Hà Nội 2012
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Phùng Khắc Huy Chú
ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM Ô NHIỄM DƯ LƯỢNG CHẤT DIỆT CỎ/ĐIO
VÀ KHẢ NĂNG PHÂN HỦY SINH HỌC TẠI KHU VỰC Ô NHIỄM
TÂY SÂN BAY BIÊN HÒA TỈNH ĐỒNG NAI
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Phùng Khắc Huy Chú
ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM Ô NHIỄM DƯ LƯỢNG
CHẤT DIỆT CỎ/DIOXIN VÀ KHẢ NĂNG PHÂN HỦY SINH HỌC
TẠI KHU VỰC Ô NHIỄM TÂY SÂN BAY BIÊN HÒA TỈNH ĐỒNG NAI
Chuyên ngành: Khoa học môi trường
Mã số: 60 85 02
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS.NCVCC. Đặng Thị Cẩm Hà
Hà Nội – 2012
MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các bảng biểu, hình vẽ
Bảng ký hiệu các chữ viết tắt
Trang
MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1
1.1. Dioxin, đặc điểm tính chất của dioxin và các chất tương tự
4
1.1.1. Các đặc điểm lý, hóa học của dioxin
4
1.1.1.1. Dioxin có độ bền cao
5
1.1.1.2. Dioxin ái mỡ và kỵ nước
6
1.1.1.3. Tính bền vững hoá học
6
1.1.1.4. Tính bền nhiệt
6
1.1.1.5. Thời gian bán huỷ của dioxin
7
1.1.2. Nguồn gốc và khối lượng dioxin do chiến tranh hoá học để lại ở
Nam Việt Nam
1.1.3. Đặc điểm ô nhiễm dioxin ở sân bay Biên Hòa, Đà Nẵng và Phù Cát
8
1.1.3.1. Ô nhiễm chất diệt cỏ/dioxin ở sân bay Biên Hòa
8
1.1.3.2. Tình trạng ô nhiễm chất diệt cỏ/dioxin ở sân bay Đà Nẵng
9
8
1.1.3.3. Tình trạng ô nhiễm chất diệt cỏ/dioxin ở sân bay Phù Cát
11
1.2. Một số đặc tính của chất diệt cỏ 2,4D và 2,4,5T
16
1.3. Phân hủy sinh học chất diệt cỏ 2,4D và 2,4,5T
17
1.3.1. Phân hủy sinh học hiếu khí 2,4D và 2,4,5T
17
1.3.2. Các cụm gene tham gia phân hủy 2,4D
18
1.3.3. Enzyme 2,4dichlorophenoxyacetate/αketoglutarate dioxygenease
19
1.3.4. Các enzyme monooxygenease tham gia quá trình phân hủy chất diệt
cỏ 2,4,5T và 2,4D
1.3.5. Các nghiên cứu về phân hủy sinh học 2,4D và 2,4,5T ở Việt Nam
20
1.4. Chuyển hóa, phân hủy sinh học dioxin và các chất tương tự
24
1.4.1. Phân hủy hiếu khí sinh học dioxin và các hợp chất tương tự dioxin
bởi vi khuẩn
1.4.1.1. Phân hủy hiếu khí sinh học dioxin và dibenzofuran không chứa clo
24
1.4.1.2. Phân hủy dioxin và dibenzofuran bởi oxy hóa kép vị trí bên
25
1.4.1.3. Phân hủy dioxin và các hợp chất tương tự dioxin bởi oxy hóa kép vị
trí góc
1.4.1.4. Phân hủy sinh học các hợp chất dioxin và dibenzofuran chứa clo
26
22
25
28
1.4.1.5. Phân hủy các hợp chất dioxin chứa clo bởi enzyme cytochrome P
450 monooxygenease
1.4.2. Nghiên cứu phân hủy sinh học chất diệt cỏ chứa dioxin ở Việt Nam
29
29
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
34
2.2. Phương pháp nghiên cứu
34
2.2.1. Phân tích các đồng phân độc của dioxin
35
2.2.2. Phân tích hàm lượng mùn, thành phần cơ giới
35
2.2.3. Nghiên cứu đa dạng vi sinh vật trong đất
35
2.2.3.1. Lấy mẫu đất để tiến hành phân tích vi sinh vật
36
2.2.3.2. Phân lập vi khuẩn
36
2.2.3.3. Tách DNA tổng số mẫu đất nhiễm, mẫu bùn hồ và từ VSV nuôi
cấy
2.2.3.4. Phương pháp nghiên cứu các đặc điểm hình thái vi sinh vật
36
2.2.3.5. Phân loại vi sinh vật bằng xác định trình tự gene 16S rRNA
37
2.2.3.6. Xác định trình tự đoạn gene tfdA mã hóa cho enzyme phân hủy 2,4D
37
2.2.3.7. Xác định trình tự đoạn gene mã hóa enzyme dioxin dioxygenase
37
2.2.3.8. Định tính khả năng sử dụng chất diệt cỏ/dioxin của vi khuẩn
38
36
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Đặc điểm ô nhiễm khu vực Tây sân bay Biên Hòa
39
3.1.1. Sự phân bố hàm lượng đồng phân 2,3,7,8TCDD trong đất tại khu
vực Tây sân bay Biên Hoà
3.1.2. Sự phân bố hàm lượng mùn trong đất khu vực Tây sân bay Biên Hòa
39
3.1.3. Sự phân bố hàm lượng sét tại khu vực Tây sân bay Biên Hòa
44
3.2. Đặc điểm sinh học của một số chủng vi khuẩn phân lập từ đất ô
nhiễm chất diệt cỏ/dioxin tại khu vực Tây sân bay Biên Hòa
3.2.1. Phân lập và xác định khả năng phân hủy chất diệt cỏ/dioxin của một
số chủng vi khuẩn
3.2.1.1. Phân loại chủng vi khuẩn BHNA1
46
3.2.1.2. Phân loại chủng vi khuẩn BHNB1
49
43
46
47
3.2.2. Một số đặc điểm sinh học của các chủng vi khuẩn sử dụng chất
diệt cỏ/dioxin và các chất tương tự
3.2.2.1. Sự tồn tại của các gene tfdA ở chủng BHNA1
55
3.2.2.2. Sự tồn tại của các gene tfdA ở chủng BHNB1
58
3.2.3. Sự tồn tại của gene dioxin dioxygenase ở chủng BHNB1
62
3.2.4. Định tính khả năng sử dụng các chất diệt cỏ/dioxin
65
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
71
TÀI LIỆU THAM KHẢO
74
55
PHỤ LỤC
DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Một số tính chất của dioxin và furan
Bảng 1.2. Đặc điểm thổ nhưỡng của sân bay Đà Nẵng
Bảng 3.1. Hàm lượng đồng phân 2,3,7,8TCDD, mùn, thành phần cơ giới tại các
điểm nghiên cứu tại khu vực Tây sân bay Biên Hòa.
Bảng 3.2. Một số đặc điểm hình thái khuẩn lạc của các vi khuẩn phân lập từ
mẫu đất khu vực Tây sân bay Biên Hòa.
Bảng 3.3. Diện tích pick của đồng phân 2,3,7,8TCDD.
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 2.1. Các vị trí lấy mẫu nghiên cứu tại khu vực Tây sân bay Biên Hòa
Hình 2.2. Quy trình tiến hành phân tích mẫu đất chứa dioxin.
Hình 3.1. Biểu đồ sự phân bố của đồng phân dioxin 2,3,7,8TCDD theo độ sâu.
Hình 3.2. Biểu đồ sự phân bố hàm lượng đồng phân 2,3,7,8TCDD ở cùng một độ sâu
lấy mẫu.
Hình 3.3. Biểu diễn hàm lượng đồng phân 2,3,7,8TCDD tại các điểm lấy mẫu.
Hình 3.4. Sơ đồ biến động hàm lượng mùn theo độ sâu tại khu vực Tây sân bay
Biên Hòa.
Hình 3.5. Sơ đồ biến động hàm lượng sét theo độ sâu tại khu vực nghiên cứu.
Hình 3.6. Hình thái khuẩn lạc chủng BHNA1
Hình 3.7. Hình thái tế bào vi khuẩn BHNA1 dưới kính hiển vi điện tử quét JEOL
Hình 3.8. Cây phát sinh chủng loại chủng BHNA1
Hình 3.9. Hình thái khuẩn lạc chủng BHNB1
Hình 3.10. Hình thái tế bào vi khuẩn BHNB1 dưới kính hiển vi điện tử quét
JEOL.
Hình 3.11. Cây phát sinh chủng loại chủng BHNB1.
Hình 3.12. Sản phẩm PCR nhân đoạn gene tfdA với cặp mồi tfdAF và tfdAR của
chủng BHNA1
Hình 3.13. Trình tự nucleotide đoạn gene mã hóa enzyme TfdA và trình tự
aminoacide suy diễn nhân lên từ DNA chủng Pseudomonas sp.BHNA1.
Hình 3.14. Cây phát sinh chủng loại gene tfdA của chủng BHNA1.
Hình 3.15. Sản phẩm PCR nhân đoạn gene tfdA với cặp mồi tfdAF và tfdAR của
chủng BHNB1.
Hình 3.16. Cây phát sinh chủng loại gene tfdA của chủng BHNB1.
Hình 3.17. Sản phẩm PCR nhân đoạn gene dioxin dioxygenase với cặp mồi
DIOXYF và DIOXYR.
Hình 3.18. Cây phát sinh chủng loại gene dioxin dioxygenase của chủng BHNB1.
Hình 3.19. Phổ sắc ký khí khối phổ thể hiện khả năng loại bỏ đồng phân 2,3,7,8
TCDD bởi hai chủng vi khuẩn BHNA1 và BHNB1
BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BH
Sân bay Biên Hòa
CDD
Chất diệt cỏ chứa dioxin
CDHH
Chất độc hóa học
DD
Dibenzopdioxin
DBF
Dibenzofuran
ĐN
Sân bay Đà Nẵng
PC
Sân bay Phù Cát
PCB
Polychlorinatedbiphenyl
PCDD
Polychlorinated dibenzopdioxin
PCDF
Polychlorinated dibenzofuran
ppm
Parts per million (µg/kg)
ppt
Parts per trillion (ng/kg)
2,3,7,8TCDD
2,3,7,8tetrachlorodibenzopdioxin
2,4D
2,4dichlorophenoxyacetic acid
2,4DCP
2,4dichlorophenol
2,4,5T
2,4,5trichlorophenoxyacetic acid
2,4,5TCP
2,4,5trichlorophenol
đtg
Đồng tác giả
kb
Kilo bazơ
PAH
Polycyclic Aromatic Hydrocacbon = hydrocacbon đa nhân
PCR
Polymerase Chain Reaction =phản ứng chuỗi trùng hợp
TPCG
Thành phần cơ giới
VK
Vi khuẩn
VSV
Vi sinh vật
Lời cảm ơn
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Đặng Thị Cẩm Hà Viện
Công nghệ sinh học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam là người thầy đã
tận tâm hướng dẫn, dạy bảo và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất giúp tôi thực
hiện và hoàn thành luận văn này.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các đồng chí lãnh đạo, chỉ huy Viện Hóa
học Môi trường quân sự/Bộ tư lệnh Hóa học đã hết sức giúp đỡ, tạo điều kiện
tối đa cho tôi khi tham gia học tập. Bên cạnh đó, tôi cũng chân thành cảm ơn sự
quan tâm sâu sắc của tập thể phòng Công nghệ xử lý môi trường Viện Hóa học
Môi trường quân sự đã chia sẻ, gánh vác những khó khăn, chia sẻ khi thực hiện
nhiệm vụ trong thời gian tôi đi học và hoàn thành luận văn của mình.
Bên cạnh đó, để có thể hoàn thành được luận văn này còn có sự giúp đỡ,
hướng dẫn của chị, TS Đinh Thị Thu Hằng, các em: ThS Đào Thị Ngọc Ánh, CN
Lê Việt Hưng, ThS Nguyễn Nguyên Quang cùng toàn thể các chị, các em trong
phòng Công nghệ sinh học tái tạo môi trường/Viện Công nghệ sinh học trong
suốt nhiều tháng trời tôi tham gia thực hiện nội dung luận án này.
Trong thời gian học tập em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể các
thầy, các cô trong Khoa Môi trường/Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc
gia Hà Nội đã tận tình truyền đạt, trao đổi những kiến thức căn bản, cần thiết
cho em trong suốt quá trình học tập tại trường.
Để có thể hoàn thành luận văn của mình tôi đã có được sự động viên to
lớn của gia đình và đặc biệt là của đồng chí vợ đã luôn ở bên tôi, chủ động khắc
phục mọi khó khăn của gia đình để động viên và tạo điểu kiện thuận lợi nhất khi
tôi thực hiện luận văn này. Tôi rất cảm ơn sự động viên khích lệ của các đồng
nghiệp, bạn bè trong đơn vị và ngoài đơn vị đã dành cho tôi.
Hà Nội, ngày tháng năm 2012
MỞ ĐẦU
Trong chiến tranh ở Việt Nam, các chất diệt cỏ chứa dioxin (chất diệt
cỏ/dioxin) được gọi với các tên khác nhau là chất độc hóa học, chất diệt cỏ,
dioxin, chất da cam mà quân đội Mỹ sử dụng ở miền Nam Việt Nam bắt đầu từ
ngày 10/8/1961 và kết thúc vào ngày 31/10/1971 đã gây ra thảm họa lớn cho môi
trường và con người. Theo Young (2009) quân đội Mỹ đã rải tổng cộng
74.175.920 lít chất diệt cỏ, trong đó: chất da cam là 43.332.640 lít; chất xanh lá
mạ, chất hồng, chất tím là 2.944.240 lít; chất trắng là 21.798.400 lít; chất xanh da
trời là 6.100.640 lít [2]. Các chất diệt cỏ trên chứa dioxin (tetraclordibenzodioxin
TCDD) là tạp chất sinh ra trong quá trình sản xuất các chất diệt cỏ.
Sân bay Biên Hòa là một trong số các căn cứ quân sự mà quân đội Mỹ sử
dụng làm nơi lưu trữ, đóng nạp các chất trên để phục vụ các cuộc phun rải kéo
dài và để lại sự ô nhiễm nặng nề cho đến ngày nay. Hiện tại có 4 khu vực ở sân
bay này vẫn bị ô nhiễm chất diệt cỏ/dioxin. Khu 1 là khu chứa ở phía Nam sân
bay nồng độ ô nhiễm cao nhất tới 5,8 triệu ppt, diện tích của khu vực này
khoảng 4,7 ha; Khu 2 là nam sân bay diện tích ô nhiễm khoảng 1,0 ha, chiều sâu
nhiễm 1 m, độ tồn lưu dioxin (2,3,7,8 TCDD) phân tích được tới 65.000 ppt . Khu
3 là khu vực ao hồ thuộc cổng II sân bay, diện tích ô nhiễm hơn 2 ha và chủ yếu
là trầm tích (bùn), nồng độ dioxin phân tích cao nhất ở khu vực này chỉ khoảng
2.200 ppt. Khu 4 là Tây sân bay, đây là khu vực mới được phát hiện (khu Pacer
Ivy) [2].
Ảnh hưởng của chất diệt cỏ chứa dioxin đối với môi trường sinh thái và
con người ở Việt Nam đã được nghiên cứu từ những năm 80 của thể kỷ trước
với nhiều đề tài, dự án điều tra, đánh giá tác hại của chất diệt cỏ/dioxin. Đồng
thời các nghiên cứu ở quy mô khác nhau đã nhằm vào việc tìm kiếm các công
nghệ xử lý khử độc ô nhiễm môi trường mang tính khả thi. Từ nghiên cứu trong
phòng thí nghiệm tới quy mô pilot hiện trường và thử nghiệm ở quy mô lớn tới
hàng nghìn mét khối để xử lý khử độc đất hay trầm tích bị ô nhiễm đã được tiến
hành. Tuy nhiên, các nghiên cứu này chỉ ở đối tượng là các “điểm nóng” với các
khu vực bị ô nhiễm đã biết như đầu Bắc sân bay Đà Nẵng, khu vực Z1 sân bay
Biên Hòa, còn những khu vực mới phát hiện trong thời gian gần đây thì chưa có
nghiên cứu chi tiết kể cả điều tra cơ bản. Vì vậy cho đến nay chưa có giải pháp
công nghệ để xử lý làm sạch khu vực Tây sân bay Biên Hòa. Chính vì vậy các
nghiên cứu đã được tiến hành nhằm vào việc xác định khu vực ô nhiễm trong đó
có đánh giá độ tồn lưu và khả năng xử lý bằng con đường sinh học. Các nhiệm
vụ đầu tiên được đặt ra là đó là đánh giá một số tính chất của đất ô nhiễm và mức
độ độc của dioxin theo độ sâu; nghiên cứu đa dạng vi sinh vật cũng như sự biểu
hiện của các gene chức năng trong đất nhiễm chất diệt cỏ/dioxin; nghiên cứu khả
năng khử clo sinh học các hợp chất ô nhiễm theo cơ chế oxy hóa cắt vòng, xúc tác
hay loại khử clo, các quá trình biến đổi chất sử dụng chất diệt cỏ/dioxin như là
nguồn carbon và năng lượng duy nhất hay theo cơ chế trao đổi chất.
Một số nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nước về phân lập, đánh
giá khả năng sử dụng các hợp chất độc cũng như gene tham giá quá trình phân
hủy các chất độc đã được tiến hành [9,11,1,22,21,27,5,126,6,84,91]. Bên cạnh các
nghiên cứu về đa dạng chủng loại, gene chức năng cùng một số nghiên cứu về
lý, hóa và sinh học nhằm khử độc đất nhiễm đã được tiến hành trong đất tại các
“điểm nóng” trong đó có sân bay Đà Nẵng, khu vực Z1 sân bay Biên Hòa. Trong
các công nghệ có thể áp dụng cho xử lý môi trường nói chung và xử lý các hợp
chất khó phân hủy nói riêng, đặc biệt là các chất diệt cỏ có chứa dioxin thì việc
khử độc đất nhiễm bằng phân hủy sinh học (bioremediation) được quan tâm đặc
biệt do giá thành thấp và thân thiện với môi trường. Cơ sở của phương pháp
phân hủy sinh học trong điều kiện của Việt Nam là kích thích tập đoàn vi sinh
vật bản địa để phân hủy chất ô nhiễm là hỗn hợp của chất diệt cỏ/dioxin và các
chất ô nhiễm tạo ra trong đất sau quá trình phân hủy tự nhiên. Do vậy nghiên cứu
đa dạng vi sinh vật và gene chức năng trong đất nhiễm là hết sức cần thiết. Đồng
thời nghiên cứu khả năng phân hủy 2,3,7,8TCDD là chất chiếm tỷ lệ 90 đến
99% tổng độ độc trong đất đã được đặt ra. Kết quả của các nghiên cứu cơ bản
về quần xã vi sinh vật, các gene chức năng có mặt trong đất và bùn hồ nhiễm
chất diệt cỏ chứa dioxin sẽ là cơ sở quyết định trong xây dựng quy trình công
nghệ phù hợp để xử lý khử độc các điểm nóng ô nhiễm vẫn còn tồn tại cho đến
nay.
Trên cơ sở lý luận khoa học và nhu cầu cấp bách của việc khử độc làm sạch
đất nhiễm tại các “điểm nóng” đã biết và các khu vực mới phát hiện thuộc các sân
bay quân sự cũ, góp phần thực hiện Chương trình khắc phục hậu quả của chất độc
hóa học do Mỹ sử dụng trong chiến tranh, đề tài “Đánh giá đặc điểm ô nhiễm dư
lượng chất diệt cỏ/đioxin và khả năng phân hủy sinh học tại khu vực ô nhiễm
Tây sân bay Biên Hòa tỉnh Đồng Nai” thực hiện với các mục đích và nội dung
chính như sau:
Mục tiêu của đề tài
Tìm hiểu mức độ ô nhiễm chất diệt cỏ/dioxin tại khu vực đầu phía Tây
sân bay Biên Hòa tỉnh Đồng Nai, đánh giá khả năng phân hủy sinh học của vi
sinh bản địa tại khu vực trong điều kiện phòng thí nghiệm.
Nội dung nghiên cứu
Khảo sát và phân tích hiện trạng, đặc điểm ô nhiễm dioxin tại khu vực
đầu Tây sân bay Biên Hòa (chỉ số môi trường, địa hóa cơ bản như hàm lượng
mùn, thành phần cơ giới, độ pH v.v. và mức độ ô nhiễm dioxin);
Đặc điểm sinh học của một số chủng vi khuẩn phân lập được từ khu
vực nghiên cứu.
Xác định sự có mặt của 2 gene chức năng tfdA và dioxin dioxygenase
tham gia phân hủy chất diệt cỏ/dioxin từ hai chủng vi khuẩn trên.
Nghiên cứu khả năng phân hủy chất diệt cỏ/dioxin của hai chủng vi
khuẩn được phân lập từ khu vực nghiên cứu và phân loại định tên chúng;
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Dioxin, đặc điểm tính chất của dioxin và các chất tương tự
Dioxin thuộc vào một trong 12 nhóm chất hữu cơ khó phân huỷ (Persistent
Organic Pollutants) này được gọi tắt POP theo công ước Stockholm (UNEP, 2001)
phải được loại bỏ hoàn toàn. Các chất này gồm: Policlobiphenyl (PCB);
Policlodibenzeopdioxin (PCDD); Policlodibenzofuran (PCDF); Aldrin; Dieldrin;
Diclodiphenyltricloetan (DDT); Endrin; Clordan; Hexaclobenzen; Mirex;
Toxaphen; Heptaclo [24].
Trong 12 nhóm chất POP, với tên chung là “dioxin” và tương tự dioxin,
thường được hiểu là các chất Policlodibenzopdioxin (PCDD) và
Polyclodibenzofuran (PCDF), polyclobiphenyl (PCB). Trừ PCDD và PCDF là nhóm
các chất không chủ định sản xuất, các chất còn lại được sản xuất để sử dụng trong
hoạt động kinh tế. PCB được sử dụng trong chế tạo dầu biến thế, tụ điện lỏng,
làm chất hoá dẻo, v.v. Các chất chứa clo được sản xuất làm thuốc trừ sâu, trừ muỗi,
trừ côn trùng có hại v.v.
Các đồng phân của dioxin và furan:
a) Polyclodibenzopdioxin có 75 chất gọi là đồng phân, phụ thuộc vào số
lượng nguyên tố clo trong phân tử được chia ra tám nhóm đồng phân (isomer).
b) Polyclodibenzofuran có 135 chất gọi là đồng phân, tương tự như PCDD,
PCDF được chia ra tám nhóm đồng phân [24].
Cấu tạo nguyên tử chung của dioxin và furan như sau:
9
8
7
6
Cl x
10
O
O
5
1
4
Policlodibenzopdioxin
9
2
8
3
7
Cl y
1
2
Cl m 6
O
5
3
4
Cln
Policlodibenzofuran
1.1.1. Các đặc điểm lý, hóa học của dioxin
1.1.1.1. Dioxin có độ bền cao
Một trong những đặc điểm quan trọng của dioxin là có độ bền vật lý, hóa
học và sinh học cao. Ở điều kiện bình thường, dioxin là những chất rắn, có nhiệt
độ nóng chảy khá cao, áp suất hơi rất thấp và rất ít tan trong nước.
Nhiệt độ sôi của 2,3,7,8TCDD, là đồng phân độc nhất trong các đồng
phân của dioxin, vào khoảng 412,2oC. Độ hoà tan của nó trong chất diệt cỏ sử
dụng trong chiến tranh vào khoảng 580 ppm; trong các dung môi hữu cơ khác lần
lượt là: odiclobenzen: 1.400 mg/l, clobenzen: 720 mg/l, benzene: 570 mg/l,
chloroform: 370mg/l; axeton: 110 mg/l, methanol: 10mg/l [34, 113].
Bảng 1.1: Một số tính chất của dioxin và furan
Chất
Phân tử Nhiệt độ Nhiệt độ Độ tan trong
lượng nóng chảy, sôi oC
nước ng/l
áp suất
mmHg
o
C
[2,3,7,8]TCDD
322,0
305306
446,5
19,3
7,40.1010
1,[2,3,7,8]PeCDD
356,4
240241
9,48. 1010
1,4,[2,3,7,8]HxCDD
390,9
273275
487,7
4,42
1,01.1010
1,6,[2,3,7,8] HxCDD
390,9
285286
3,60.1011
1,9,[2,3,7,8] HxCDD
390,9
243244
4,90.1011
1,4,6,[2,3,7,8]HpCDD
425,3
265
507,2
2,4
3,21.1011
1,4,6,9,[2,3,7,8]OCDD
459,8
330332
510
0,4
8,25.1011
[2,3,7,8]TCDF
305,96
219221
438,3
419
8,96. 109
1,[2,3,7,8]PeCDF
340,42
225227
2,72. 109
4,[2,3,7,8]PeCDF
340,42
196
464,74
136
3,29. 109
1,4,[2,3,7,8]HxCDF
374,87
226226
487,7
828
2,40.1010
1,6,[2,3,7,8] HxCDF
374,87
232234
487,7
17,7
2,20. 1010
1,9,[2,3,7,8] HxCDF
374,87
247
1,80.1010
4,6,[2,3,7,8]HXCDF
374,87
239
2,30.1010
1,4,6,[2,3,7,8]HpCDF
409,31
236237
507,2
1,35
1,33. 1010
1,4,9,[2,3,7,8]HpCDF
409,31
222
507,2
1,07.1010
1,4,6,9,[2,3,7,8]OCDF
443,76
259
537
1,16
3,75.1010
1.1.1.2. Dioxin ái mỡ và kỵ nước
Đặc tính ái mỡ (lipophilic) và kị nước (hydrophobic) của dioxin liên quan
chặt chẽ với độ bền vững của chúng trong cơ thể sống cũng như trong tự nhiên
và sự phân bố của chúng trong các cơ quan của cơ thể.
Hệ số phân bố của 2,3,7,8TCDD đã được xác định trong các thành phần
của cơ thể lần lượt là: mô mỡ 300; da 30; gan 25; sữa mẹ 13; thành ruột 10; máu
10; thận 7; bắp thịt 4; mật 0,5; nước tiểu 0,00005. Vì vậy, khi nghiên cứu đánh
giá độ tồn lưu của dioxin trong cơ thể người, thường lấy mỡ, máu và sữa mẹ là
các mô chứa nhiều sữa nhất nên tại đây dioxin có khả năng bị hòa tan cao nhất.
Trong sữa mẹ có khoảng 34% mỡ, còn trong máu khoảng 0,3 0,7% [51].
1.1.1.3. Tính bền vững hoá học
Về mặt hoá học, dioxin rất bền vững, không bị phân huỷ dưới tác dụng của
các axit mạnh, kiềm mạnh, các chất oxy hoá mạnh khi không có chất xúc tác và
ngay ở cả môi trường có nhiệt độ cao. Dioxin không bị thuỷ phân trong nước ở
điều kiện bình thường. Nước siêu tới hạn có nhiệt độ 375 oC, áp suất 222 atm và tỷ
khối 0,307 g/cm3, có thể hoà tan và oxy hoá dioxin với hiệu suất rất cao, ở quy mô
phòng thí nghiệm, 99,9999% [39].
1.1.1.4. Tính bền nhiệt
Dioxin có nhiệt độ nóng chảy khá cao, nhiệt độ sôi của 2,3,7,8TCDD lên
tới 412oC, các quá trình cháy tạo dioxin cũng xảy ra ở khoảng nhiệt độ khá cao.
Nhiệt độ 750900oC vẫn là vùng tạo thành 2,3,7,8TCDD trong quá trình sản xuất
các chất hữu cơ có clo. Ngay cả ở nhiệt độ 1200 oC quá trình phân huỷ dioxin vẫn
là quá trình thuận nghịch, dioxin chỉ bị phân huỷ hoàn toàn ở nhiệt độ lớn hơn
12001400oC [24].
1.1.1.5. Thời gian bán huỷ của dioxin
Thời gian bán huỷ là một thông số quan trọng để đánh giá độ bền vững
của dioxin trong các đối tượng khác nhau.
Có nhiều tài liệu nêu ra các số liệu về thời gian bán huỷ (T1/2) của dioxin
trong một số đối tượng như sau [51,34,50]:
Trong đất
Chuột
: 1530 ngày
Trên bền mặt đất : 13 năm
Chuột lang
: 3090 ngày
Cặn đáy
: đến 2 năm
Khỉ
: 455 ngày
Nước
: 12 năm
Người
: 57 năm
: >10 năm
Thời gian bán huỷ của dioxin là 912 năm chỉ ở trên lớp đất bề mặt 0,1cm,
ở các lớp đất sâu hơn là 25100 năm. Theo Hsieh và đtg (1994) [65] thời gian bán
huỷ của dioxin trong đất là 4.720 ngày (~13 năm), hexaclobenze là 1.530 ngày (4,2
năm), PCBs là 940 ngày (2,6 năm), PAHs là 570 ngày (1,6 năm), pentaclophenol
100 ngày. Trong cặn đáy dioxin có thể tồn tại hàng trăm năm. Theo tài liệu này
thời gian bán hủy đồng phân của PCDD và PCDF trong cặn đáy như sau:
Nhóm đồng phân
PCDF
PCDD
Tetra
79 năm
102 năm
Penta
59 năm
153 năm
Hexa
54 năm
173 năm
Hepta
32 năm
128 năm
Octa
29 năm
139 năm
Các số liệu này cho thấy độ bền vững của PCDD và PCDF trong trầm tích
là rất khác nhau và có thể xếp theo thứ tự:
PCDD > PCDF
Đối với PCDF:
Tetra > Penta > Hexa > Hepta > Octa
Đối với PCDD:
Hexa > Penta > Octa > Hepta > Tetra
1.1.2. Nguồn gốc và khối lượng dioxin do chiến tranh hoá học để lại ở Nam Việt
Nam
Trong thời gian chiến tranh ở Việt Nam, chất diệt c ỏ/dioxin được quân
đội Mỹ sử dụng ở miền Nam Việt Nam bắt đầu từ ngày 10/8/1961 và kết thúc
vào ngày 31/10/1971. Theo Young (2009) quân đội Mỹ đã rải tổng cộng 74.175.920
lit chất diệt cỏ, trong đó: chất da cam là 43.332.640 lít; chất xanh lá mạ, chất
hồng, chất tím là 2.944.240 lít; chất trắng là 21.798.400 lít; chất xanh da trời là
6.100.640 lít [3]. Các chất diệt cỏ trên thùng có màu tím, da cam, v.v. chứa 2,3,7,8
TCDD và 1,2,3,7,8PeCDD được đánh giá có độ độc tương đương cao nhất với
hệ số là 1.
Theo Westing (1989) [122] thì con số là 170 kg, và theo tác giả, thời gian
bán huỷ của dioxin là 3,5 năm, con số 170 kg dioxin tính vào thời điểm 1968, một
nửa con số này tích luỹ trong đất và các sinh vật, còn một nửa khác nhanh chóng
bị quang phân huỷ. Với những giả thiết này, tác giả tính lượng dioxin và năm
1980 còn 8 kg, năm 1985 còn 3 kg và đến năm 1990 chỉ còn lại 1kg. Tác giả cũng
tính sự phân bố khối lượng 170 kg dioxin này theo các vùng chiến thuật: Vùng I:
28,9 kg; vùng II: 35,7kg; vùng III: 90,1kg; vùng IV: 15,3 kg.
Hàm lượng dioxin do quân đội Mỹ sử dụng được nhiều tác giả giả thiết
với cơ sở rất khác nhau vì vậy mà con số này cũng khác nhau. Wolfe và cộng sự
đưa ra con số 368 pao, tức 167 kg (~ 170kg) 2,3,7,8TCDD [34]. Viện sỹ Viện hàn
lâm khoa học Liên Xô Fokin (1983) đánh giá khối lượng dioxin do chiến tranh hoá
học để lại cho môi trường miền Nam Việt Nam vào khoảng 500600 kg. Gần đây
nhất Stellman và cộng sự (2003, tr.684) [109], sau khi tính toán lại khối lượng các
CĐHH chứa dioxin, đưa ra con số: 386 kg hay hơn 1000 kg.
1.1.3. Đặc điểm ô nhiễm dioxin ở sân bay Biên Hòa, Đà Nẵng và Phù Cát
1.1.3.1. Ô nhiễm chất diệt cỏ/dioxin ở sân bay Biên Hòa
Tại sân bay Biên Hòa các khu vực đã được khảo sát và mức độ ô nhiễm
chất diệt cỏ/dioxin ở mức độ khác nhau bao gồm: Khu vực Nam của sân bay
(khu A); Khu vực Pacer Ivy nằm ở Tây của đường băng (đây cũng chính là khu
vực nghiên cứu của đề tài); Khu Z1 và vùng vành đai Z1 đã được xác định là
điểm nóng từ nhiều năm nay. Đặc điểm của các khu vực bị ô nhiễm chất diệt
cỏ/dioxin có thể tóm tắt như sau:
* Khu vực Nam sân bay – khu A
Diện tích khoảng 2000m2. Có 5/16 mẫu có nồng độ dioxin lớn hơn 1000
ppt. Có 1 mẫu có nồng độ cao nhất là 65.400 ppt. Thành phần cuả TCDD đều
chiếm tỷ lệ cao từ 75% đến trên 98% của tổng TEQ.
* Kết quả khu vực Pacer Ivy ở phía Tây đường băng
Diện tích khu vực vào khoảng 150.000m2, đã phân tích 15 mẫu trong tổng
số 19 mẫu đất và trầm tích. Kết quả phân tích cho thấy 2 mẫu có nồng độ dioxin
cao 2.000 và 22.300 ppt. Lấy mẫu trầm tích tại các hồ, ao và rãnh thoát nước tại
khu vực, nồng độ dioxin trong các mẫu trầm tích đểu lớn hơn giá trị ngưỡng của
Việt Nam và quốc tế (giá trị cao nhất là 5.970 ppt). Phần trăm của TCDD trên
tổng số TEQ trong một số mẫu chiếm hơn 90%, chứng tỏ chất độc da cam là
nguồn gốc chính của ô nhiễm dioxin tại khu vực này [12].
* Khu vực Z1
Đây là điểm mà bộ Quốc phòng Việt Nam đã xác định là khu vực ô nhiễm
dioxin nặng. Một loạt mẫu lấy ở khu vực phía dưới những thùng thuốc diệt cỏ
đã sử dụng trong chiến dịch Ranch Hand. Kết quả phân tích cho thấy nồng độ
TCDD tăng dần theo độ sâu: tại độ sâu 030 cm, nồng độ TCDD là 36.800 ppt, độ
sâu 30 – 60 cm nồng độ là 144.000 ppt; độ sâu 60 – 90 cm nồng độ là 259.000 ppt;
độ sâu 150 – 180 cm nồng độ là 184.000 ppt. Hàm lượng TCDD chiếm tới hơn
98% trên tổng số TEQ trong tất cả các mẫu lấy tại khu vực này [6]. Nói chung
đất của khu vực Z1 thuộc loại đất chua, bạc màu, độ pH của đất phổ biến ở
mức 4,55,5. Độ mùn thấp phổ biến ở 1 – 2%, thành phần cát chiếm tỷ trọng lớn
[14].
1.1.3.2. Tình trạng ô nhiễm chất diệt cỏ/dioxin ở sân bay Đà Nẵng
Khu nhiễm có cùng đặc điểm thổ nhưỡng của Đà Nẵng. Kết quả điều tra,
phân loại nguồn gốc các loại đất cho thấy Đà Nẵng có 10 nhóm đất cơ bản. Các
nhóm đất phổ biến ở khu vực sân bay Đà Nẵng là nhóm cát biển và nhóm đất
bạc màu. Kết quả phân tích một số thành phần đất trong khu nhiễm [20].
Bảng 1.2: Đặc điểm thổ nhưỡng
Thành phần
Tỷ lệ
Sét
810
Cấu trúc viên
2030%
Tổng lượng Ca, Mg
35mg/100g
Độ ẩm sau mưa
2530%
Tổng lượng nhôm, sắt dạng oxit
1020%
Ngoài ra, hàm lượng các chất mùn ở đây rất thấp, phổ biến không vượt
quá 2%; độ pH thấp (2,5 5). Vì vậy khả năng lan truyền của chất độc theo các
hướng: Bề mặt, nước ngầm, bay hơi là rất lớn do sự kết hợp của nhiều yếu tố
tự nhiên của vi khí hậu và đặc điểm thổ nhưỡng.
Trong khảo sát, đánh giá của mình, công ty Hatfield (Canada, 2007) đã phân
tích các thành phần các cấp hạt đất và trầm tích tại khu vực đầu bắc và ao hồ sân
bay Đà Nẵng đã chỉ ra. Hầu hết các đất tại khu vực đầu bắc sân bay Đà Nẵng
hàm lượng cát (2 – 0,063mm) chiếm đa số với hàm lượng 73 đến 80%, hàm
lượng limon (0,063mm 4µm) chiếm từ 20 đến 8%, hàm lượng sét (<4µm) chiếm
từ 4 đến 12%. pH dao động trong khoảng tà 4,5 đến 9,1 [56].
Trong báo cáo kết quả của Công ty tư vấn Hatfield (2007) cho thấy khu
vực ô nhiễm tại đầu Bắc sân bay (khu vực pha trộn và đóng nạp) có nồng độ
TCDD cao nhất xác định được là 361.000 ppt ở độ sâu từ 0 – 10 cm và tỷ lệ đồng
phân 2,3,7,8TCDD chiếm tới trên 99%. Ở độ sâu từ 10 – 30 cm nồng độ TCDD
là 330.000 ppt và những mẫu khác ở khu vực này nằm trong khoảng 1.190 đến
36.800 ppt. Tại khu chứa ở độ sâu lấy mẫu 1030 cm và 3050 cm tất cả các mẫu
phân tích đều cho thấy khu vực có nồng độ chất ô nhiễm cao. Nồng độ mẫu đất
lấy ở bề mặt 10 cm khu vực này có khoảng nồng độ từ 3.520 ppt đến 106.000
ppt. Tại khu vực này nồng độ ô nhiễm giảm dần theo độ sâu [56].
Trong năm 2009, Công ty Hatfield (Canada) [57] tiến hành khảo sát phân
tích mẫu tại khu vực sân bay Đà Nẵng đã chỉ ra, tại khu vực Pacer Ivy (khu vực
lưu trữ ở phía nam sân bay) nồng độ TCDD cao nhất phân tích được là 20.600 ppt
ở độ sâu 010 cm nhưng tỷ lệ đồng phân 2,3,7,8TCDD chỉ chiếm có 65%. Ở các
độ sâu lớn hơn nồng độ TCDD vẫn cao, ở độ sâu 1030 cm nồng độ TCDD dao
động trong khoảng 3.500 đến 5.120 ppt và tỷ lệ đồng phân 2,3,7,8TCDD chiếm
68,4%. Ở độ sâu 30115 cm nồng độ TCDD giảm dần theo độ sâu từ 123 đến
4,15 ppt. Qua đây có thể nhận thấy rằng tại khu vực này tỷ lệ nồng độ 2,3,7,8
TCDD chiếm tỷ lệ trung bình và điều này cho ta thấy rằng nồng độ chất độc da
cam/dioxin tại khu vực còn có sự tham gia của các đồng phân khác và furan bao
gồm penta; hexa; hepta; và octachlorinated.
Tại khu vực Pacer Ivy (khu vực đóng thùng khi thu hổi) các mẫu phân tích
trên bề mặt với độ sâu từ 010 cm nồng độ TCDD thấp dưới ngưỡng quốc tế
quy định (1000 ppt) nằm trong khoảng 5,2 ppt đến 99,7 ppt và tỷ lệ đồng phân
độc 2,3,7,8TCDD chiếm trên 80%. Khi tiến hành khảo sát tại các điểm lấy mẫu
khu vực đầu bắc sân bay (khu pha trộn và đóng nạp) cho thấy nồng độ chất ô
nhiễm vẫn ở mức độ cao và nằm trong khoảng 64 đến 11.700 ppt. Khi lấy mẫu
phân tích năm 2009 so với năm 2006 ở cùng địa điểm thì nồng độ tương ứng là
11.700 ppt và 5.690 ppt. tất cả các mẫu tại khu vực này tỷ lệ đồng phân 2,3,7,8
TCDD đều chiếm tỷ lệ cao 95,7 – 94,9% [57].
1.1.3.3. Tình trạng ô nhiễm chất diệt cỏ/dioxin ở sân bay Phù Cát
Tại sân bay Phù Cát 7 khu vực đã lấy mẫu phân tích dioxin gồm: khu chứa,
khu nạp, khu đệm, khu rửa, bể lắng lọc, các hồ trong sân bay (bao gồm hồ A, hồ B,
hồ C) và khu vực phía Đông Nam đường băng (khu vực Bộ Quốc Phòng Mỹ cung
cấp).
a. Khu chứa
Khu chứa có diện tích khoảng 8.000 m2, trong đó sân bê tông là nơi chứa
chính chiếm gần 3.000 m2.
Kết quả từ dự án Z3 (2000): nồng độ trung bình trong các mẫu bề mặt là
11.400 ppt, mẫu có nồng độ cao nhất là 49.500 ppt. Kết quả phân tích 6 mẫu theo
chiều sâu cho thấy ở độ sâu 6090 cm nồng độ trung bình là 930 ppt, còn ở độ sâu
120150 cm, nồng độ trung bình là 120 ppt.
Phân tích mẫu bổ sung năm 2008 cho thấy, nồng độ dioxin trung bình
trong các mẫu bề mặt là 19.935 ppt. Mẫu có nồng độ cao nhất nằm gần giữa sân
bê tông ở độ sâu 1030cm với 238.000 ppt.
Tại cống gom nước của khu chứa lấy 01 mẫu theo chiều sâu 010 cm có
nồng độ 30.000 ppt, ở lớp đất 1030cm có nồng độ 564 ppt.
Điều đáng chú ý nữa là trong các mẫu phân tích tại đây đồng phân 2,3,7,8
TCDD đều lớn hơn 95,5 %, số liệu thu được này chứng tỏ dioxin tại khu vưc này
có nguồn gốc từ chất diệt cỏ mà Mỹ sử dụng trong chiến tranh.
b. Khu nạp
Khu nạp là sân bê tông, một phần xung quanh trải nhựa, có diện tích
khoảng 13.000 m2.
Kết quả phân tích cho thấy, nồng độ trung bình trong 6 mẫu bề mặt là 152
ppt, dao động từ 2,6 đến 870 ppt. Hai mẫu cao nhất trong khu nạp là 2 mẫu tại
cửa cống thoát nước từ 3 cống gom nước trong khu nạp: ở lớp đất 010 cm có
nồng độ 866 ppt, lớp đất từ 1020 cm có nồng độ 876 ppt.
Kết quả thu được cho thấy tồn lưu dioxin tại khu nạp không cao, nằm
dưới ngưỡng cần xử lý.
c. Khu đệm
Là khu đất đồi dốc chủ yếu là đất đá ong laterit với hàm lượng mùn và sét
thấp, độ dốc lớn, diện tích khoảng 110.000 m2.
Kết quả từ dự án Z3 (2000): nồng độ trung bình trên đất bề mặt là 269
ppt, kết quả lấy mẫu theo chiều sâu ở 030 cm có nồng độ 4.453 ppt.
Nhiệm vụ phân tích mẫu bổ sung năm 2008 kết quả phân tích cho thấy
nồng độ trung bình trên bề mặt là 801 ppt, đặc biệt có 1 mẫu nồng độ 2.950 ppt.
Như vậy kết quả từ dự án Z3 và phân tích bổ xung cho thấy nồng độ
dioxin tồn lưu ở khu đệm không cao. Nồng độ đồng phân 2,3,7,8TCDD trong các
mẫu phân tích đều chiếm trên 80%,
d. Khu rửa
Khu rửa làm nhiệm vụ rửa phương tiện sau phun rải, có diện tích khoảng
36.000 m2.
Kết quả từ dự án Z3 (2000): đã phân tích mẫu lấy theo chiều sâu trên sân
trải nhựa, kết quả ở lớp đất từ 030 cm nồng độ dioxin là 18 ppt, lớp đất từ 30
60 cm nồng độ là 21 ppt.
Kết qủa phân tích mẫu bổ sung (2008): Nồng độ trung bình trên bề mặt là
4,04 ppt và đồng phân 2,3,7,8TCDD dao động từ 36,5 đến 90,3 ppt . Đây là khu
vực được bê tông hóa bằng lớp bê tông dày, nồng độ dioxin còn lại không đáng kể.
Khu vực này không cần lấy mẫu phân tích bổ sung và không cần biện pháp xử lý.
e. Bể lắng lọc
Trong nội dung thực hiện dự án Z3, 2 hệ thống bể lắng lọc được Binh
chủng hóa học xây vào khoảng năm 2002.
Phân tích mẫu bổ sung (2008): Mẫu bùn tại đây có nồng độ dioxin không
cao, trung bình 67,6 ppt. Tuy nhiên đồng phân 2,3,7,8TCDD trong các mẫu phân
tích khá cao đa số trên 90%, điều này khẳng định dioxin trong các mẫu bùn bể lắng
lọc có nguồn gốc từ chất diệt cỏ do Mỹ sử dụng trong chiến tranh.
f. Các hồ trong sân bay
Phía dưới khu vực ô nhiễm tại khu vực có 3 hồ: hồ A, hồ B, hồ C. Theo
hướng lan tỏa nước mưa mang theo chất độc từ khu chứa, vùng đệm chảy qua
bể lắng lọc vào hồ A sau đó vào hồ B và hồ C.
Kết quả từ dự án Z3 (2002): nồng độ dioxin trung bình trong mẫu bùn hồ
A là 46 ppt (n=10), trong hồ B là 86 ppt (n = 5) và trong hồ C là 6 ppt (n = 3)
Phân tích mẫu bổ sung (2008): Hàm lượng dioxin trong mẫu bùn tại các
hồ thấp, dao động từ 4,5 đến 33,7 ppt. Trong 4/5 mẫu phân tích tỷ lệ đồng phân
2,3,7,8TCDD nằm trong khoảng trên dưới 70%. Các hồ A, B, C trong sân bay
không cần lấy mẫu phân tích bổ sung và cũng không cần triển khai các biện pháp
xử lý (nồng độ dioxin thấp hơn 150 ppt).
g. Khu vực phía Đông Nam đường băng
Đây là khu vực mà Bộ Quốc Phòng Mỹ cung cấp gồm: Sân A (gần đường
băng) có diện tích khoảng 110.000 m2, sân B (ở giữa) có diện tích khoảng 90.000
m2, sân C có diện tích khoang 158.000 m2.
Phân tích mẫu bổ sung (2008): Kết quả phân tích cho thấy, tại khu vực
này nồng độ dioxin trung bình là 41,7 ppt, mẫu cao nhất là 99,6 ppt và thấp nhất
5,63 ppt. Tỷ lệ đồng phân 2,3,7,8TCDD trong tất cả các mẫu phân tích thấp, dao
động từ 2 đến 67,8%. Vì vậy có thể nơi đây chất ô nhiễm không có nguồn gốc từ
chất diệt cỏ do Mỹ sử dụng trong chiến tranh.
Nghiên cứu phân bố cấp hạt đã cho thấy rằng đất ở vùng Phù Cát có thành
phần sét rất nhỏ. Tỉ lệ sỏi đá trong đất lớn 50%. Hầu hết các hạt đất nằm ở
cấp hạt limon và cát. Hàm lượng mùn và các chất hữu cơ trong đất thấp, phổ biến
< 0,5%, đất có độ chua pH< 5,0, khả năng trao đổi ion kém < 10mEq/g [30]. Qua đó
cho thấy rằng đất ở đây chứa thành phần cơ giới nhẹ, hàm lượng mùn ít, khả năng
trao đổi ion kém, không có khả năng lưu giữ nước và các chất hữu cơ, do vậy cùng
với địa hình dốc, gồ ghề chỉ số dẻo thấp dễ dàng rửa trôi các chất độc khi có mưa
hay nắng gió.
Từ tổng quan tài liệu về đặc điểm ô nhiễm tại 3 điểm nóng trên có thể
rút ra một số nhận xét sau:
Sân bay Biên Hòa có 3 khu vực ô nhiễm chính là khu vực Z1, khu vực
Nam và Tây sân bay. Kết quả cho thấy nồng độ dioxin trong đất và trầm tích của
khu vực Z1 là rất cao, với nồng độ cao nhất là 410.000 ppt trong đất và 5.470 ppt
trong trầm tích, đặc điểm thổ nhưỡng của khu vực này thuộc loại đất chua, bạc
màu, độ pH của đất phổ biến ở mức 4,55,5. Độ mùn thấp phổ biến ở 1 – 2%.
Các khu vực phía Nam sân bay và khu vực vành đai Z1 nồng độ dioxin trong
nhiều mẫu vượt ngưỡng cho phép 1000 ppt (TCVN 8183:2009). Nồng độ tại khu
vực Pacer Ivy phía Tây sân bay là tương đối cao, tuy nhiên chưa có nghiên cứu cụ
thể nào về đặc điểm ô nhiễm ở khu vực Tây sân bay cũng như các yếu tố thành
phần cơ giới (hàm lượng sét, cát) và hàm lượng mùn đó là các yếu tố chính ảnh
hưởng tới sự phân bố cũng như sự di chuyển của dioxin trong đất tại khu vực
này.
Sân bay Đà Nẵng có 3 khu vực đánh giá mức độ ô nhiễm. Tại đầu Bắc
sân bay Đà Nẵng (khu vực pha trộn và đóng nạp) nồng độ TCDD cao nhất xác
định được là 361.000 ppt ở độ sâu từ 0 – 10 cm. Ở độ sâu từ 10 – 30 cm nồng độ
TCDD là 330.000 ppt và những mẫu khác ở khu vực này nằm trong khoảng 1.190
đến 36.800 ppt. Tại khu vực này nồng độ ô nhiễm giảm dần theo độ sâu. Ngoài
ra hầu hết các mẫu đất tại khu vực đầu bắc sân bay Đà Nẵng hàm lượng cát
chiếm đa số với hàm lượng 73 đến 80%, hàm lượng limon chiếm từ 20 đến 8%,
hàm lượng sét chiếm từ 4 đến 12% và pH dao động trong khoảng tà 4,5 đến 9,1.
Khu vực Pacer Ivy (khu vực lưu trữ ở phía nam sân bay) nồng độ TCDD cao nhất
phân tích được là 20.600 ppt ở độ sâu 010 cm. Ở độ sâu 1030 cm nồng độ TCDD
dao động trong khoảng 3.500 đến 5.120 ppt. Tại khu vực Pacer Ivy (khu vực đóng
thùng trong chiến dịch thu hổi) các mẫu phân tích trên bề mặt với độ sâu từ 010
cm nồng độ TCDD thấp dưới ngưỡng quốc tế quy định (1000 ppt) nằm trong
khoảng 5,2 ppt đến 99,7 ppt.
Sân bay Phù Cát có 7 địa điểm khảo sát, đánh giá. Khu chứa nồng độ
dioxin trung bình trong các mẫu bề mặt là 19.935 ppt. Mẫu có nồng độ cao nhất
nằm gần giữa sân bê tông ở độ sâu 1030cm với 238.000 ppt. Khu nạp nồng độ
trung bình trong 6 mẫu bề mặt là 152 ppt, dao động từ 2,6 đến 870 ppt. Khu đệm
là khu đất đồi dốc chủ yếu là đất đá ong laterit với hàm lượng mùn và sét thấp.
nồng độ trung bình trên bề mặt là 801 ppt, đặc biệt có 1 mẫu nồng độ 2.950 ppt.
Khu rửa nồng độ trung bình trên bề mặt là 4,04 ppt. Bể lắng lọc được Binh
chủng hóa học xây vào khoảng năm 2002, kết quả phân tích mẫu bùn tại đây cho
thấy nồng độ dioxin không cao, trung bình 67,6 ppt. Hàm lượng dioxin trong mẫu
bùn hồ tại các hồ thấp, dao động từ 4,5 đến 33,7 ppt. Khu Đông Nam (là khu vực
do Bộ Quốc phòng Mỹ cung cấp) kết quả phân tích cho thấy, tại khu vực này
nồng độ dioxin trung bình là 41,7 ppt, mẫu cao nhất là 99,6 ppt và thấp nhất 5,63
ppt. Đặc điểm thổ nhưỡng với tỷ lệ sỏi đá trong đất lớn 50%. Hầu hết các hạt
đất nằm ở cấp hạt limon và cát. Hàm lượng mùn và các chất hữu cơ trong đất
thấp, phổ biến < 0,5%, đất có độ chua pH< 5,0, khả năng trao đổi ion kém <
10mEq/g.
Như vậy ta có thể thấy rằng tại 3 ‘điểm nóng’ ở Việt Nam mức độ ô
nhiễm khác nhau khá nhiều ở cả quy mô và mức độ. Bên cạnh đó đặc điểm điều
kiện địa chất, thổ nhưỡng cũng có những khác biệt cơ bản. Do đó, để ứng dụng
công nghệ xử lý cho từng điểm nóng cần phải tiến hành những nghiên cứu cụ
thể các đặc điểm tại các khu vực này để làm cơ sở khoa học cũng như công nghệ
cho việc áp dụng, triển khai công tác xử lý.
Trong cuộc hợp giữa Bộ Quốc phòng Việt Nam và bộ Quốc phòng Mỹ
năm 2007, phía Mỹ đã cung cấp cho Việt Nam các khu vực thuộc 7 sân bay từng
là căn cứ quân sự của Mỹ trong chiến tranh và tại đây có diễn ra các hoạt động
tàng trữ, pha trộn, đóng nạp và thu hồi các chất diệt cỏ/dioxin và các chất độc
khác trong chiến tranh. Khu vực Tây sân bay Biên Hòa là một trong các điểm đó.
Sau khi nhận được thông tin Việt Nam đã có các cuộc khảo sát cũng như xây
dựng dự án để điều tra, đánh giá mức độ ô nhiễm tại các khu vực trên. Sau khi
khảo sát sơ bộ năm 2008 đã xác định đây là một khu vực ô nhiễm mới tại sân bay
Biên Hòa. Căn cứ vào đặc điểm địa hình, địa chất của khu vực này rất gần sông
Đồng Nai (khoảng 1km) mực nước mặt thấp, gần khu dân cư bên ngoài sân bay