Xác định mức độ tồn lưu chất độc da camdioxin và xử lý bằng công nghệ Hóa Cơ xử lý dioxin

NGHIÊN CỨU, XÁC ĐỊNH
MỨC ĐỘ TỒN LƯU CỦA
CHẤT ĐỘC DA CAM

1


MỞ ĐẦU
Trong cuộc chiến tranh hóa học của Mỹ tại
Việt Nam, từ năm 1961-1971, một số căn cứ
không quân cũ của quân đội Mỹ được dùng là
nơi lưu trữ, tẩy rửa máy bay sau mỗi đợt phun
rải. Trong ba điểm nóng về ô nhiễm chất độc da
cam/dioxin (sân bay Biên Hòa, Đà Nẵng, Phù
Cát). Sân bay Biên Hòa bị ô nhiễm nặng
nhất.Tại đây vẫn chưa tính toán được chính xác
khối lượng đất nhiễm dioxin.
Để xây dựng kế hoạch tổng thể xử lý đất
nhiễm dioxin việc xác định khối lượng, cùng
với đó là phải tìm kiếm được công nghệ có khả
năng xử lý triệt để đất nhiễm dioxin.Công nghệ
hóa cơ của New Zealand là một trong số các
công nghệ nằm trong Chương trình thử nghiệm.
Em là một trong những cán bộ được đơn vị cử
đi tham gia khóa tập huấn này. Do đó, tôi chọn
đề tài “Nghiên cứu, xác định mức độ tồn lưu
chất độc da cam/dioxin và đánh giá hiệu qua
thử nghiệm công nghệ Hóa Cơ xử lý dioxin tại
khu vực sân bay Biên Hòa”.

2

Với hai mục tiêu chính:
- Đánh giá mức độ tồn lưu dioxin tại khu
vực Tây-Nam đường bay, tính toán khối lượng
đất nhiễm
- Đánh giá hiệu quả thử nghiệm công nghệ
hóa cơ
Nội dung nghiên cứu gồm có:
-Tổng quan tình hình
CĐHH/dioxin tại Việt Nam

ô

nhiễm

- Tổng quan các công nghệ xử lý đất nhiễm
dioxin đã và đang nghiên cứu áp dụng ở Việt
Nam
- Nghiên cứu, đánh giá mức độ ô nhiễm tại
khu vực tây nam đường bay Biên Hòa
- Đánh giá hiệu quả thử nghiệm công nghệ
Hóa-Cơ xử lý đất nhiễm dioxin
- Đề xuất giải pháp công nghệ xử lý đất
nhiễm dioxin tại sân bay Biên Hòa

3


I. Tổng quan tình hình ô nhiễm

CĐHH/dioxin tại Việt Nam
a. Tình trạng ô nhiễm dioxin tại khu vực
sân bay Biên Hòa
Các khu ô nhiễm trong sân bay quân sự
Biên Hòa bao gồm Khu vực Pacer Ivy (Góc
phía Tây sân bay); Khu vực Tây Nam (Góc Tây
Nam sân bay); Khu Nam Z1 (bao gồm bãi chôn
lấp Z1 và vùng xung quanh); Các hồ bên trong
và bên ngoài sân bay được xem là các nguồn ô
nhiễm thứ cấp. Tại khu vực Z1, năm 2009 Bộ
Quốc phòng đã tiến hành chôn lấp cô lập
khoảng 100.000m3 đất nhiễm dioxin. Ngoài ra,
ước tính vẫn còn khoảng 250.000m3 đất và trầm
tích cần phải tiến hành xử lý.
b. Tình trạng ô nhiễm dioxin tại sân bay Đà
Nẵng
Ô nhiễm chủ yếu tập trung ở phía bắc của
sân bay Đà Nẵng, Nồng độ cao nhất được phát
hiện tại khu vực này hơn 400.000 ppt-TEQ.Sau
hơn 40 năm kể từ khi kết thúc cuộc chiến tranh
hóa học, khối lượng đất, trầm tích ước tính cần
phải xử lý khoảng 73.000m3. Hiện nay, tại sân
bay Đà Nẵng Chính phủ Việt Nam và Chính
4


phủ Mỹ đang phối hợp xử lý ô nhiễm bằng
công nghệ giải hấp nhiệt, dự kiến năm 2016 sẽ
hoàn tất.
c. Tình trạng ô nhiễm tại sân bay Phù Cát

Theo tài liệu do Bộ Quốc phòng Mỹ cung
cấp , sân bay Phù Cát phục vụ cho chiến dịch
“Ranch Hand” từ tháng 6 năm 1968 đến tháng 5
năm 1970. Lượng hóa chất tập trung tại sân bay
Phù Cát gồm: chất da cam: 17.000 thùng, chất
trắng 9.000 thùng và chất xanh 2.900 thùng.
Chính vì vậy, Trong sân bay Phù Cát đã hình
thành khu nhiễm chất da cam/dioxin: khu chứa,
nạp, khu rửa phương tiện sau phun rải. Sau một
thời gian dài, chất da cam/dioxin đã thấm sâu
vào đất.
Đến năm 2011, trong khuôn khổ Dự án
“Xử lý ô nhiễm môi trường tại những điểm
nóng ô nhiễm nặng dioxin tại Việt Nam”, từ
nguồn kinh phí Quỹ Môi trường toàn cầu (GEF)
tài trợ thông qua Chương trình Phát triển Liên
hợp quốc (UNDP), Văn phòng Ban Chỉ đạo 33
(Chủ dự án) năm 2011-2012 đã tiến hành chôn
lấp, cô lập 7.500m3 đất và trầm tích nhiễm
dioxin trên diện tích 2,06 ha
5


b. Các phương pháp xử lý dioxin đã và
đang được nghiên cứu áp dụng tại Việt Nam
 Chôn lấp cô lập
 Chôn lấp tích cực (sinh học)
 Giải hấp nhiệt trong mố (In
Situ Thermal Desorption- ISTD/IPTD)


Công nghệ Hóa Cơ
(Dehalogenation by mechanochemical
reaction- DMCR)
II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
a. Đất khu vực phía tây nam đường bay
Biên Hòa (Pacer Ivy)
Năm 2008,Bộ Quốc phòng Mỹ đề nghị
khảo sát vì trước kia được sử dụng làm nơi lưu
trữ thuốc diệt cỏ trong chiến dịch Pacer Ivy.
Diện tích khu vực là 150.000 m2 .
Cuối năm 2011, tiến hành lấy 104 mẫu
(đất, trầm tích và các mẫu QA,QC), trong đó có
43 mẫu bề mặt, 48 mẫu đất theo chiều sâu và
các mẫu QA, QC.
6


b. Công nghệ Hóa-Cơ xử lý đất nhiễm
dioxin
Trong chương trình thử ghiệm được tài trợ
chính bởi Quỹ Môi trường toàn cầu (GEF) và
một phần từ Chính phủ New Zealand. Đây là
một hoạt động quan trọng trong dự án “Xử lý ô
nhiễm dioxin tại các vùng nóng ở Việt Nam”
Quá trình thử nghiệm sử dụng thiết kế cơ
sở hệ thống nghiền bi của Công ty EDL.Tổng
cộng 100 tấn đất nhiễm được chia thành 42 mẻ
xử lý, mỗi mẻ từ 2-6 tấn.Các mẻ được xử lý với
các điều kiện và thông số vận hành khác nhau,

đặc biệt là sẽ tập trung vào đánh giá xử lý đất
nhiễm ở mức trung bình vì đây được xem là
mức phổ biến khi tiến hành xử lý đại trà sau
này. Với mục tiêu xử lý là đưa ngưỡng dioxin
về dưới 1.000ppt TEQ sau xử lý là phù hợp với
mục tiêu của quốc gia và quốc tế và theo đó kết
quả xử lý tham chiếu hoặc hiệu suất xử lý 99%
đã được đề ra. Toàn bộ chương trình thử
nghiệm được chi tiết hóa bằng Kế hoạch thực
hiện do công ty của New Zealand xây dựng và
được UNDP và Văn phòng 33 ký duyệt.

7


Dây truyền công nghệ Hóa – Cơ áp dụng
xử lý đất nhiễm dioxin tại sân bay Biên Hòa
gồm có:

c. Phương pháp nghiên cứu:
-Phương pháp kế thừa, thu thập và tổng
hợp tài liệu
- Phương pháp lấy mẫu
- Phương pháp điều tra và nghiên cứu
ngoài thực địa
- Phương pháp chuyên gia
- Phương pháp tính toán
- Phương pháp phân tích tổng hợp đánh giá
8

III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ
THẢO LUẬN
1. Nghiên cứu, xác định mức độ ô nhiễm
tại khu vực phía tây nam sân bay Biên Hòa
(khu vực Pacer Ivy)
Khu vực nghiên cứu được chia thành các lô
(50x50m) và lấy mẫu bên trong mỗi lô, có tổng
104 mẫu đã được phân tích, bao gồm 43 mẫu đất
bề mặt, 48 chiều sâu và mẫu trầm tích và các mẫu
kiểm soát chất lượng (QA,QC). Các mẫu theo
chiều sâu được lấy trong khoảng: 0-30cm, (2) 3060 cm, (3) 60-90 cm, (4) 90-120 cm, (5) 120-150
cm, (6) 150-180 cm, (7) 180-210 cm…, vị trí các
mẫu được mô tả trong hình 3.1.
Đề xác định mức độ ô nhiễm và tính toán
khối lượng đất nhiễm dioxin cần được xử lý,
cần đánh giá:
•
•

Đánh giá mức độ ô nhiễm bề mặt (đất,
trầm tích)
Đánh giá mức độ ô nhiễm theo
chiều sâu

Từ các kết quả của 91 mẫu bao gồm cả
mẫu bề mặt và mẫu theo chiều sâu và từ những
9

đánh giá của nhóm nghiên cứu về tình hình
nhiễm độc dioxin trên bề mặt và trong trầm tích
sâu cho thấy:
Điểm phát sinh dioxin xuất phát từ khu vực
cuối đường băng sân bay (gần khu vực P4), tại
đây dioxin có nồng độ dioxin rất cao lên đến
gần 1 triệu ppt (11BH-K7: 962.000 ppt TEQ).
Từ khu vực P4 dioxin đã, đang và tiếp tục lan
tỏa dọc theo đường giao thông qua các hệ thống
kênh rạch hướng về khu vực P1 và P2. Khu vực
P3, nhờ con đường giao thông chạy dọc từ P4
xuống P1 đã ngăn cản lan tỏa ô nhiễm sang khu
vực này. Tuy nhiên, vẫn có 1 số điểm có nồng
độ dioxin (A3: 3980; B5: 3972) cao hơn giới
hạn cho phép.
Để xác định diện tích đất cần xử lý, từ
những kết quả phân tích, các kết quả lấy mẫu
đất bề mặt được mô hình hóa lên bản đồ theo
từng ô vuông 50x50m tham chiếu với mục tiêu
xử lý đối với các điểm nóng là 1.000ppt đối với
đất và 150 ppt đối với trầm tích. Theo tính toán
thấy rằng trong khoảng 30 lô đất (với diện tích
50x50m) được đánh dấu màu vàng trong hình
3.6 có nồng độ cao hơn ngưỡng cho phép. Như
vậy diện tích đất cần phải xử lý là: S =
10


30*50m*50m = 75.000m2 trên tổng diện tích
150.000m2, giả sử độ sâu nhiễm độc trung bình

cần phải xử lý khoảng 1,2m, thì khối lượng đất
cần đào xúc sẽ khoảng: V = 75.000m 2 * 1,2m =
90.000m3.
2. Đánh giá hiệu quả thử nghiệm công
nghệ hóa cơ
Xét trong điều kiện và yêu cầu đối với
công nghệ xử lý dioxin tại sân bay Biên Hòa
dựa vào một số tiêu chí đánh giá cơ bản đó là:
1) Hiệu quả tiêu hủy
2) Công suất xử lý
3) Ô nhiễm môi trường thứ cấp
Ngoài ra, cần đánh giá bổ sung thêm các
tiêu chí khác đó là chi phí xử lý, giá trị xử dụng
của đất sau khi đã qua xử lý
a. Hiệu qua tiêu hủy:
Tổng 150 tấn đất nhiễm dioxin được chia
làm 42 mẻ, mỗi một mẻ lấy 2 mẫu trộn trước xử
lý và sau xử lý. Kết quả phân tích được tổng
hợp và chia thành 3 khoảng nồng độ như đã xác
11


định ban đầu (đất nhiễm dioxin nồng độ cao,
trung bình, thấp).
Bảng: Hiệu quả tiêu hủy phân chia theo
nồng độ
Nồng độ
dioxin ban đầu

Hiệu suất

phân hủy trung
bình

Số mẫu sau
xử lý có nồng độ
<1.000 ppt

>30.000 ppt
TEQ

67,15%

0

10.000 30.000 ppt TEQ

82,37%

50% số
mẫu

1.000 10.000 ppt TEQ

93%

80% số
mẫu

Như vậy, xét hiệu quả tiêu hủy xét ở 3
khoảng nồng độ dioxin đã đề ra trong kế hoạch

xử lý thì công nghệ hóa cơ đã không được như
kỳ vọng.Tuy nhiên, xét về tiềm năng áp dụng
thì khoảng nồng độ từ 1.000 -10.000ppt TEQ sẽ
có khả quan khi hiệu suất trung bình đạt 93%.
Nhưng cần phải có biện pháp điều chỉnh để có
thể gia tăng hiệu suất xử lý.
b. Công suất xử lý
12


Tỷ lệ nạp bình quân 500kg/giờ, ~4000 kg/
ngày, ~1.000m3 /năm
Khối lượng đất xử lý tại khu vực Pacer Ivy
là 90.000m3
Nếu xử lý trong vòng 2 năm
(45.000m3/năm), cần phải lắp thêm từ 40 hệ
thống xử lý tương tự.
c. Ô nhiễm môi trường thứ cấp
Không có số liệu quan trắc môi trường
được cập nhật hàng ngày, nên không đánh giá
được đầy đủ chất lượng môi trường trong
xưởng thử nghiệm và khu vực xung quanh.
Chưa kiểm soát tốt bụi tại khu vực cách ly
Có dấu hiệu phát tán dioxin ra môi trường
xung quang
Vấn đề ô nhiễm môi trường thứ cấp vẫn
chưa có được những đánh giá chính xác. Tuy
nhiên, tại khu vực này đã có những dấu hiệu
của dioxin phát tán kèm theo bụi và việc kiểm
soát mùi Chlopheronol chưa thực sự tốt. Nếu

như, áp dụng xử lý với khối lượng lớn thì vấn
đề phát tán bụi và mùi cần phải được kiểm soát
triệt để.
13


d. Mối tương quan giữa các thông số
với hiệu qua tiêu hủy
Việc nắm được các thông số ảnh hưởng
đến hiệu quả xử lý là quan trọng trong việc điều
chỉnh hiệu quả vận hành,Có 4 thông số độc lập
sau:
•

Thạch anh

•

Tốc độ vòng quay

•

Khối lượng nạp

•

Nồng độ dioxin đầu vào

Y = b0+b1*X1+b2*X2+…….+bn*Xn+€
Trong đó Y là thông số phụ thuộc

•

X là thông số độc lập

•

b: Hệ số

•

€: Sai số

(Hiệu xuất)DRE = b0 + b1*(Khối nạp) +
b2*(tốc độ quay) + b2*(thạch anh) +b3*(hàm
lượng dioxin)

14


Sử dụng công thức Regression trong excel
để tính toán ta có phương trình hồi quy tuyến
tính sau:
Y (DRE) = 118.5179 + 0.0212 (Khối nạp)
– 0.3017 (vòng quay) – 8.3231 (thạch anh) +
0.0005 (nồng độ đầu vào)
-Việc bổ sung thạch anh có mối tương quan
nghịch đối với hiệu quả xử lý, nghĩa là việc bổ
sung thạch anh sẽ gây cản trở quá trình xử lý.
Và bằng việc thống kê các kết quả xử lý thì
trong 10 mẻ trên cũng cho thấy những mẻ có

thạch anh thì hiệu quả xử lý thấp hơn. Việc bổ
sung thạch anh (cát) không đem lại hiệu quả xử
lý cao bởi vì đất tại Biên Hòa có thành phần
chủ yếu là cát pha kích thước hạt >20mm chiếm
khoảng 30% đến 50% về thể tích, cho nên bổ
sung thêm thạch anh là không cần thiết.
- Sự khác biệt giữa kết quả thực tế so với
kết quả theo tính toán đã chỉ ra rằng các hệ số
ảnh hưởng tới hiệu quả xử lý hoặc hệ thống đơn
giản là không ổn định để tìm ra quy luật thao
túng các thông số

15


IV. KẾT LUẬN
1. Mức độ tồn lưu dioxin tại khu vực
Tây-Nam đường bay Biên Hòa, thể tích đất
cần xử lý:
Kết quả phân tích 91 mẫu đất (43 mẫu đất
bề mặt, 48 mẫu lấy theo chiều sâu) có tổng 34
mẫu (35%) có nồng độ lớn hơn ngưỡng cần
phải xử lý, mẫu có nồng độ cao nhất là 962.560
ppt TEQ. Các mẫu đất và trầm tích lấy theo
chiều sâu với khoảng cách là 30 cm, độ sâu lấy
mẫu lớn nhất là 210cm cho thấy dioxin đã
xuống dưới 180cm. Độ sâu trung bình cần phải
xử lý khoảng 120 cm. Diện tích đất nhiễm
khoảng 75.000m2, Khối lượng đất ước tính cần
xử lý 90.000m3

2. Hiệu quả xử lý đất ô nhiễm dioxin
bằng công nghệ Phá hủy Hóa Cơ tại sân bay
Biên Hòa:
Tổng 150 tấn đất nhiễm dioxin lấy tại khu
vực Pacer Ivy được chia thành các lô đất có độ
nhiễm khác nhau để chia thành 42 mẻ xử lý cho
thấy:
16


- Số liệu quan trắc môi trường tại khu vực
xử lý cho thấy dioxin với hàm lượng thấp và
hàm lượng Chlorophenol tương đối cao trong
môi trường không khí xung quanh khu vực đặt
lò xử lý.
- Công suất xử lý của 01 lò chỉ đạt
500kg/ca làm việc 8 giờ, tương đương khoảng
800 - 1.000m3 đất ô nhiễm/lò/năm, không đáp
ứng được khối lượng đất nhiễm cần tẩy độc tại
Biên Hòa.
Như vậy kết quả thử nghiệm công nghệ
Phá hủy cơ – hóa (Mechano Chemical
Destruction) của NewZeeland để xử lý đất ô
nhiễm dioxin tại sân bay Biên Hòa cho thấy
chưa xử lý được triệt để dioxin trong đất, chưa
có giải pháp giảm thiểu khí thải gây ô nhiễm
thứ cấp, công suất xử lý của mỗi lò rất nhỏ…là
những tồn tại khó vượt qua để lựa chọn công
nghệ này xử lý đất, trầm tích ô nhiễm dioxin ở
Việt Nam.

17