Nghiên cứu hiện trạng và biến đổi các hệ sinh thái nhân sinh hình thành dưới tác động của chiến tranh hóa học huyện gio linh, quảng trị

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

Nguyễn Thị Kim Ngọc

NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ BIẾN ĐỔI CÁC HỆ SINH THÁI NHÂN
SINH HÌNH THÀNH DƢỚI TÁC ĐỘNG CỦA CHIẾN TRANH HÓA HỌC
HUYỆN GIO LINH, QUẢNG TRỊ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2014

~1~


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

Nguyễn Thị Kim Ngọc

NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ BIẾN ĐỔI CÁC HỆ SINH THÁI NHÂN
SINH HÌNH THÀNH DƢỚI TÁC ĐỘNG CỦA CHIẾN TRANH HÓA HỌC
HUYỆN GIO LINH, QUẢNG TRỊ

Chuyên ngành: Khoa học Môi trường
Mã số: 60440301

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. Nguyễn Đăng Hộ

Hà Nội - 2014

~2~


LỜI CẢM ƠN
Được sự đồng ý của nhà trường, Khoa Môi trường, Bộ môn Sinh thái Môi
trường, trường Đại học Khoa học tự nhiên, tôi thực hiện luận văn “Nghiên cứu
hiện trạng và biến đổi các hệ sinh thái nhân sinh hình thành dưới tác động của
chiến tranh hóa học huyện Gio Linh, Quảng Trị.”
Trong thời gian thực hiện và hoàn thành luận văn, ngoài sự nỗ lực của bản
thân, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của các thầy, cô
giáo, các tổ chức, cá nhân trong và ngoài trường.
Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn khoa học TS.
Nguyễn Đăng Hội, người thầy đã định hướng, khuyến khích và trực tiếp hướng dẫn
tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong Khoa Môi trường, Bộ
môn Sinh thái môi trường đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện và
hoàn thành luận văn thạc sỹ.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể cán bộ Trung tâm Nhiệt đới Việt Nga và
Viện Hóa học – Môi trường quân sự đã nhiệt tình giúp đỡ và cung cấp những thông
tin, số liệu tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện luận văn thạc sỹ.
Luận văn tốt nghiệp không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong nhận
được những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp
để luận văn được hoàn thiện hơn.

Trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2014

Học viên

Nguyễn Thị Kim Ngọc

~3~


MỤC LỤC
PHẦN 1: MỞ ĐẦU

1

1. Tính cấp thiết của đề tài

1

2. Mục tiêu, nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu

2

Chƣơng 1

4

TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1.

1.2.

Tổng quan về chất diệt cỏ

4

1.1.1. Khái niệm chất diệt cỏ (Dioxin và các hợp chất tương tự Dioxin)

4

1.1.2. Các đặc tính của Dioxin

6

Tình hình sử dụng CĐHH trong chiến tranh tại Việt Nam

14

1.2.1. Ảnh hưởng của CĐHH đến thảm và hệ thực vật

14

1.2.2. Tình hình sử dụng CĐHH vào mục đích quân sự trên thế giới

19

1.2.3. Tình hình sử dụng CĐHH trong chiến tranh tại Việt Nam

19

1.3. Khái quát đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội, tài nguyên & môi
trƣờng huyện Gio Linh, tỉnh Quảng Trị
1.3.1. Đặc điểm các yếu tố tự nhiên

27

27

1.3.1.1. Vị trí địa lý, cấu trúc không gian lãnh thổ

27

1.3.1.2. Địa hình

27

1.3.1.3. Khí hậu

29

1.3.1.4. Thủy văn

29

1.3.1.5. Đất (thổ nhưỡng)

30

1.3.1.6. Thảm thực vật

31

1.3.2. Một số đặc điểm dân số, dân tộc và hoạt động nhân sinh của
huyện Gio Linh, Quảng Trị

~4~

34


1.3.2.1. Dân số, lao động và dân tộc

34

1.3.2.2. Một số ngành nghề chủ yếu của khu vực

34

1.3.2.3. Một số loại hình hoạt động liên quan tới khai tác, sử dụng tài
nguyên, HST khu vực
Chƣơng 2

39

42

ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu

42

2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu

42

Chƣơng 3
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Hiện trạng và sự biến đổi các hệ sinh thái rừng dƣới tác động của
chiến tranh hóa học và hoạt động nhân sinh
3.1.1. Hiện trạng và sự biến đổi thành phần & đất rừng

46
46
46

3.1.1.1. Khu vực đồng bằng, gò đồi ven biển huyện Gio Linh

46

3.1.1.2. Khu vực Linh Thượng huyện Gio Linh

48

3.1.2. Đặc điểm chế độ vi khí hậu trong HST rừng và trảng cỏ cây bụi

60

3.1.2.1. Trong sinh cảnh rừng thứ sinh

60

3.1.2.2. Trong sinh cảnh trảng cỏ cây bụi

62

3.2. Đánh giá sơ bộ nền nhiệt ẩm đất giữa sinh cảnh trảng cỏ cây bụi với
rừng thứ sinh vào thời kỳ mùa hạ
3.3. Giải thích về sự biến đổi của HST rừng dƣới tác động của chiến
tranh hóa học và những tác động nhân sinh khác
3.4. Đề xuất một số giải pháp phục hồi các HST nhân sinh huyện Gio
Linh, Quảng Trị Bản đồ các HST nhân sinh huyện Gio Linh, Quảng Trị

68

69

76

3.4.1. Thành lập bản đồ sinh thái cảnh quan khu vực

77

3.4.2. Có biện pháp khai thác hợp lý các HST theo đai cao

78

~5~


3.4.3. Tác động một số biện pháp kỹ thuật thích hợp

79

3.4.4. Phòng, chống cháy rừng

80

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

82

TÀI LIỆU THAM KHẢO

84

PHỤ LỤC

88

~6~


DANH MỤC BẢNG BIỂU

Trang
Bảng 1

Thời gian bán hủy của các dioxin trong các môi trường khác

8

nhau
Bảng 2

Biến động diện tích rừng Việt Nam giai đoạn 1943- 1995

16

Bảng 3

Các loại hoá chất phun rải rừng nội địa Việt Nam giai đoạn
1961 - 1971

16

Bảng 4

Trạng thái vật lý và mục đích sử dụng các CĐHH chủ yếu

21

Bảng 5

Lượng chất diệt cỏ phun rải ở miền Nam Việt Nam

22

Bảng 6

Tính chất đất dưới rừng thứ sinh

58

Bảng 7

Giá trị nhiệt độ đất theo phẫu diện khu vực rừng thứ sinh

62

o

( C)
Bảng 8

Biến đổi nhiệt độ không khí ngày ở độ cao 120cm theo mùa

63

Bảng 9

Giá trị nhiệt độ đất theo phẫu diện khu vực trảng cỏ cây bụi

66

~7~

DANH MC HèNH NH
Trang
Hỡnh 1

Mt phun ri cht dit c trong chin tranh Qung Tr

26

Hỡnh 2

Biu th hin lao ng phõn theo ngnh huyn Gio Linh

34

Hỡnh 3

S thay i pH v lng mựn theo phu din

54

Hỡnh 4

S thay i hm lng lõn v kali d tiờu theo phu din

55

Hỡnh 5

Mt ct rng cõy g t nhiờn c trng khu vc gũ i

57

Hỡnh 6

huyn
Gio Linh
Sự thay
đổi hàm l-ợng mùn và thành phần

59

Hỡnh 7

tổng số
Bin i hm lng lõn v kali d tiờu theo phu din

59

Hỡnh 8

Biến

trình

nhiệt

độ

không

khí

trong

60

rừng thứ sinh (9/2013)
Hỡnh 9

Biến trình nhiệt độ đất trong sinh cảnh

61

Hỡnh 10

rừng thứ sinh
Bin trỡnh nhit quan trc (thỏng 9/2013)

64

Hỡnh 11

Bin trỡnh nhit trong trng c, cõy bi ( cao
10cm, 50cm, 120cm)

64

Hỡnh 12
Hỡnh 13

Biến trình độ ẩm không khí trung bình
trong trảng cỏ cây bụi
Sự thay đổi nhiệt độ đất khu vực trảng
cỏ cây bụi

65
67

Hỡnh 14

So sánh nhiệt độ không khí giữa 2 sinh
cảnh

68

Hỡnh 15

So sỏnh nhit t gia 2 sinh cnh

69

Hỡnh 16

S hỡnh thnh qun xó c t rng nhit i

71

Hỡnh 17

Cõy g tiờn phong i chuyn tip gia rng v qun xó c

75

Hỡnh 18

Din th thm thc vt rng nhit i di cỏc tỏc ng t
nhiờn nhõn sinh, trong ú cú chin tranh

76

~8~


BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BTNĐ

Biến trình nhiệt độ

CDC

Chất diệt cỏ

CTHH

Chiến tranh hóa học

HST

Hệ sinh thái

NĐTB

Nhiệt độ trung bình

NN & PTNT

Nông nghiệp và phát triển nông thôn

QXTV

Quần xã thực vật

~9~


LỜI CẢM ƠN
Được sự đồng ý của nhà trường, Khoa Môi trường, Bộ môn Sinh thái Môi
trường, trường Đại học Khoa học tự nhiên, tôi thực hiện luận văn “Nghiên cứu
hiện trạng và biến đổi các hệ sinh thái nhân sinh hình thành dưới tác động của
chiến tranh hóa học huyện Gio Linh, Quảng Trị.”
Trong thời gian thực hiện và hoàn thành luận văn, ngoài sự nỗ lực của bản
thân, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của các thầy, cô
giáo, các tổ chức, cá nhân trong và ngoài trường.
Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn khoa học TS.
Nguyễn Đăng Hội, người thầy đã định hướng, khuyến khích và trực tiếp hướng dẫn
tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong Khoa Môi trường, Bộ
môn Sinh thái môi trường đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện và

hoàn thành luận văn thạc sỹ.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể cán bộ Trung tâm Nhiệt đới Việt Nga và
Viện Hóa học – Môi trường quân sự đã nhiệt tình giúp đỡ và cung cấp những thông
tin, số liệu tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện luận văn thạc sỹ.
Luận văn tốt nghiệp không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong nhận
được những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp
để luận văn được hoàn thiện hơn.
Trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2014

Học viên

Nguyễn Thị Kim Ngọc

~ 10 ~


PHẦN 1: MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Khí hậu Việt Nam mang đặc trưng của khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới
điển hình. Do có địa hình trải dài từ 8 o30' đến 23o27' vĩ bắc kèm theo sự chênh lệch
về độ cao đã làm cho HST tự nhiên có sự phân hóa theo đai cao. Sự khác biệt đó đã
dẫn đến tính phong phú, đa dạng các HST nhiệt đới và á nhiệt đới tự nhiên Việt
Nam.
Trải qua quá trình lịch sử phát triển lâu đời của các cộng đồng trên các vùng
lãnh thổ với những tác động nhân sinh khác nhau đã dần dần làm biến đổi cấu trúc,

chức năng của các HST nguyên sinh, hình thành nên những HST bị biến đổi nhân
sinh, thậm chí là HST nhân sinh có các thành phần và yếu tố môi trường được xây
dựng hoặc hình thành do những tác động khác nhau từ phía con người.
Trong khoảng nửa thế kỷ trở lại đây, nhất là trong cuộc chiến tranh chống
Mỹ, Việt Nam đã hứng chịu những tác động tiêu cực từ phía con người. Các yếu tố
tác động nổi bật trước hết phải kể đến chất diệt cỏ do quân đội Mỹ sử dụng, bom
đạn cùng với những tập tục có tính chất truyền thống của đồng bào các dân tộc bản
địa như khai thác gỗ, củi, canh tác nương rẫy trên đất dốc… đã làm thay đổi nhiều
diện tích HST rừng Việt Nam. Những cánh rừng nguyên sinh giàu có về gỗ, về đa
dạng loài thực vật, phong phú tầng tán biến thành những HST rừng nhân sinh có trữ
lượng gỗ trung bình hoặc nghèo kiệt, thậm chí trở thành trảng cỏ, trảng cỏ + cây bụi
mà đến nay vẫn còn phổ biến ở nhiều tỉnh phía Nam và Tây Nguyên nước ta. Sự
biến mất hoặc thay đổi của thảm thực vật rừng đã kéo theo hàng loạt biến đổi nảy
sinh của điều kiện tài nguyên và môi trường: là sự suy giảm nghiêm trọng tài
nguyên sinh học, tài nguyên và môi trường đất, tài nguyên và môi trường nước, tài
nguyên và điều kiện khí hậu… Nghiêm trọng hơn, những khu vực là "điểm nóng",
"vùng nóng" về dioxin đã và đang có những tác động xấu tới sức khoẻ và cuộc sống
của người dân.

~ 11 ~


Huyện Gio Linh, tỉnh Quảng Trị nổi lên như một "điểm nóng" về sự tàn phá
của chiến tranh đối với môi trường tự nhiên. Nhiều diện tích rừng tự nhiên đã biến
mất vì chất diệt cỏ và bom đạn. Nhiều làng mạc đã phải di chuyển cũng vì chất diệt
cỏ hoặc bị đốt cháy, phá huỷ nghiêm trọng… Hậu quả là qua nhiều thập niên nhưng
dấu tích vẫn còn in đậm trên nhiều bản làng, nhiều HST khu vực.
Mặc dù vậy, những nghiên cứu về thực trạng của các HST hình thành sau
chiến tranh hoá học tại đây còn khá khiêm tốn. Đặc biệt, chưa có nghiên cứu, quan
trắc cụ thể nào để đánh giá hiện trạng cũng như sự biến đổi của các HST nhân sinh

hình thành sau chiến tranh. Điều đó gây khó khăn cho việc làm sáng tỏ cơ chế tác
động và biến đổi của các HST hình thành sau những tác động mạnh mẽ của chiến
tranh hoá học và những tác động tiêu cực từ phía con người.
Xuất phát từ những lý do nêu trên tác giả đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu hiện
trạng và biến đổi các HST nhân sinh hình thành dưới tác động của chiến tranh
hóa học huyện Gio Linh, Quảng Trị”.

2. MỤC TIÊU, NHIỆM VỤ VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
- Xác định thực trạng cấu trúc các HST đặc trưng tại huyện Gio Linh hình thành do
tác động của chất diệt cỏ và những tác động tiêu cực từ phía con người.
- Đánh giá sự biến đổi và xu thế phát triển các thành phần của HST và môi trường
khu vực.

PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Các HST rừng tự nhiên, rừng phục hồi, trảng cỏ, cây bụi và các đặc điểm chế độ
vi khí hậu tác động lên chúng tại huyện Gio Linh – tỉnh Quảng Trị
CẤU TRÚC LUẬN VĂN
Ngoài phần mở đầu, kết luận-kiến nghị và tài liệu than khảo, Luận văn được chia
làm 3 phần chính.

~ 12 ~


Chương 1: Tổng quan tài liệu
Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận.

~ 13 ~

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về chất diệt cỏ
1.1.1. Khái niệm chất diệt cỏ (Dioxin và các hợp chất tương tự Dioxin)
Chất diệt cỏ là những hóa chất nông nghiệp dùng để giết chết hoặc ngăn trở
quá trình sinh trưởng và phát triển bình thường của cây cỏ.
Trong cuộc chiến tranh ở Việt Nam, quân đội Mỹ đã sử dụng hàng triệu lít
chất diệt cỏ - một loại chất độc hóa học có chứa dioxin (sau đây gọi chung là chất
da cam/dioxin) nhằm phát quang các vùng trọng yếu, phá hủy mùa màng, tạo vành
đai trắng ngăn cản sự tiến quân của quân đội nhân dân Việt Nam cũng như phong
trào cách mạng ở miền Nam Việt Nam. Cuộc chiến tranh hoá học có tính rộng lớn
và lâu dài, bắt đầu từ năm 1961 đến năm 1971 trên hầu hết các tỉnh thành ở miền
Nam Việt Nam. Đây cũng là cuộc chiến tranh hoá học có quy mô lớn nhất trong lịch
sử chiến tranh trên thế giới. Trong cuộc chiến tranh này, nhiều vùng rừng núi, trung
du, đồng bằng đã bị tác động mạnh mẽ; nhiều diện tích rừng bị phá huỷ; nước, đất
bị nhiễm độc, từ đó làm ảnh hưởng nghiêm trọng tới nhiều hợp phần của HST,
trong đó có thực vật và động vật [5].
Với đặc tính hoạt động của mình, dioxin đã để lại nhiều di họa tức thời và
lâu dài đối với thiên nhiên và con người. Trong đó, những cơ thể sống thực vật là
một trong những đối tượng mẫn cảm nhất, chịu tác động và để lại hậu quả nặng nề
không chỉ cho thế hệ hiện tại mà còn cho các thế hệ tiếp theo mà cho đến nay chúng
ta vẫn chưa đánh giá hết được.
Dioxin là một trong 12 chất, nhóm chất theo Công ước Stockholm [36] về các
chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (POPs: Persistent Organic Pollutants), gây ô nhiễm
môi trường: (1) Policlobiphenyl (PCB), (2) Policlodibenzo-p-dioxin (PCDD), (3)
Policlodibenzofuran (PCDF), (4) Aldrin, (5) Dieldrin, (6) Diclodiphenyltricloetan
(DDT), (7) Endrin, (8) Clordan, (9) Hexaclobenzen (HCB), (10) Mirex, (11) Toxaphen,
(12) Heptaclo.
Trong 12 chất POPs đầu tiên này, dưới cái tên chung “Dioxin”, thường được
hiểu là các chất policlodibenzo-p-dioxin (PCDD) và policlodibenzofuran (PCDF);

PCB được hiểu là các hợp chất tương tự dioxin vì chúng có cùng cơ chế gây nhiễm

~ 14 ~


độc như dioxin. Trừ PCDD và PCDF là nhóm các chất không chủ định sản xuất, các
chất còn lại đã được sản xuất ra để sử dụng: policlobiphenyl (PCB) được sử dụng
trong chế tạo dầu biến thế, tụ điện lỏng, làm chất hóa dẻo…, các chất còn lại đã
được sản xuất làm thuốc trừ sâu, trừ muỗi, trừ côn trùng có hại,…
“Dioxin” thường được hiểu là hai nhóm chất gồm
- 75 chất đồng loại (congener) của PCDD, tùy thuộc vào số lượng nguyên tử clo
chứa trong phân tử, chia ra tám nhóm đồng phân (isomer).
- 135 chất đồng loại của PCDF, tương tự như PCDD, PCDF chia ra tám nhóm
đồng phân. Cũng thường gọi tách ra là dioxin và furan.
Công thức cấu tạo chung của dioxin và furan như sau:

Ngoài ra, trong các nghiên cứu phơi nhiễm tổng hợp, thường được tính đến cả
các hợp chất tương tự dioxin, đó là PCB có công thức cấu tạo chung như sau:

Không phải tất cả các đồng loại của dioxin và furan đều độc, chỉ có những chất
mà trong phân tử của nó chứa 4 nguyên tử clo ở các vị trí 2,3,7,8 là có độc tính.
Dioxin có 7, còn furan có 10 chất như vậy, tổng cộng là 17 chất độc.
1.1.2. Các đặc tính của Dioxin
a) Dioxin có độ bền vững rất cao

~ 15 ~


Một trong những đặc điểm nổi bật của dioxin là độ bền vững cao về các phương
diện vật lý, hóa học và sinh học. Ở điều kiện bình thường, dioxin đều là những chất

rắn, có nhiệt độ nóng chảy khá cao, áp suất hơi rất thấp và rất ít tan trong nước.
Những tính chất này có ý nghĩa lớn đối với sự tồn tại của chúng trong tự nhiên.
Nhiệt độ sôi của 2,3,7,8-TCDD, chất độc nhất trong các dioxin, được đánh giá vào
khoảng 412,2º C [12]. Độ hòa tan của nó trong chất da cam vào khoảng 580 ppm,
trong các dung môi hữu cơ như sau: o-diclobenzen: 1.400 mg/l, clobenzen: 720
mg/l,benzen: 570 mg/l, cloroform: 370 mg/l, axeton: 110 mg/l, metanol: 10 mg/l.
[22].
Sự khác nhau về độ hòa tan của dioxin trong nước và trong các dung môi
hữu cơ quan hệ trực tiếp hệ số phân bố của chúng trong hệ hữu cơ/nước, đặc biệt là
trong hệ octanol/nước.
b) Dioxin ái mỡ và kỵ nước
Đặc tính ái mỡ (lipophilic) và kỵ 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 2,3,7,8-TCDD trong cơ thể như sau [29]: 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. Trong sữa mẹ có khoảng 3-4% mỡ, còn
trong máu khoảng 0,3-0,7% [38].
c) Dioxin rất bền vững hóa học
Về mặt hóa học, dioxin rất bền vững, không bị phân hủy dưới tác dụng của các
axít mạnh, kiềm mạnh, các chất oxy hóa mạnh khi không có chất xúc tác ngay ở cả
nhiệt độ cao. Dioxin không bị thủy phân trong nước ở điều kiện bình thường. Nước
siêu tới hạn [28] tức nước ở điều kiện: nhiệt độ T = 375oC, áp suất p = 222atm và tỷ
khối d = 0,307 g/cm3, hòa tan và ôxy hóa được dioxin với hiệu suất rất cao (quy mô
phòng thí nghiệm): 99,9999%.
d) Dioxin rất bền nhiệt

~ 16 ~

Dioxin có nhiệt độ nóng chảy khá cao, nhiệt độ sôi của 2,3,7,8-TCDD lên tới
412º C, các quá trình cháy tạo dioxin cũng xảy ra ở khoảng nhiệt độ khá cao. Nhiệt
độ 750-900º C vẫn là vùng tạo thành 2,3,7,8-TCDD, ngay cả ở nhiệt độ1.200º C,
quá trình phân hủy dioxin vẫn là quá trình thuận nghịch, dioxin chỉ bị phân hủy
hoàn toàn ở trong khoảng nhiệt độ 1.200-1.400º C và cao hơn. [22]
e) Thời gian bán hủy của dioxin
Thời gian bán hủy là một thông số quan trọng để đánh giá độ bền vững của
dioxin trong các đối tượng khác nhau. Theo Paustenbach và cộng sự [34], thời gian
bán hủy của dioxin là 9-12 năm chỉ trên lớp đất bề mặt 0,1 cm, ở các lớp đất sâu
hơn là 25-100 năm. [31]
Trong cặn đáy, dioxin có thể tồn tại hàng trăm năm [37]. Theo tài liệu này,
T1/2 của các nhóm đồng phân của PCDD và PCDF trong cặn đáy như sau:
Nhóm đồng phân

PCDF

PCDD

Tetra

79 năm

102 năm

Penta

59 “

153 “

Hexa

54 “

173 “

Hepta
Octa

32 “

128 “
29 “

139 “

Các số liệu này cho thấy: độ bền vững của PCDD và PCDF trong trầm tích rất
khác nhau và có thể xếp theo thứ tự như sau:
PCDD > PCDF
Đối với PCDF:

Tetra > Penta > Hexa > Hepta > Octa

Đối với PCDD:

Hexa > Penta > Octa > Hepta > Tetra

Trên cơ sở mô hình về sự suy giảm của dioxin trong các môi trường khác
nhau, Sinkkonen và Paasivirta đã đưa ra bảng số liệu về về thời gian bán hủy của

từng chất của dioxin trong các môi trường không khí, nước, đất và trầm tích ở điều
kiện nhiệt độ trung bình của vùng Bantic là 7º C.
Bảng số liệu không đưa ra chu kỳ bán phân hủy của toàn bộ các chất dioxin
mà chỉ lựa chọn đưa ra một số chất dioxin nhất định để thấy được sự khác biệt về

~ 17 ~


chu kỳ bán phân hủy của các chất dioxin này trong các môi trường khác nhau thì rất
khác nhau. [23]
Bảng 1. Thời gian bán hủy của các dioxin trong các môi trƣờng khác nhau
Chu kỳ bán hủy T1/2
Chất

Trong không khí
Đơn vị: ngày

Trong nước
Đơn vị: tháng

Trong đất và trầm tích
Đơn vị: năm

2,3,7,8-ТCDD

8

5

103

1,2,3,7,8-PeCDD

15

10

114

1,2,3,4,7,8- HxCDD

31

1,2,3,6,7,8- HxCDD

31

20

63

1,2,3,7,8,9- HxCDD

31

20

80

1,2,3,4,6,7,8-HpCDD

63

41

103

2,3,7,8-ТCDF

13

9

63

1,2,3,7,8-PeCDF

28

18

51

2,3,4,7,8-PeCDF

58

38

68

1,2,3,6,7,8-HxCDD

58

38

80

1,2,3,7,8,9-HxCDD

58

38

57

2,3,4,6,7,8-HxCDD

58

38

51

1,2,4,6,7,8-HxCDD

58

38

57

1,2,3,4,6,8-HxCDD

58

38

51

1,2,4,6,8,9-HxCDD

58

38

17

1,2,3,4,6,7,8-HpCDF

133

88

40

20

~ 18 ~

274


1,2,3,4,7,8,9-HpCDF

133

88

34

1,2,3,4,6,8,9-HpCDF

133

88

23

OCDF

400

263

29

Nguồn: Sinkkonen và Paasivirta, 2000 [37]
Sự phù hợp với thực tế của các số liệu trong bảng trên cần phải được kiểm tra

cụ thể đối với từng khu vực, song các số liệu này đã cung cấp một cái nhìn tổng
quát về độ bền vững rất cao của dioxin trong môi trường và độ bền vững này: trong
đất > trong nước > trong không khí.
f) Các trạng thái tồn lưu và di chuyển của dioxin trong tự nhiên
Những tính chất lý hóa và đặc trưng của dioxin như độ hòa tan trong nước,
áp suất hơi, hằng số Henry (KHenry), hệ số phân bố trong hệ octanol/nước (Kow), áp
suất riêng phần trong pha hơi và pha hạt, hệ số riêng phần cacbon hữu cơ (Koc) (log
Koc= -0,54 log S + 0,4; trong công thức này, S là độ hòa tan của dioxin trong nước
tính theo mol [22]) đều có ý nghĩa trong đánh giá độ tồn lưu và sự di chuyển của
dioxin trong và giữa các môi trường khác nhau: không khí, nước, đất hoặc trầm tích.
 Trong không khí
Các quá trình đốt cháy, mà trước hết là các nhà máy, các lò đốt rác sinh hoạt,
rác công nghiệp, rác y tế, là nguồn phát thải dioxin vào không khí.
Theo quy luật, trạng thái tồn tại của các hợp chất cùng loại phụ thuộc vào áp
suất hơi của chúng và nhiệt độ của môi trường.
Những chất có áp suất hơi lớn hơn 10-4 mmHg chủ yếu tồn tại trong không
khí ở pha hơi, ngược lại, những chất có áp suất hơi nhỏ hơn 10-8 mmHg lại tồn tại
chủ yếu trong pha hạt, ở đây pha hạt được hiểu là các loại hạt bụi, hạt vật chất khác
nhau lơ lửng trong không khí, mà trên đó các phân tử dioxin bám dính (hấp phụ),
còn các chất có áp suất hơi nằm trong khoảng 10-8 - 10-4 mmHg có thể tồn tại cả
trong pha hơi lẫn pha hạt 2,3,7,8-TCDD là loại hợp chất có áp suất nằm trong
khoảng 7,4.10-10 - 3,4.10-5 [34] vì vậy, nó có thể tồn tại cả trong hai pha hơi lẫn pha
hạt.

~ 19 ~


Nhìn chung, áp suất hơi của các nhóm đồng phân của PCDD có thể xếp theo
thứ tự giảm dần như sau:
PTCDD > PPeCDD > PHxCDD > PHpCDD > POCDD

Chính vì vậy mà tỷ lệ tồn tại ở các pha của các nhóm đồng phân này trong không
khí khác nhau. Những hạt có kích thước > 10 micron (1 micron = 10 -4 cm) rất nhanh
chóng lắng đọng khô hoặc lắng đọng ướt (theo mưa, sương, tuyết…) xuống mặt đất,
mặt nước và xuống cặn đáy, bám trên cỏ cây thực vật, chỉ có những hạt nằm trong
khoảng 5-0,1 micron mới tạo thành được sol khí (aerosol) bền vững trong không khí
và là nguồn lan tỏa dioxin trong không khí. Loại sol khí nhiễm dioxin này có thể di
chuyển theo chiều gió đi khắp nơi và bị pha loãng, tiếp tục lắng đọng. Trong không
khí, dioxin có thể bị quang phân hủy (quang hóa) dưới tác động của ánh sáng mặt
trời, nhất là đối với tia cực tím.
 Trong nước
Trong nước, dioxin chủ yếu liên kết với các hạt vật chất lơ lửng trong nước,
hấp phụ trên các phần trong nước của các thực vật thủy sinh, tích tụ trong các động
vật thủy sinh như cá với hệ số tích tụ sinh học 37.900-128.000 [27] và vì dioxin có
hệ số riêng phần cacbon hữu cơ Koc lớn, độ tan trong nước quá nhỏ, nên phần lớn
hấp phụ vào các trầm tích, phần còn lại trong nước rất thấp, nồng độ toàn phần của
các TCDD, PeCDD, HxCDD, HpCDD và OCDD trong nước thô chỉ ở mức từ dưới
các giới hạn phát hiện đến 3,6 ppm, trong khi đó trong trầm tích do huyền phù tạo
thành, nồng độ của chúng lên tới 228 ppm tức là lớn gấp khoảng 63.000 lần. [18]
Hằng số Henry, một thông số phản ánh tỷ số nồng độ của một chất hóa học
trong pha khí so với nồng độ của nó trong dung dịch ở điều kiện cân bằng, của
dioxin rất nhỏ, cỡ 10-6 - 10-5 nên dioxin khó bay hơi từ nước vào không khí.


Trong đất và trầm tích
Do cấu trúc electron của dioxin có đồng thời hai trung tâm cho và nhận, tại

hai trung tâm nhận, mật độ electron cực tiểu và là đặc trưng cho p-ocbital, tại trung
tâm cho, mật độ electron cực đại, đặc trưng cho n-ocbital. Với cấu trúc electron như

~ 20 ~

vậy, TCDD có thể tham gia vào các tương tác n-p và p-p. Chính vì vậy, dioxin dễ
dàng kết hợp không thuận nghịch với các hợp chất hữu cơ trong đất, đặc biệt là các
polyme sinh học mà tiêu biểu là các axít humic – thành phần mùn của đất (có đến
10%). Có từ 35 đến 92% trong humic là các chất hữu cơ vòng thơm [32].
Giá trị log Koc = 6-7,39 [35] của 2,3,7,8-TCDD chứng tỏ dioxin rất khó di
chuyển trong đất, nhưng nếu có dung môi hữu cơ thì chúng dễ dàng di chuyển hơn
theo chiều thẳng đứng (chiều sâu).
Khi đất nhiễm dioxin bị xói mòn do mưa, gió, dioxin theo đó mà lan tỏa đi
các nơi khác, đây là con đường di chuyển chính của dioxin trong đất.


Đối với thực vật
Dioxin hầu như không tan trong nước, nhưng lại dễ dàng hấp phụ trên bề mặt

các vật thể. Đặc điểm này thể hiện rõ trong mối quan hệ giữa dioxin với hệ thực vật.
Trước hết nói đến thực vật thủy sinh. Dioxin trong nước tích lũy trên bề mặt
và hệ rễ của các thực vật thủy sinh với hệ số tích tụ sinh học BCF (Bioconcentration
Factor) nằm trong khoảng 208 - 2.038 [27]. Phân tích các phần của cây sen sinh
sống trong một hồ mà bùn hồ bị nhiễm 3.371 ppt dioxin cho các kết quả: củ và rễ
tích tụ 498 ppt, thân cây sen 69,4 ppt, lá sen bồng bềnh trên mặt nước 8,3 ppt [2],
trong khi đó nồng độ dioxin trong nước hồ nằm dưới mức phát hiện và trong hạt sen
thì không tìm thấy. Kết quả này cho thấy, dioxin hấp phụ vào các phần tiếp xúc với
bùn và nước chứ không di chuyển vào hạt.
Đối với thực vật trên cạn, có khá nhiều công trình nghiên cứu về sự tích lũy
và di chuyển của dioxin trong thực vật trên cạn.
Sự di chuyển của các chất trong đất đối với thực vật đất thông thường có hai
con đường:
+ Rễ thu nhận và di chuyển trong thực vật lên các phần trên đất.

+ Các chất bay hơi từ đất và sự lắng đọng lên các phần trên đất của thực vật.
Tính trội của các quá trình này phụ thuộc vào độ hòa tan của các chất [22].
Sự tiếp nhận của thực vật đối với các hợp chất hóa học nói chung, dioxin nói riêng
từ đất và vận chuyển lên phần trên đất phụ thuộc vào độ hòa tan của các chất đó

~ 21 ~


trong nước và có quan hệ trực tiếp với hệ số phân bố trong hệ octanol/nước (Kow).
Các chất hòa tan trong nước chủ yếu được rễ thu nhận từ đất và di chuyển trong
thực vật lên các phần trên đất. Còn các chất ái mỡ, kỵ nước như PCDD, PCDF thì
quá trình bay hơi và lắng đọng lên phần trên đất của thực vật giữ vai trò chủ đạo.
Các kết quả nghiên cứu cho thấy: Đối với thực vật trên cạn có phần trong đất
và phần trên đất. Phần trong đất là bộ rễ và củ hoặc cả hai tiếp xúc trực tiếp với đất,
còn phần trên đất ở trong không khí. Nếu đất bị nhiễm dioxin, thì phần trong đất
hấp phụ dioxin từ đất, còn phần trên đất bị nhiễm do lắng đọng dioxin từ không khí,
sự di chuyển dioxin từ rễ lên phần trên đất là không đáng kể, vì dioxin là loại chất ái
mỡ, kỵ nước (độ hòa tan trong nước ~ 2 ppb), hấp phụ mạnh vào đất (Koc =
2,3*106). Theo Scientific report (2000) [35], thì đại bộ phận thực vật không hấp thụ
các chất độc hữu cơ kỵ nước như dioxin, PCB và nhiều PAH (chúng có log K ow> 4).
BCF đối với TCDD trong thực vật được đánh giá là 0,0002, một con số không đáng
kể [27].
Sự di chuyển của các chất hữu cơ clo từ rễ đến lá, quả, hạt của thực vật hòa
thảo (gramieae) rất không đáng kể. Môt thí dụ điển hình là sau vụ tại nạn dioxin ở
Seveso, Italia vào năm 1976, không tìm thấy vết của 2,3,7,8-TCDD trong các quả
táo, lê, đào, hạt ngô được trồng ở gần nhà máy xảy ra tai nạn, mặc dù ở phía vỏ
ngoài của các loại quả và hạt này, lượng dioxin đạt tới 100 ppt, điều này chứng tỏ
dioxin từ không khí lắng đọng bám vào lớp vỏ sáp của các loại quả này [32].
Ngoại lệ có lẽ là đối với thực vât họ bầu, bí (Cucurbitacea), đối với bí xanh,
bí ngô, rễ thu nhận dioxin và chuyển vào chồi cây và đi vào quả là con đường

nhiễm độc chủ yếu của loại thực vật này. Trường hợp ngoại lệ này được giải thích
như sau: nhựa rễ và cây bí xanh có chứa một hợp chất hóa học có khả năng tạo phức
không thuận nghịch với TCDD, còn trong lá có các phân tử có đặc trưng của một
loại protein, có khả năng làm tăng độ tan biểu kiến của TCDD, vì vậy, loài thực vật
này hấp thụ được dioxin từ đất và dẫn truyền lên lá và chồi non.

~ 22 ~


1.2.

Tổng quan về nghiên cứu và sử dụng CĐHH/Dioxin

1.2.1. Ảnh hƣởng của CĐHH đến thảm và hệ thực vật
Việc nghiên cứu ảnh hưởng của chất diệt độc nói chung, chất độc hoá học da
cam/dioxin sử dụng trong chiến tranh nói riêng đã được nhiều tác giả trong nước và
ngoài nước quan tâm, nghiên cứu. Những nghiên cứu đó có thể được diễn ra ở Việt
Nam nhưng cũng có khi là ở một khu vực nào đó trên thế giới. Tuy vậy, hầu hết đều
chú trọng vào sự thay đổi diện tích, sự phá huỷ lớp thảm phủ. Những nghiên cứu
sâu về cơ chế, đặc điểm phá huỷ và tác động lâu dài đến cơ thể thực vật còn hạn chế
và mang tính đơn lẻ.
 Cơ chế tác động của chất da cam/dioxin đối với thực vật
Trước đây, để diệt cỏ, phá huỷ thảm thực vật tự nhiên, người ta thường dùng
chất khai quang (như trên đã gọi là chất da cam/dioxin) từ hỗn hợp 2,4-D (Dichloro
phenoxy acetic acid) và 2,4,5-T (Trichloro phenoxy acetic acid) được trộn theo tỷ lệ
50:50 [9]. Hỗn hợp được sử dụng trên thực tế từ dẫn xuất của các Acid và thường
gọi là chất da cam và sau này người ta đã phát hiện có chứa hàm lượng đáng kể
dioxin.
Các nghiên cứu thực nghiệm cho thấy lớp sáp lá (dày mỏng khác nhau), lớp
lông tơ phủ bề mặt, vốn ngăn chặn hiệu quả sự thấm trực tiếp của nước mưa vào

bên trong lá cây lại không có tác động ngăn chặn sự xâm nhập của chất da
cam/dioxin. Chất da cam được ester hóa bám dính khá tốt trên bề mặt lá và bốc hơi
dưới nhiệt độ cao của không khí và ánh sáng mặt trời vào mùa khô có thể thâm
nhập vào lá và sau đó vào cây khi lá hô hấp qua các khí khổng. Thực tế là cây bị
rụng lá 10-15% khi bị rải lần đầu tiên, mặc dù đa số lá cây tầng vượt tán đều có lớp
sáp khá dày và số lượng chất da cam /dioxin được rải chỉ vừa đủ bám một lớp rất
mỏng lên bề mặt lá. Từ các số liệu về hình thái và sinh lý các loài cây nền,
Kuznetsov và cộng sự đã đi đến kết luận: yếu tố hình thái không có vai trò quyết
định trong việc giải thích khả năng sống sót của rừng [9].

~ 23 ~


Chất 2,4-D và 2,4,5-T đều là chất kích thích sinh trưởng nhân tạo. Thực vật
hấp thu chúng trong chất diệt cỏ qua lá, thân chồi và rễ. Dấu hiệu bị tác động rất
khác nhau, có thể xuất hiện sau vài ngày, vài tuần hay thậm chí vài tháng sau khi bị
phơi rải. Lá cây thường bị héo, cong, xoắn vặn và các kiểu biến dạng khác. Các loại
hỗn hợp hoá chất này tác động mạnh, yếu tới thực vật tùy thuộc vào lượng chất
được sử dụng và độ mẫn cảm riêng của từng loài.
Một vài nghiên cứu đơn lẻ cũng cho thấy tính mẫn cảm rất khác nhau
của các loài cây rừng đối với chất độc da cam/dioxin, ảnh hưởng tới cấu trúc tổ
thành loài, song chưa chỉ ra được mức độ cụ thể [4]. Hơn nữa, chưa có nghiên
cứu nào cho thấy sự ảnh hưởng của dioxin có chứa trong hỗn hợp chất độc đối
với thực vật. Hiện nay, những nghiên cứu, phân tích hàm lượng tích tụ dioxin
trong một số thành phần thực vật (đặc biệt là rễ, củ, quả) không chỉ ra được
mối liên hệ này.
 Tác động đối với thảm và hệ thực vật
Hầu hết các nghiên cứu đều đi đến nhận định rằng, trước hết, chất da
cam/dioxin có khả năng phá vỡ hoàn toàn cấu trúc thảm thực vật. Trong cuộc chiến
tranh hoá học ở miền Nam Việt Nam, chất da cam/dioxin đã phá huỷ trên 2 triệu ha

rừng, trong đó chủ yếu là rừng tự nhiên. Vì lẽ đó, diện tích rừng tự nhiên đã suy
giảm nghiêm trọng mà nguyên nhân có sự đóng góp của chất da cam/dioxin. Số liệu
so sánh sự biến động của diện tích rừng từ năm 1943 đến năm 1995 được chỉ ra
trong bảng 2.
Bảng 2. Biến động diện tích rừng Việt Nam giai đoạn 1943- 1995
Loại
rừng

Rừng tự
nhiên
(1000ha)

Rừng trồng

Tổng cộng

Độ che phủ

(1000ha)

(1000ha)

(%)

0

14.000

Năm
1943

14.000

~ 24 ~

43,0


1976

11.077

92

11.169

33,8

1985

9.308

584

9.892

30,0

1995

8.252

1.050

9.302

28,2

Nguồn: Phùng Tửu Bôi, 1993[4]
Giai đoạn 1943 – 1976 tuy khá dài, song sự suy giảm diện tích từ 43% xuống
còn 33,8% độ che phủ có nguyên nhân quan trọng của chất da cam/dioxin. Trong
chiến dịch Ranch Hand, chất da cam/dioxin được sử dụng để phun rải ngay từ vĩ
tuyến 17 đến mũi Cà Mau. Trong số các đối tượng thực vật bị phá huỷ, thảm thực
vật rừng nội địa là đối tượng chịu nặng nề nhất, chiếm 86% tổng số phi vụ phun rải
[4]. Bảng 2 cho thấy lượng hoá chất đã phun rải xuống rừng nội địa trong chiến
tranh Việt Nam, từ năm 1961 – 1971.
Bảng 3. Các loại hoá chất phun rải rừng nội địa Việt Nam giai đoạn 1961 - 1971
TT

Loại hoá chất sử dụng

Khối lƣợng

Tỷ lệ

(triệu lít)

(%)

1

Chất da cam

39,816

66

2

Chất trắng

19,094

32

3

Chất xanh

1,684

2

Cộng

60,594

100

Nguồn: Phùng Tửu Bôi, 1993[4]

Sự thử nghiệm đầu tiên chất da cam/dioxin đối với thảm thực vật rừng chính
là khu vực Sa Thầy - Ngọc Hồi tỉnh Kon Tum [31]. Trong số các kiểu rừng bị tác
động thì kiểu rừng kín thường xanh bị tác động mạnh nhất và để lại hậu quả nặng
nề. Cùng với bom cháy Napal, chất da cam/dioxin đã làm biến đổi “tận gốc” thảm
thực vật. Từ kiểu rừng kín thường xanh nguyên sinh, giàu có về trữ lượng gỗ, thành
phần loài và đa dạng về dạng sống đã dẫn đến đất trống, trảng cỏ, trảng cỏ cây
bụi… trong khoảng thời gian ngắn. Tuy nhiên, thực tế nghiên cứu [17] đã chứng

~ 25 ~