ thuật nhả chậm làm sạch chất độc hóa học trong đất, Báo
cáo nghiệm thu đề tài nhà nƣớc thuộc chƣơng trình 33, Hà Nội.
9. Lƣơng Văn Trƣờng (2008), Chất độc và phân tích chất độc, Trƣờng
SQPH, Hà Nội.
10. Trần Mạnh Trí, Trần Mạnh Trung (2006), Các quá trình oxy hoá nâng
cao trong xử lý nước và nước thải, NXB Khoa học & Kỹ thuật.
11. Viện Hóa học- Môi trƣờng quân sự (2012), Xử lý ô nhiễm môi trường triệt để
do tồn dư hóa chất Thuốc BVTV tại xóm 5 xã Quỳnh Châu, huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ
An, Báo cáo tổng kết, Hà Nội.
12. Viện Hóa học- Môi trƣờng quân sự (2012), Xử lý đất nhiễm hóa chất thuốc bảo
vệ thực vật tồn lưu tại Lữ đoàn 204 – Binh chủng Pháo Binh, Báo cáo thuyết minh dự án,
Hà Nội.
Tiếng Anh