NGHIÊN cứu QUÁ TRÌNH KHOÁNG hóa của một số CHẤT hữu cơ ô NHIỄM KHÓ PHÂN hủy (POP PERSISTENT ORGANIC POLLUTANT) BẰNG bột sắt NANO

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

TRẦN TRỌNG TUYỀN

NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH KHOÁNG HÓA CỦA MỘT SỐ CHẤT HỮU
CƠ
Ô NHIỄM KHÓ PHÂN HỦY (POP-PERSISTENT ORGANIC
POLLUTANT)
BẰNG BỘT SẮT NANO

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC


Hà Nội - 2014


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌCKHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

TRẦN TRỌNG TUYỀN

NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH KHOÁNG HÓA CỦA MỘT SỐ CHẤT HỮU CƠ
Ô NHIỄM KHÓ PHÂN HỦY (POP-PERSISTENT ORGANIC POLLUTANT)
BẰNG BỘT SẮT NANO
Chuyên ngành: Hóa lý thuyết và hóa lý
Mã số: 60440119

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. LÊ XUÂN QUẾ
PGS.TS. CAO THẾ HÀ

Hà Nội – 2014


LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn các Thầy cô trong khoa Hóa học – Trường Đại
học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội đã tận tình dạy dỗ em trong
quá trình học tập tại trường.
Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Lê Xuân Quế và PGS.TS. Cao Thế Hà,
những người Thầy đã định hướng, động viên, tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em
hoàn thành bản luận văn này.
Em xin chân thành cảm ơn các anh chị phòng ăn mòn và bảo vệ kim loại –
Viện Kỹ thuật nhiệt đới – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giúp
đỡ em rất nhiều trong thời gian làm luận văn tại đây.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè, gia đình và những người thân đã
luôn động viên và giúp đỡ em trong quá trình làm luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn!

Học viên

Trần Trọng Tuyền


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC BẢNG………………………………………………………...iii
DANH MỤC CÁC HÌNH………………………………………………………….v

BẢNG CHỮ VIẾT TẮT…………………………………………………………..vi

Chương 1. TỔng quan....................................................................................3
1.1. Phân loại thuốc bảo vệ thực vật...................................................................................3
1.2. Hợp chất hữu cơ khó phân hủy...................................................................................6
1.3. Sắt nano.....................................................................................................................34

CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU................................................................................................................37
2.1. Thực nghiệm..............................................................................................................37
Sau khi tiến hành làm thí nghiệm như trên đã thu được kết quả như sau:......................40
Bảng 2.1. Kết quả thu được trong quá trình làm thực nghiệm.........................................41
2.2. Các phương pháp nghiên cứu....................................................................................43

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN................................................48
3.1. Nghiên cứu quá trình tách POP từ đất.......................................................................48
3.2. Tính toán năng lượng cho quá trình phân hủy POP..................................................60
3.3. Khảo sát điện hóa đến quá trình phân hủy POP........................................................63

i


DANH MỤC CÁC BẢNG

Chương 1. TỔng quan....................................................................................3
1.1. Phân loại thuốc bảo vệ thực vật...................................................................................3
1.2. Hợp chất hữu cơ khó phân hủy...................................................................................6
1.3. Sắt nano.....................................................................................................................34

CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN

CỨU................................................................................................................37
2.1. Thực nghiệm..............................................................................................................37
Sau khi tiến hành làm thí nghiệm như trên đã thu được kết quả như sau:......................40
Bảng 2.1. Kết quả thu được trong quá trình làm thực nghiệm.........................................41
2.2. Các phương pháp nghiên cứu....................................................................................43

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN................................................48
3.1. Nghiên cứu quá trình tách POP từ đất.......................................................................48
3.2. Tính toán năng lượng cho quá trình phân hủy POP..................................................60
3.3. Khảo sát điện hóa đến quá trình phân hủy POP........................................................63

ii


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Cột sắc ký dùng để tách chiết trong thực nghiệm.........Error: Reference source not
found
Hình 2.2. Đồ thị quét thế vòng cyclicvoltametry..............Error: Reference source not found
Hình 2.3. Quan hệ giữa dòng – điện thế trong quét thế tuần hoàn CV.........Error: Reference
source not found
Hình 3.1. Giản đồ sắc kí mẫu dịch chiết sau khi rửa đất.............Error: Reference source not
found
Hình 3.2. Sự hình thành các gốc từ phân tử DDT với các biến thiên...........Error: Reference
source not found
Hình 3.3. Sự biến đổi năng lượng của quá trình hình thành các sản phẩm trung gian
..........................................................................Error: Reference source not found
Hình 3.4. Sự hình thành các sản phẩm trung gian từ DDT, DDD, DDE....................... Error:
Reference source not found
Hình 3.5. Chu kì 1 đến chu kì 5 của các giá trị pH = 5, 7 và 9 ở tốc độ quét 50mV
..........................................................................Error: Reference source not found

Hình 3.6. Chu kì 1, 3 và 5 của các pH = 5, 7 và 9 ở tốc độ quét 50Mv.........Error: Reference
source not found
Hình 3.7. Phổ CV của S0 và quá trình phân hủy DDT của S1............Error: Reference source
not found
Hình 3.8. Phổ CV ở chu kì 1, 2 và 5 của S0 và S1..............Error: Reference source not found
Hình 3.9. Phổ CV của quá trình phân hủy DDT của S2...............Error: Reference source not
found
Hình 3.10. Phổ CV ở chu kì 1, 2 và 5 của S0 và quá trình phân hủy DDT trong S2
..........................................................................Error: Reference source not found
Hình 3.11. Chu kì 1 phổ CV của DDT có trong S1 và S2............Error: Reference source not
found
Hình 3.12. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của chu kì, sự phân hủy DDT đến điện tích
(Q) của S1 và S2................................................ Error: Reference source not found
Hình 3.13. Vai trò của hạt sắt kim loại trong phản ứng khử chất hữu cơ clo................Error:
Reference source not found

iii


BẢNG CHỮ VIẾT TẮT
2,4-D

2,4,- dichlorophenoxyacetic acid

666

C6H6Cl6

BDE

Bromodiphenyl ether

BVTV

Bảo vệ thực vật

DDD

Dichlorodiphenyldichloroethan

DDE

Dichlorodiphenyldichloroethylen

DDT

1,1,1-trichloro-2,2-bis (4-chlorophenyl) ethan

HCB

Hexachlorobenzen

HCH

Hexacyclohexan

HĐBM

Hoạt động bề mặt

PBBS

Hexabromobiphenyl

PCB

Polychlorinated Biphenyls

PCDDs

Đibenzo dioxins poly clo hóa

PCDFs

Đibenzofurans đã poly clo hóa

PECB

Pentachlorobenzen

PFOS

Axit Perfluorooctanesulfonic

POP

Persistent Organic Pollutant

POSF

Perfluorooctanesulfonyl florua

PTN

Phòng thí nghiệm

PVC

Poly vinylclorua

IARC

International Agency for Research on Cancer

TCYTTG

Tổ chức y tế Thế giới

TN&MT

Tài nguyên và môi trường

iv


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Thuốc bảo vệ thực vật đóng vai trò quan trọng trong nền sản xuất nông
nghiệp ở nước ta và các nước trên thế giới, nhất là trong trồng cây lương thực, rau
màu… để phòng trừ các loại sâu bệnh, chuột, cỏ dại… nhằm nâng cao hiệu quả

kinh tế góp phần tăng năng suất, tăng mùa vụ, thay đổi cơ cấu cây trồng…
Tuy nhiên, nếu con người thiếu những hiểu biết về việc sử dụng thuốc bảo vệ
thực vật thì nó sẽ để lại tác dụng phụ ảnh hưởng đến môi trường sinh thái, sản phẩm
nông nghiệp, đặc biệt là ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người.
Sự tồn dư gây ô nhiễm của một số chất hữu cơ độc hại, bền khó phân hủy,
được kí hiệu là POP (Persistent Organic Pollutant), là một vấn đề bức xúc, tồn tại
hàng chục năm ở trên 1000 điểm nóng, với hàng loạt hệ lụy, gây nhiễm độc, ung
thư. Vấn đề xử lý chất POP được nhà nước hết sức coi trọng, các nước và tổ chức
quốc tế quan tâm.
Ô nhiễm POP tồn dư chủ yếu là từ các kho chứa, bãi tập kết, sau đó lan
truyền trong đất và nguồn nước. Vấn đề cấp thiết là làm sạch đất bị nhiễm POP,
hoàn nguyên đất trở lại trạng thái tự nhiên để sử dụng (trong nông nghiệp, khu dân
cư …). POP tách ra phải được thu hồi – phân hủy triệt để. Tuy nhiên cho đến nay
việc xử lý, phân hủy các chất độc hại tồn dư nêu trên vẫn luôn là yêu cầu cấp thiết,
do chưa có giải pháp phù hợp, chưa có công nghệ khả thi hiệu quả, và nguồn nhân
lực có kỹ thuật.
Đã có một số đề tài, công trình nghiên cứu về vấn đề này. Cho đến nay giải
pháp rửa đất (whashing POP contaminated soil) được cho là có hiệu quả cao. Công
nghệ rửa đất gồm hai giai đoạn chính: 1- rửa sạch các chất POP và hoàn nguyên đất,
2- Thu gom và phân hủy các chất POP sau khi được tách rửa từ đất. Đề tài luận văn
“Nghiên cứu quá trình khoáng hóa một số chất hữu cơ ô nhiễm khó phân hủy
(POP - Persistent Organic Pollutant ) bằng bột sắt nano” là một nội dung nghiên
cứu góp phần thực hiện giai đoạn hai của công nghệ rửa đất ô nhiễm.

1


2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu quá trình khoáng hóa một số chất hữu cơ ô nhiễm khó phân hủy
POP- Persistent Organic Pollutant.

3. Nội dung nghiên cứu
- Phân tích xác định hàm lượng chất POP.
- Nghiên cứu tách chiết DDT từ đất.
- Xử lý đất ô nhiễm thuốc BVTV khó phân hủy (POP) bằng phụ gia QH3.
- Khử các hợp chất POP bằng bột sắt nano.
4. Đối tượng nghiên cứu
- Mẫu đất tại các khu vực ô nhiễm BVTV khó phân hủy (POP).
5. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp đo điện hóa.
- Phương pháp tính toán lượng tử.
- Nghiên cứu tách chiết DDT từ đất.
- Phương pháp khử POP bằng bột sắt nano.

2


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Phân loại thuốc bảo vệ thực vật
1.1.1. Phân loại theo mục đích sử dụng [25]
Nhóm các chất trừ sâu, trừ nhện, trừ côn trùng gây hại:
+ Nhóm các chất trừ sâu có chứa Clo: DDT, Clodan.
+ Nhóm các chất trừ sâu có chứa phốt pho: Wophatox, Diazinon, Malathion,
Monitor...
+ Nhóm các hợp chất cacbamat: Sevin, Furadan, Mipcin, Bassa.
+ Nhóm các hợp chất sinh học: Pyrethroid, Permetrin..
Nhóm các chất trừ nấm, trừ bệnh, trừ vi sinh vật gây hại:
+ Các hợp chất chứa đồng.
+ Các hợp chất chứa lưu huỳnh.
+ Các hợp chất chứa thuỷ ngân.
+ Một số loại khác.

Nhóm các chất trừ cỏ dại, làm rụng lá, kích thích sinh trưởng:
+ Các hợp chất chứa Phenol (2,4- D).
+ Các hợp chất của axits propyonic (Dalapon).
+ Các dẫn xuất của cacbamat (ordram).
+ Triazin.
Nhóm các chất diệt chuột và động vật gặm nhấm: Photphua kẽm và Warfarin.
1.1.2. Phân loại theo nguồn gốc sản xuất và cấu trúc hoá học [24, 25]
Thuốc BVTV có nguồn gốc hữu cơ:
+ Nhóm các chất trừ sâu có chứa Clo: DDT, Clodan.
+ Nhóm các chất trừ sâu có chứa phốt pho: Wophatox, Diazinon, Malathion,
Monitor...
+ Nhóm các hợp chất cacbamat: Sevin, Furadan, Mipcin, Bassa

3


+ Các chất trừ sâu thuỷ ngân hữu cơ.
+ Các dẫn xuất của hợp chất nitro.
+ Các dẫn xuất của urê.
+ Các dẫn xuất của axit propionic.
+ Các dẫn xuất của axít xyanhydric.
Các chất trừ sâu vô cơ:
+ Các hợp chất chứa đồng.
+ Các hợp chất chứa lưu huỳnh.
+ Các hợp chất chứa thuỷ ngân.
+ Một số loại khác.
+ Các chất trừ sâu có nguồn gốc thực vật là ancaloid, thực vật có chứa nicotin,
anabazin, pyrethroid.
1.1.3. Phân loại nhóm độc theo tổ chức Y tế thế giới (TCYTTG) [8, 24]
Các chuyên gia về độc học đã nghiên cứu ảnh hưởng của chất độc lên cơ thể

động vật ở cạn (chuột nhà), và đã đưa ra 5 nhóm độc theo tác động của độc tố tới cơ
thể qua miệng và da như sau.
Ghi chú: Liều gây chết trung bình (theo đơn vị mg) cho 1 nửa số chuột nhà
(theo đơn vị kg) đem thử nghiệm kí hiệu là LD50 mg/kg chuột nhà. Giá trị LD 50
mg/kg chuột nhà càng nhỏ thì tính độc càng cao [8]
Bảng 1.1. Phân loại nhóm độc theo TCYTTG
(LD50 mg/kg chuột nhà)
Phân nhóm độc
I.a. Độc mạnh
I.b. Độc
II. Độc trung bình
III. Độc ít
IV. Độc rất nhẹ

Qua miệng

Qua da

Thể rắn

Thể lỏng

Thể rắn

Thể lỏng

≤5

≤20

≤10

≤40

5- 50

20- 200

10- 100

40- 400

50- 500

200- 2000

100- 1000

400- 4000

500- 2000

2000- 3000

>1000

>4000

>2000

>3000

4


Có thể nhận biết tính độc của thuốc bảo vệ thực vật theo dấu hiệu màu trên
bao bì thuốc như sau:
- Vạch màu đỏ trên bao bì là thuốc độc nhóm I, thuộc loại rất độc và độc.
- Vạch màu vàng trên bao bì là thuốc độc nhóm II, thuộc loại độc trung bình.
- Vạch màu xanh trên bao bì da trời là thuốc độc nhóm III , thuộc loại ít độc.
- Vạch màu xanh lá cây trên bao bì là thuốc độc nhóm IV, thuộc loại độc.rất
nhẹ.
1.1.4. Phân loại theo độ bền khó phân hủy [24, 25]
Các hoá chất BVTV có độ bền khó phân hủy rất khác nhau, nhiều chất có thể
lưu đọng trong môi trường đất, nước, không khí và trong cơ thể động, thực vật. Do
vậy các hoá chất BVTV có thể gây những tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến sức
khoẻ con người. Dựa vào độ bền khó phân hủy của chúng, có thể sắp xếp chúng vào
các nhóm sau:
- Nhóm chất không bền: Nhóm này gồm các hợp chất phốt pho hữu cơ,
cacbamat. Các hợp chất nằm trong nhóm này có độ bền kéo dài trong vòng từ 1- 12
tuần.
- Nhóm chất bền trung bình: Các hợp chất nhóm này có độ bền vững từ 1- 18
tháng, hay một vài năm trong điều kiện tự nhiên. Điển hình là thuốc diệt cỏ 2,4-D
(thuộc loại hợp chất có chưa Clo).
- Nhóm chất bền khó phân hủy: các hợp chất nhóm này có độ bền từ 2- 5
năm, thậm chí hàng chục năm trong đất, nguồn nước. Thuộc nhóm này là các loại
thuốc trừ sâu đã bị cấm sử dụng trên thế giới và ở Việt Nam là DDT, 666 (HCH),..
Đó là các hợp chất Clo bền vững.
-Nhóm chất rất bền khó phân hủy: Đó là các hợp chất kim loại hữu cơ,
loại chất này có chứa các kim loại nặng như Thuỷ ngân (Hg), asen (As)... Các

kim loại nặng Hg và As không bị phân huỷ theo thời gian, chúng đã bị cấm sử
dụng ở Việt Nam.

5


1.1.5. Các dạng thuốc BVTV [24, 25]
Các dạng thuốc phổ biến hiện nay
- Nhũ dầu (EC, ND).
- Huyền phù (FL, SC).
- Bột hòa nước (SP).
- Dạng bã (B).
- Dung dịch (L, SL, DD).
- Bột thấm nước (WP, BTN).
- Dạng hạt (G, H).
1.2. Hợp chất hữu cơ khó phân hủy
1.2.1. Hợp chất hữu cơ khó phân hủy (POP) [1, 26]
 Định nghĩa về các hợp chất hữu cơ khó phân hủy (POP)
Các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (POP) là các hóa chất độc, gây tác
hại nghiêm trọng cho sức khỏe con người và môi trường. POP đáng lo ngại bởi các
đặc tính sau :
- Độc tính cao: POP là những hóa chất độc hại, đã được chứng minh là có
ảnh hưởng xấu đối với sức khỏe con người và môi trường tự nhiên.
- Khó phân hủy: POP là những hóa chất có độ bền hóa học khó phân hủy
cao đối với quá trình phân hủy tự nhiên, nên khi đã phát thải vào môi trường, chúng
có thể tồn tại trong một thời gian dài.
- Khả năng di chuyển và phát tán xa: POP có thể di chuyển đi xa khỏi
nguồn phát thải ban đầu theo gió, nước hay nhờ vào các loài di cư.
- Khả năng tích tụ sinh học: POP có thể được hấp thụ dễ dàng vào các mô
mỡ và tích tụ sinh học trong cơ thể của các sinh vật sống, làm tăng nồng độ các chất

này ( được tích tụ sinh học) theo chuỗi thức ăn.
 Tác hại của các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy

6


Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra mối liên hệ giữu POP với sự suy giảm số lượng,
bệnh dịch và các trạng thái bất thường của một số loài hoang dã như một số loài cá,
chim và động vật có vú. POP có thể gây tác hại về sinh sản, phát triển, miễn dịch,
ung thư v.v… Con người bị nhiễm POP chủ yếu thông qua thức ăn đã bị nhiễm
POP và một số đường khác, ít phổ biến hơn, như uống nước nhiễm POP và tiếp xúc
trực tiếp với các hóa chất này. Ở người và loài động vật có vú, POP có thể di
chuyển sang các hệ sau qua quá trình mang thai và cho con bú.
Thế giới đã và đang phải chịu nhiều rủi ro về sức khỏe và tính mạng liên
quan đến POP. Nhóm người dễ bị tổn thương nhất là những người nhạy cảm, như
trẻ em hay người già và những người có hệ miễn dịch yếu. Nam giới và nữ giới ở
độ tuổi sinh sản cũng có thể bị rủi ro vì POP có thể làm suy yếu chức năng sinh sản.
Hậu quả do Dioxin từ chất độc hóa học do Mỹ sử dụng trong chiến tranh ở Việt
Nam là một minh chứng cụ thể về tác hại của POP đối với con người và môi
trường.
Trong chuỗi thức ăn, POP được tích tụ vào các mô mỡ của các vi sinh vật
sống và nồng độ ngày càng tăng khi được chuyển từ loài này sang loài khác. Quá
trình này được gọi là “tích tụ sinh học”. Vì vậy, qua quá trình tích tụ sinh học,
những chất POP tồn tại với lượng nhỏ trong cơ thể các sinh vật ở đầu của chuỗi
thức ăn sẽ gây ra một mức độ độc hại đáng kể đối với các loài ăn thịt nằm ở cuối
của chuỗi thức ăn. Điều này có nghĩa là chỉ cần một lượng nhỏ POP được phát thải
cũng có thể gây ra những tác động lớn về lâu dài.
1.2.1.1. Công ước về hợp chất hữu cơ khó phân hủy [26]
 Sự hình thành Công ước Stockholm
Nhận thức được mối đe dọa ngày càng tăng đối với sức khỏe con người và

môi trường của các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy, vào tháng 5/1995, Hội đồng
quản trị Chương trình Môi trường Liên hợp quốc (UNEP) đã yêu cầu tiến hành
đánh giá trên quy mô quốc tế đối với 12 nhóm chất POP đầu tiên (DDT, Aldrin,
Dieldrin, Mirex, Endrin, Clodan, Hexaclobenzen, Toxaphen, và Heptaclo, PCB,
Dioxin và Furan). Sau khi đã có đủ thông tin, vào tháng 7/1997, Hội đồng quản trị

7


UNEP quyết định triệu tập một ủy ban Đàm phán Liên Chính phủ có nhiệm vụ soản
thảo và thương lượng một văn kiện pháp lý quốc tế làm nền tảng cho việc triển khai
hành động toàn cầu để bảo vệ sức khỏe con người và môi trường trước ảnh hưởng
tiêu cực của 12 nhóm chất POP này.
Sau 3 năm thương lượng giữa các quốc gia, các tổ chức phi chính phủ về
môi trường và công nghiệp, Công ước Stockholm về các chất ô nhiễm hữu cơ
khó phân hủy (Stockholm Convention Persistent Organic Pollutants) đã ra đời.
Công ước đã được thông qua ngày 22/5/2001 tại Stockholm, Thụy Điển và có
hiệu lực từ ngày 17/5/2004 ( sau 90 ngày kể từ khi văn kiện Công ước được Bên
thứ 50 phê chuẩn).
Công ước hướng tới việc quản lý an toàn, giảm thiểu và cuối cùng là loại bỏ
22 nhóm hoá chất, trong đó:
- Ban đầu Công ước Stockholm quy định việc quản lý an toàn, giảm phát thải
và tiến tới tiêu huỷ hoàn toàn 12 nhóm chất POP bao gồm Aldrin, Chlordan,
Dieldrin, Endrin, Heptachlor, Hexaclo benzen, Mirex, Toxaphen và Polychlorinated
Biphenyls (PCB); DDT [1,l,l-trichloro-2,2-bis (4-chlorophenyl) ethan]; Dioxins
(polychlorinated dibenzo-p-dioxins), Furans (Polychlorinated dibenzofurans),
Polychlorinated Biphenyls (PCB), và Hexachlorobenzen (HCB);
- Năm 2009, Hội nghị các Bên lần thứ tư của Công ước Stockholm đã Quyết
định bổ sung chín (09) nhóm chất POP mới vào các Phụ lục A, B, C Công ước, bao
gồm: Các hóa chất trong Phụ lục A Nhóm hóa chất bảo vệ thực vật: Lindan, AlphaHCH, Beta-HCH, Chlordecon; Nhóm hóa chất công nghiệp: Hexabromobiphenyl,

Pentachlorobenzen, TetraBDE, PentaBDE, Hepta và OctaBDE; Các hóa chất trong
Phụ lục B: Hóa chất công nghiệp PFOS, các muối và PFOS-F; Các hóa chất trong
Phụ lục C: Pentachlorobenzen.
- Năm 2011, Hội nghị các Bên lần thứ năm (COP 05) Công ước Stockholm
đã bổ sung thêm Endosulfan và các đồng phân vào Phụ lục A của Công ước. (Các
chất POP theo yêu cầu mới của Công ước Stockholm sau đây được gọi tắt là các
chất POP mới).

8


 Mục tiêu và yêu cầu của Công ước Stockholm [26]
Công ước Stockholm là một hiệp ước toàn cầu có mục tiêu bảo vệ sức khỏe
con người và môi trường trước hiểm họa từ POP.
Công ước Stockholm phân chia POP thành 3 nhóm : Các chất phải loại bỏ
gồm : 8 hóa chất thuộc nhóm hóa chất bảo vệ thực vật (BVTV) và PCB ( Phụ lục
A) ; các chất cần hạn chế sản xuất và sử dụng : DDT (Phụ lục B); và các chất phát
sinh không chủ định: Dioxin, Furan và PCB ( Phụ lục C).
Công ước Stockholm yêu cầu các bên tham gia, là các quốc gia hoặc các tổ
chức kinh tế khu vực hợp nhất, phải nỗ lực trong quản lý, giảm thiểu liên tục và tiến
tới loại bỏ việc sản xuất và sử dụng POP, bao gồm :
- Các Bên tham gia phải áp dụng các biện pháp hữu hiệu nhằm : Loại bỏ
việc sản xuất và sử dụng POP có chủ định; Quản lý và xử lý an toàn tồn lưu và
chất thải POP.
- Đối với PCB: Loại bỏ việc sử dụng PCB trong thiết bị ( ví dụ, các máy biến
thế, tụ điện hoặc các loại bình chứa khác có chất PCB tồn lưu) vào năm 2025; quản
lý và tiêu hủy an toàn các chất lỏng chứa PCB và thiết bị có hàm lượng PCB trên
0,005% càng sớm càng tốt, nhưng chậm nhất vào năm 2028; báo cáo tiến độ loại bỏ
PCB 5 năm một lần.
Đối với các POP được hình thành không chủ định: Phải liên tục giảm thiểu

tiến tới loại POP hình thành và phát thải không chủ định; phải xây dựng kế hoạch
hành động về giảm thiểu Dioxin, Furan phát sinh không chủ định trong vòng 2 năm
sau khi Công ước có hiệu lực đối với mỗi Bên; kiểm điểm 5 năm một lần các chiến
lược đề ra trong Kế hoạch hành động nhằm đạt được mục địch; áp dụng theo lộ
trình hợp lý các công nghệ tốt nhất hiện có và kinh nghiệm bảo vệ môi trường tốt
nhất cho các nguồn có khả năng phát thải POP không chủ định, nhưng chậm nhất là
sau 4 năm kể từ khi Công ước có hiệu lực.
- Các Bên tham gia có nhiệm vụ xây dựng Kế hoạch quốc gia thực hiện
Công ước trong thời giam 2 năm kể từ ngày Công ước có hiệu lực (17/5/2004), và

9


trình Ban Thư ký Công ước trước ngày 17/5/2006. Kế hoạch quốc gia thực hiện
Công ước Stockholm bao gồm các hành động cụ thể nhằm quản lý, giảm thiểu và
loại bỏ POP theo yêu cầu của Công ước. Kế hoạch này phải gắn với chính sách bảo
vệ môi trường và phát triển bền vững của từng quốc gia.
1.2.1.2. Một số hợp chất hữu cơ khó phân hủy (cấu tạo,
công thức, tính chất…) [1, 6, 23]
 Aldrin
+ Công thức phân tử: C12H8Cl6
+ Công thức cấu tạo:

Tổng hợp:

+ Tính chất:
Nhiệt độ nóng chảy: 1040 C; 2190 F; 337 K.
Là chất rắn không màu, ít tan trong nước.
+ Đặc điểm:
Aldrin đã bị cấm bởi Công ước Stockholm về các chất ô nhiễm hữu cơ khó

phân hủy. Tại Mỹ, aldrin đã bị hủy bỏ vào năm 1974. Aldrin bị cấm sử dụng làm
thuốc bảo vệ thực vật của EU.
 Chlordan
+ Công thức phân tử: C10H6Cl8
+ Công thức cấu tạo:

10


+ Tính chất:
Là chất lỏng nhớt, không màu.
Nhiệt độ nóng chảy: 1060 C; 2230 F; 379 K.
Nhiệt độ sôi: 1750 C; 3470 F; 448 K.
Khả năng hòa tan trong nước: 5,6 g/100 ml.
+ Đặc điểm:
Kị nước, chlordan tuân thủ các hạt đất và đi vào nước ngầm rất chậm, do khả
năng hòa tan thấp (0,009 ppm).
Hai thành phần của hỗn hợp chlordan là: cis -nonachlor và trans nonachlor. trans -Nonachlor độc hại hơn chlordan kỹ thuật và cis -nonachlor ít độc
hơn. Oxychlordan (C10H4Cl8O) là chất chuyển hóa của chlordan.
Chlordan là chất ô nhiễm hữu cơ bền vững (POP), phân loại trong nhóm "dirty
dozen" và bị cấm năm 2001 theo công ước Stockholm về các chất ô nhiễm hữu cơ
khó phân hủy.
 Dieldrin
+ Công thức phân tử: C12H8Cl6O
+ Công thức cấu tạo:

+ Tính chất:
Nhiệt độ nóng chảy: 176 – 1770C.
Điểm sôi: 3850 C.
+ Đặc điểm:

11


Dieldrin là một chất gây ô nhiễm hữu cơ bền , nó không dễ dàng bị phá vỡ .
Dieldrin gây độc hại đối với một phạm vi rất rộng của động vật kể cả con người, lớn
hơn nhiều so với mục tiêu ban đầu của côn trùng. Vì lý do này hiện đang bị cấm ở
hầu hết trên thế giới.
Dieldrin là một loại thuốc trừ sâu và một sản phẩm phụ của các thuốc trừ sâu
Aldrin. Từ năm 1950 đến năm 1974, dieldrin đã được sử dụng rộng rãi để kiểm soát
côn trùng trên cây bông, ngô và cây có múi. Ngoài ra, dieldrin đã được sử dụng để
kiểm soát châu chấu và muỗi, dùng làm chất bảo quản gỗ, và kiểm soát
mối. Thường được coi là một loại bột màu trắng hoặc nâu, Dieldrin đã bị cấm vào
năm 1987.
 Endrin
+ Công thức phân tử: C12H8Cl6O
+ Công thức cấu tạo:

+ Tính chất:
Nhiệt độ nóng chảy: 2000C ( phân hủy).
+ Đặc điểm:
Endrin ưa mỡ và có xu hướng tích tụ trong mô mỡ của các sinh vật, chủ yếu là
những sinh vật ở trong nước. Trong khi một số ước tính cho thấy thời gian bán hủy
của nó trong đất là hơn 10 năm. Endrin đã bị cấm ở nhiều nước theo công ước
Stockholm.
 Heptachlor
+ Công thức phân tử: C10H5Cl7
+ Công thức cấu tạo:

12

+ Tính chất:
Có màu trắng.
Nhiệt độ nóng chảy: 95 – 960C.
Điểm sôi: 135 – 1450C tại 1 – 1,5 mmHg.
+ Đặc điểm:
Heptachlor là chất gây ô nhiễm bền (POP). Nó có một chu kỳ bán rã ~ 1,3-4,2
ngày (không khí), ~ 0,03-0,11 năm (nước), ~ 0,11-0,34 năm (đất). Một nghiên cứu
mô tả chu kỳ bán rã của nó là 2 năm và dư lượng của nó có thể được tìm thấy trong
đất sau 14 năm sử dụng. Như các hợp chất POP khác, heptachlor ưa mỡ và kém hòa
tan trong nước (0,056 mg/l ở 250C), do đó nó có xu hướng tích tụ trong cơ thể chất
béo của con người và động vật.
 Hexachlorobenzen
+ Công thức phân tử: C6Cl6
+ Công thức cấu tạo:

+ Tính chất :
Hexachlorobenzen là một tinh thể màu trắng.
Điểm nóng chảy: 2310C (4480F; 504K).
Điểm sôi: 323 – 3260C (613 - 6190F; 596-599K)
Có khả năng hòa tan không đáng kể trong nước (0.00000002M), tan nhiều
nhất trong clorofom (khoảng 0,03M) và tan ít trong một số dung môi hữu cơ như
este và các hiđrocacbon (xấp xỉ 0,020M)… áp suất hơi của nó là 1,09.10 -5 mmHg
(1,45 mPa) ở 200C.
+ Đặc điểm :

13

Hexachlorobenzen được hình thành như một sản phẩm phụ trong quá trình sản
xuất các hóa chất khác. Nó được sử dụng rộng rãi như một loại thuốc trừ sâu cho
đến năm 1965.
 Mirex
+ Công thức phân tử: C10Cl12
+ Công thức cấu tạo:

+ Tính chất:
Nhiệt độ nóng chảy: 4850C; 9050 F; 758 K.
Là tinh thể màu trắng, không có mùi.
+ Đặc điểm:
Mirex là một loại thuốc trừ sâu, trừ kiến lửa, bị cấm sử dụng vào năm 1978 vì
tác động nguy hại của nó đối với môi trường.
 Toxaphen
+ Công thức phân tử: C10H10Cl8
+ Công thức cấu tạo:

+ Tính chất :
Nhiệt độ nóng chảy: 65 – 900 C.
Phân hủy ở 1550 C.
+ Đặc điểm:
Toxaphen là một hỗn hợp của khoảng 200 hợp chất hữu cơ, hình thành bởi
các clo của camphen (C10H16 ) với một hàm lượng clo từ 67-69%.

14


Tại Mỹ, nó được sử dụng chủ yếu trong các lĩnh vực trồng bông và đậu tương
ở khu vực đông nam.
Vào năm 1982, nó đã bị cấm sử dụng đối với hầu hết các nước trên thế giới, và

vào năm 1990 nó đã bị cấm sử dụng cho tất cả trong nước Mỹ .
 Polychlorinated Biphenyls (PCB)
+ Công thức phân tử: C12H10-2nCl2n
+ Công thức cấu tạo:

+ Tính chất:
PCB ít clo không mùi, không vị, là chất lỏng màu vàng nhớt.
PCB là những hợp chất rất ổn định và không bị phân hủy dễ dàng.
PCB có một thời gian bán hủy dài (8-15 năm) và không hòa tan trong nước,
góp phần vào sự ổn định của chúng.
+ Đặc điểm:
Do môi trường PCB độc tính và phân loại như là một chất gây ô nhiễm hữu cơ
bền vững, sản xuất PCB đã bị cấm bởi Quốc hội Hoa Kỳ vào năm 1979 và bị cấm
theo Công ước Stockholm về các chất ô nhiễm hữu cơ bền vào năm 2001.
 DDT [1,1,1-trichloro-2,2-bis (4-chlorophenyl) ethan]
+ Công thức phân tử: C14H9Cl5
+ Công thức cấu tạo:

+ Tính chất:
Điểm nóng chảy: 108,50C (227,30F; 381,6 K).

15


Điểm sôi: 2600C (5000F; 533 K) (phân hủy).
DDT là chất không màu, không vị và gần như không có mùi.
DDT rất kị nước, nó gần như không hòa tan trong nước nhưng tan tốt trong
các dung môi hữu cơ, chất béo và các loại dầu.
+ Đặc điểm:
DDT là một chất gây ô nhiễm hữu cơ bền được dễ dàng hấp thụ vào đất và

trầm tích. Tùy thuộc vào điều kiện đất mà chu kì bán hủy dao động từ 22 ngày đến
30 năm. Các tuyến đường mất và suy thoái bao gồm dòng chảy, bay hơi, sự
quang và hiếu khí và kị khí phân hủy sinh học.
Vì nó ưa mỡ, DDT có tiềm năng lớn để tích lũy sinh học. Các loài chim bị
nhiễm DDT nhiều hơn các động vật khác trong cùng môi trường.
DDT và DDE là khả năng chống lại sự trao đổi chất, trong con người, trong
chu kì bán hủy của chúng là 6 đến 10 năm tiếp theo.
DDT bị cấm trên toàn thế giới về sử dụng nông nghiệp theo Công ước
Stockholm năm 2004 và hạn chế sử dụng để kiểm soát bệnh sốt rét.
 Dioxin (polychlorinated dibenzo-p-dioxins)
+ Công thức phân tử: C12H4Cl4O2
+ Công thức cấu tạo:

+ Tính chất:
Nhiệt độ nóng chảy: 3050C; 5810F; 578 K.
Khả năng hòa tan trong nước: 0,2 mg/l ở 250C.
+ Đặc điểm:
Dioxin không được sử dụng phổ biến. Nó được sản xuất ở quy mô nhỏ để
nghiên cứu hóa chất độc hại, nhưng chủ yếu tồn tại như là sản phẩm phụ của quá
trình công nghiệp như bột giấy tẩy trắng, sản xuất thuốc trừ sâu, và các quá trình đốt
cháy như thiêu đốt chất thải. Các chất khai quang chất độc da cam chứa dioxin.

16


Việc sản xuất và sử dụng chất dioxin đã bị cấm bởi Công ước Stockholm vào năm
2001.
 Furans (Polychlorinated dibenzofurans)
+ Công thức cấu tạo:

+ Đặc điểm:
Dibenzofurans là chất ô nhiễm hữu cơ (POP) theo công ước stockhoml.
 Lindan
+ Công thức phân tử: C6H6Cl6
+ Công thức cấu tạo:

Lindan
α-hexaclocyclohexan và β –hexaclocyclohexan là đồng phân của Lindan

β –hexaclocyclohexan

α-hexaclocyclohexan
+ Đặc điểm

Trong năm 2009, việc sản xuất và sử dụng nông nghiệp của lindan đã bị cấm
theo Công ước Stockholm về các chất hữu cơ gây ô nhiễm.
Sản xuất và sử dụng của lindan trong nông nghiệp là những nguyên nhân chính
gây ô nhiễm môi trường .
Lindan có thể thấm vào bề mặt đất, mạch nước ngầm và có thể tích lũy sinh học
trong chuỗi thức ăn.

17