Luận văn thạc sĩ đánh giá tình hình quản lý và tồn lưu hóa chất bảo vệ thực vật trong đất trên địa bàn tỉnh bắc giang

....

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
------------*****------------

HÀ THỊ THU THUỶ

ðÁNH GIÁ TÌNH HÌNH QUẢN LÝ VÀ TỒN LƯU HOÁ
CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG ðẤT TRÊN ðỊA BÀN
TỈNH BẮC GIANG

CHUYÊN NGÀNH

: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

MÃ NGÀNH

: 60 44 03 01

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. TRỊNH QUANG HUY

HÀ NỘI, 2013


LỜI CAM ðOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết
quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng ñược ai công bố trong bất
kỳ luận văn nào khác.
Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này

đã được cảm ơn, các thơng tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ
nguồn gốc.

Tác giả luận văn

Hà Thị Thu Thuỷ

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

ii


LỜI CẢM ƠN

Trong q trình nghiên cứu để hồn thiện luận văn, tơi đã nhận được sự
hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình, quý báu của các cơ quan, tổ chức và cá nhận.
Tơi xin được bày tỏ sự cảm ơn trân trọng nhất tới giáo viên hướng dẫn
khoa học TS. Trịnh Quang Huy đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi trong suốt
q trình hồn thành luận văn.
Tơi xin trân trọng cảm ơn sự góp ý chân thành của các thầy, cô giáo
trong khoa Tài nguyên và Môi trường, Ban quản lý trường ðại học Nông
Nghiệp - Hà Nội, Chi cục Bảo vệ thực vật và Sở Tài Nguyên Môi trường tỉnh
Bắc Giang và Trung tâm Kỹ thuật Tài nguyên ñất và môi trường trường ðại
Học Nông Nghiệp Hà Nội đã nhiệt tình giúp đỡ tơi trong q trình hồn
thành luận văn này.
Nhân đây, tơi cũng xin chân thành cảm ơn tới gia đình, đồng nghiệp và
bạn bè đã tạo điều kiện cho tơi trong suốt q trình thực hiện ñề tài.
Một lần nữa tôi xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày…...tháng…...năm 2013
Tác giả luận văn

Hà Thị Thu Thuỷ

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

iii


MỤC LỤC

Lời cam ñoan

ii

Lời cảm ơn

iii

Mục lục

iv

Danh mục các chữ viết tắt

vi

Danh mục bảng

vi

Danh mục hình

viii

MỞ ðẦU

1

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

4

1.1

Tồn dư các kho thuốc khơng cịn hoạt động theo Quy định 1946/QðTTg của Thủ tướng Chính phủ:

4

1.2

Một số biện pháp xử lý tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật trong ñất:

7

1.2.1

Phương pháp phá huỷ bằng hồ quang, plasma

7

1.2.2

Phương pháp chiết

8

1.2.3

Phương pháp oxy hố (ở nhiệt độ cao)

9

1.2.4

Giải pháp phân huỷ hố chất BVTV bằng tia cực tím (UV) hoặc bằng
ánh sáng mặt trời

10

1.2.5

Phương pháp hấp phụ

12

1.2.6

Phương pháp xử lý bằng nhiệt

13

1.2.7

Phương pháp rửa ñất nhiễm bằng dung mơi

14

1.2.8

Các phương pháp hóa học

14

1.2.9

Các phương pháp xử lý sinh học

19

1.2.10 Phương pháp chơn lấp an tồn

21

1.2.11 Các phương pháp kết hợp để xử lý đất nhiễm hóa chất bảo vệ thực vật

23

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

25

2.1

ðối tượng nghiên cứu:

25

2.2

ðịa ñiểm nghiên cứu:

25

2.3

Phạm vi nghiên cứu:

25

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

iv


2.4

Nội dung nghiên cứu:

25

2.5

Phương pháp nghiên cứu:

25

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

34

3.1

ðiều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội tỉnh Bắc Giang:

34

3.1.1

Vị trí địa lý

34

3.1.2

ðiều kiện khí hậu, thời tiết tỉnh Bắc Giang

34

3.1.3

ðịa hình, địa mạo

36

3.1.4

ðịa chất

38

3.1.5

ðiều kiện thủy văn, nguồn nước tỉnh Bắc Giang

39

3.2

ðiều kiện kinh tế xã hội tỉnh Bắc Giang

40

3.2.1

Cơ cấu kinh tế với sự chuyển dịch cơ cấu sử dụng đất

40

3.2.2

Dân số

41

3.3

Tình hình quản lý các kho chứa thuốc BVTV cũ tại ñịa bàn nghiên cứu:

41

3.4

Hiện trạng tồn dư thuốc Lindane, DDT, Trichlorfon và 2,4-D trên ñịa

3.5

bàn nghiên cứu:

45

Giải pháp quản lý và xử lý các kho thuốc không sử dụng

50

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

55

1

Kết luận:

55

2

Kiến nghị:

55

TÀI LIỆU THAM KHẢO

57

PHỤ LỤC

67

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

v


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BVTV

Bảo vệ thực vật

KH&CN

Khoa học và Cơng nghệ

TNMT

Tài ngun mơi trường

FDI

Vốn đầu tư nước ngồi

Ha

Héc ta

POP

Persistent Organic Pollutant(khó phân hủy)

PCB

Polyclobiphenyl

Trường ðại Học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

vi


DANH MỤC BẢNG

STT

Tên bảng

Trang

1.1

Hiệu quả xử lý DDT bằng phương pháp phân hủy sinh học

20

3.1

Các chỉ tiêu chuyển dịch cơ cấu kinh tế

40

3.2

Diễn biến dân số tại một số huyện qua các năm

41

3.3

Tồn dư hóa chất BVTV trong đất tại các điểm lấy mẫu

46

3.4

Thơng tin tồn dư hóa chất BVTV trong đất tại các kho chứa

47

3.5

Tồn dư hóa chất BVTV trong đất tại các kho chứa cũ

49

Trường ðại Học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

vii


DANH MỤC HÌNH

STT
3.1

Tên hình

Trang

Biểu đồ lượng mưa theo tháng tại một số trạm khí tượng trong tỉnh
Bắc Giang (1990 – 2010)

3.2

Biểu ñồ nhiệt ñộ theo tháng tại một số trạm khí tượng trong tỉnh Bắc
Giang (1990-2010)

3.3

35

Biểu đồ lượng bốc hơi theo tháng tại một số trạm khí tượng trong tỉnh
Bắc Giang (1990-2010)

3.4

35

36

Biểu ñồ ñộ ẩm theo tháng tại một số trạm khí tượng trong tỉnh Bắc
Giang (1990-2010)

36

3.5

Sơ phân phối thuốc BVTV

42

3.6

Hàm lượng DDT và Lindane tạ các kho chứa cũ

48

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

viii


MỞ ðẦU
Việc sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật là một yêu cầu khách quan và là yêu
cầu không thể thiếu trong sản xuất nông nghiệp. Từ thập niên 70 của thế kỷ 20,
cùng với sự phát triển vũ bão của các nghành khoa học khác, lĩnh vực hóa học và kỹ
thuật sử dụng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) đã có sự thay đổi rất mạnh mẽ. Sự hiểu
biết sâu sắc hơn về phương thức tác ñộng của thuốc BVTV ñã cho phép phát hiện ra
nhiều hoạt chất mới có có hiệu lực cao đối với dịch hại. Cùng với sự tiến bộ đó thì
nhu cầu sử dụng hóa chất BVTV ngày càng gia tăng cả về số lượng lẫn chủng loại.
Việc sử dụng hóa chất BVTV tràn lan, mất kiểm sốt và gây ảnh hưởng xấu đến
mơi trường và sức khỏe của con người.
Việt Nam là nước có truyền thống sản xuất nơng nghiệp với hơn 65% dân số
sống ở vùng nơng thơn chính vì vây nhu cầu sử dụng thuốc BVTV cho thâm canh là
rất lớn. Theo báo cáo khoa học “Cơng nghệ phục hồi đất và xử lý triệt để thuốc
BVTV khó phân hủy POP” của Lê Xuân Quế (Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam),
Nguyễn Hoài Nam (Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam) và Phan Thanh Tùng (Bộ
TN&MT) thì hiện nay, ở Việt Nam chưa có cơ sở nào sản xuất các hoạt chất hóa
chất BVTV, cả nước có 93 nhà máy, cơ sở gia cơng, sang chai, đóng gói thuốc
BVTV, trong đó 50% thị phần thuốc BVTV hiện nay thuộc về 7 doanh nghiệp có
vốn đầu tư nước ngồi (FDI). Cịn lại là của 300 doanh nghiệp trong nước. 100%
hóa chất BVTV đang bán trên thị trường là sử dụng nguyên liệu ngoại nhập. Và lấy
mẫu kiểm tra chất lượng thuốc BVTV tại các cơ sở sản xuất, gia cơng, sang chai,
đóng gói lưu thơng hàng năm cho thấy, tỷ lệ mẫu khơng đạt chất lượng 3-10,2% số

mẫu kiểm tra.
Thực hiện quyết ñịnh số 184/2006/Qð-TTg của Thủ tướng Chính phủ ngày
10 tháng 8 năm 2006 về việc “Phê duyệt kế hoạch quốc gia thực hiện công ước
Stockholm về các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy”; Thực hiện ý kiến chỉ đạo của
Văn phịng Chính phủ tại cơng văn số 7838/VPCP-KTN ngày 14/11/2008 về việc
xử lý tiêu huỷ thuốc BVTV tồn lưu ở các tỉnh. ðặc biệt là thực hiện Quyết ñịnh số
1946/Qð-TTg ngày 21/10/2010 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt Kế
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

1


hoạch xử lý, phịng ngừa ơ nhiễm mơi trường do hóa chất BVTV tồn lưu trên phạm
vi cả nước; Quyết ñịnh số 2537/Qð-BTNMT ngày 30/12/2010 của Bộ Tài nguyên
và Môi trường ban hành chương trình của Bộ TNMT triển khai Quyết định số
1946/2010/Qð-TTg ngày 21/10/2010 của Thủ tướng Chính phủ; từ năm 2006 đến
nay đã có nhiều dự án, cơng trình được đầu tư nhằm đánh giá, xử lý tồn lưu trên ñịa
bàn cả nước ñặc biệt là các kho chứa hóa chất BVTV khơng hoạt động bởi đó là
những ñiểm gây ô nhiễm nghiêm trong ñến môi trường. Trong phụ lục I của quyết
ñịnh 184/2006-Qð-TTg chỉ ra 240 ñiểm tồn lưu hóa chất BVTV nghiêm trọng và
đặc biệt nghiêm trọng; phụ lục II chỉ ra 95 ñiểm tồn lưu hóa chất BVTV gây ơ
nhiễm mơi trường. Hầu hết các ñiểm tồn lưu này ñều là các kho chứa thuốc BVTV
cũ khơng sử dụng, khơng có cơ quan chịu trách nhiệm quản lý. Các kho thuốc cũ
này, một số bị phá chuyển thành đất ở và các mục đích khác, cịn lại đang bị xuống
cấp và gây ảnh hưởng nghiêm trọng ñến người dân sinh sống quanh khu vực.
Bắc Giang là một tỉnh nằm ở trung du miền núi đơng bắc nước ta với nền
kinh tế nơng nghiệp đóng vai trị chủ đạo. Trong những năm gần đây sản lượng
nơng nghiệp của tỉnh ngày càng tăng do sự quan tâm ñầu tư của chính quyền ñịa
phương và do việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật cũng như việc sử dụng hóa chất
BVTV vào sản xuất nơng nghiệp với mục ñích bảo vệ mùa màng, bảo vệ năng suất

cây trồng. Tuy nhiên việc sử dụng các loại thuốc BVTV một cách tràn lan khơng
theo hướng dẫn, quy định an tồn ñã làm giảm chất lượng nông sản và mang lại
nhiều hậu quả đối với mơi trường và con người trong tỉnh. Trong đó, nghiêm trọng
nhất là các kho chứa thuốc BVTV hết hạn sử dụng khơng ai quản lý. Chính vì lý do
như vâỵ nên tơi tiến hành đề tài: “ðánh giá tình hình quản lý và tồn lưu hóa chất
bảo vệ thực vật trong ñất trên ñịa bàn tỉnh Bắc Giang”.
- Mục đích
1. ðánh giá được tình hình quản lý các kho thuốc BVTV khơng cịn sử dụng
tại Bắc Giang.
2. ðánh giá được tồn lưu của Hóa chất bảo vệ thực vật trong ñất.
3. ðề xuất một số giải pháp quản lý, sử dụng và biện pháp khắc phục nhằm
giảm thiểu tồn lưu Hóa chất bảo vệ thực vật tại tỉnh Bắc Giang.

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

2


- u cầu
1. Xác định được tình hình quản lý và lượng tồn lưu thuốc BVTV.
2. Các phương pháp lấy mẫu, phân tích đảm bảo u cầu tính chính xác của
phân tích tồn lưu Hóa chất bảo vệ thực vật.
3. Giải pháp ñưa ra phải xuất phát từ kết quả nghiên cứu và tình hình thực tế
của địa phương.

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

3

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tồn dư các kho thuốc khơng cịn hoạt động theo Quy định 1946/Qð-TTg
của Thủ tướng Chính phủ:
Theo kết quả điều tra năm 2009 của Bộ Tài ngun và Mơi trường, hiện cả
nước có hơn 1.000 điểm ơ nhiễm mơi trường do hóa chất BVTV, trong đó tập trung
chủ yếu trên địa bàn các tỉnh Miền Trung. Các kho hóa chất được xây dựng từ
những năm 1980 trở về trước, ñã và ñang xuống cấp trầm trọng và phần lớn nằm
gần khu vực dân cư. Việc phịng ngừa, ngăn chặn tác hại do hóa chất bảo vệ thực
vật tồn lưu gây ra ñối với sức khỏe cộng đồng, mơi trường và phát triển kinh tế-xã
hội ñang trở nên vô cùng cấp thiết. ðặc biệt là ở 2 tỉnh Nghệ An và Hà Tĩnh, nơi
chiếm trên 60% số ñiểm nằm trong danh mục 100 khu vực ơ nhiễm đặc biệt nghiêm
trọng do hóa chất BVTV tồn lưu [5].
Theo thông tin từ Bộ NN và PTNT, hàng năm, nước ta sử dụng trung bình
15.000 - 25.000 tấn thuốc BVTV. Bình quân 1 ha gieo trồng sử dụng ñến 0,4 - 0,5
kg thuốc bảo vệ thực vật. Sử dụng khơng hợp lý, khơng tn thủ theo đúng những
quy ñịnh nghiêm ngặt về quy trình sử dụng nên thuốc BVTV gây nhiều tác hại cho
chính người sử dụng và người tiêu dùng nơng sản, thực phẩm có chứa dư lượng
thuốc BVTV, đồng thời ảnh hưởng đến mơi trường sống. [4] Báo cáo tổng hợp của
Tổng cục Môi trường, Bộ Tài nguyên và Môi trường cho thấy, mỗi năm hoạt ñộng
nông nghiệp phát sinh khoảng 9.000 tấn chất thải nông nghiệp nguy hại, chủ yếu là
thuốc BVTV, trong đó khơng ít loại thuốc có độ độc cao đã bị cấm sử dụng. Ngồi
ra, cả nước cịn khoảng 50 tấn thuốc BVTV tồn lưu tại hàng chục kho bãi; 37.000
tấn hóa chất dùng trong nơng nghiệp bị tịch thu đang được lưu giữ chờ xử lý. Thực
trạng này khiến cho môi trường nơng thơn đang phải gánh chịu những bất lợi từ
hoạt động sản xuất nơng nghiệp..[10]
Việc triển khai thực hiện Quy định 1946/Qð-TTg của Thủ tướng Chính Phủ
về “ Phê duyệt kế hoạch quốc gia thực hiện công ước Stockholm về các chất ơ
nhiễm hữu cơ khó phân hủy” ngày 10 tháng 8 năm 2006 và thực hiện Chương trình
mục tiêu quốc gia khắc phục ô nhiễm và cải thiện mơi trường giai đoạn 2012 – 2015
Trường ðại Học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

4


ñã ñược thực hiện rộng rãi trên phạm vi cả nước, đặc biệt là các khu vực bị ơ nhiễm
hữu cơ khó phân hủy nghiêm trọng và đặc biệt nghiêm trọng. ðã có rất nhiều khu
vực là các điểm nóng về hóa chất BVTV tiến hành các cuộc khảo sát, ñánh giá hiện
trạng chỉ ra mức ñộ ô nhiễm, ñể phân vùng ơ nhiễm, dựa vào tình hình thực tế tại
ñịa phương ñể tiến hành các biện pháp xử lý, ñánh giá cho phù hợp nhằm hạn chế
tối ña mức ñộ lan rộng và ảnh hưởng của ô nhiễm ñến người dân mà vẫn ñảm bảo
phù hợp với ngân sách.
Qua ñợt ñiều tra, khảo sát sơ bộ các ñiểm tồn dư hố chất BVTV triển khai
năm 2010 cho thấy điểm tồn lưu hoá chất BVTV tại tiểu khu 4 khối phố Hưng
Thịnh - Huyện Cẩm Xuyên - Tỉnh Hà Tĩnh là một trong các ñiểm ñược ñánh giá là
ñiểm tồn lưu hóa chất BVTV gây ơ nhiễm mơi trường đặc biệt nghiêm trọng (ñã
ñược ñưa vào danh sách tại Quyết ñịnh số 1946/Qð-TTg. Mức ñộ tồn lưu DDT
trong ñất từ khơng phát hiện đến gấp 210 lần, 666 từ khơng phát hiện được đến gấp
45 lần, nhóm cacbamat nhỏ hơn quy chuẩn Việt Nam 15:2008/BTNMT Quy chuẩn
kỹ thuật quốc gia về dư lượng thuốc BVTV trong ñất. Một số ñiểm cách xa nền kho
với phạm vi bán kính 8 m thì mức độ tồn lưu DDT ở mức thấp hơn tuy nhiên vẫn
vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Ra xa với phạm vi bán kính >12 m thì mức độ tồn dư
nằm trong tiêu chuẩn cho phép. Phạm vi ô nhiễm có diện tích khoảng 600 m2, trong
đó phạm vi ơ nhiễm nặng có diện tích khoảng 250 m2, khu vực xung quanh bị ô
nhiễm nhẹ. Do thời gian lưu giữ lâu ngày, vì vậy thuốc BVTV đã phát tán vào đất
gây ơ nhiễm lớp đất với chiều sâu tồn lưu là 7m trong đó chiều sâu tồn lưu ở mức
độ cao là 4m, cịn lại là tồn lưu ở mức độ nhẹ. Khu vực bị ơ nhiễm hóa chất BVTV
chủ yếu là các hóa chất BVTV như: Lindan, DDT và Wofatox. Chiều sâu tồn lưu từ
3-4 m. Thuốc bảo vệ thực vật đã phát tán vào đất gây ơ nhiễm lớp đất trên và phía
dưới lớp thuốc được chơn lấp. ðể xử lý triệt ñể ñối với lớp ñất này chỉ có thể là bóc
lấy tồn bộ và đưa ñến khu vực xử lý. ðất nhiễm ñược ñưa vào hố xử lý từng lớp

0,25 - 0,3 m, phun ñều bằng vịi phun của thiết bị phun hỗn hợp hóa chất xử lý
thuốc thử Fenton và hỗn hợp NaPEG. Vùng ơ nhiễm trung bình có diện tích 350 m2
chiều sâu tồn lưu 3m. Phương pháp lựa chọn xử lý triệt ñể khối lượng ñất nhiễm
bằng tác nhân gây oxi hóa mạnh (phản ứng Fenton). ðất sau xử lý và bổ sung vôi

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

5


bột và các chủng vi sinh sẽ được hồn trả ngay tại chỗ theo hình thức cuốn chiếu.
Ngồi bổ sung phân vi sinh bề mặt ñất nhiễm ñã xử lý sẽ ñược phủ một lớp ñất
màu. Lớp ñất bổ sung có bề dày khoảng 0,2m được đầm nén chặt, và ñược trồng cỏ
vetiver và ñược chuẩn bị ñể hoàn trả mặt bằng một số khu vực trồng cây của các hộ
dân trong khu vực.
Kho thuốc bảo vệ thực vật tại Hòn Trơ, xã Diễn Yên, huyện Diễn Châu Nghệ
An tồn tại hàng chục năm nay, kho thuốc ñã gây ra tình trạng ơ nhiễm mơi trường
ảnh hưởng đến đời sống dân sinh của người dân. Nơi ñây trở thành ñiểm nóng, được
quan tâm. ðây là một trong những điểm tồn lưu ñược nghiên cứu khảo sát và ñưa
vào danh mục những điểm sẽ được xử lý mơi trường đầu tiên của cả nước. ðánh giá
mức độ ơ nhiễm chất hữu cơ khó phân hủy cho thấy mức độ ơ nhiễm hữu cơ của ñất
tại khu vực lấy mẫu rất cao có điểm lên tới 907.72 mg/kg và thấp nhất có nồng độ
342,57 mg/kg.
Bảng Kết quả phân tích độ ẩm và hàm lượng chất hữu cơ khó phân hủy tổng trong 3
mẫu đất Hịn Trơ, mg/kg (ppm)
STT

M1

M2

M3

RH, %

35.12

11.26

17.23

Lần 1

894.25

589.21

366.41

Lần 2

921.19

572.64

342.57

TB

907.72

580.925

354.49

Sau khi dung pương pháp chiết rửa, cả 3 mẫu đất thí nghiệm đều chỉ cịn hàm
lượng POP tổng rất thấp, từ 0,2ppm ñến 0,5ppm, tức là ñã rửa sạch trên 99,9%
lượng POP tồn dư. Tuy nhiên, mơ hình chiết rửa này mới chỉ dừng lại ở phạm vi
phịng thí nghiệm và đang trong q trình xây dựng mơ hình áp dụng vào thực tế.
Ơ nhiễm mơi trường do hóa chất tồn lưu tại kho chứa thuốc BVTV tại thôn
Mốc ðịnh, xã Hồng Thủy, huyện Lệ Thủy, tỉnh Quảng Bình, kho được sử dụng từ
trước những năm 1975 ñể lưu trữ, luân chuyển và phân phối các loại thuốc BVTV
phục vụ sản xuất nơng nghiệp, trong đó có nhiều loại thuốc trừ sâu có độc tính cao,
khó phân hủy trong mơi trường như: DDT, 666, wolfatox... Hàm lượng ô nhiễm
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

6


DDT từ nồng ñộ 0,013 mg/kg ñến 2,045 mg/kg (tại nền kho). Như vậy nồng độ dư
lượng hóa chất BVTV trong ñất ñã vượt so với tiêu chuẩn nhiều lần, cụ thể: nồng độ
DDT trong các mẫu phân tích vượt từ 1,3 ñến 204,5 lần so với QCVN
15:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về dư lượng hóa chất BVTV trong
đất. Dựa vào các tiêu chí đánh giá cụ thể và tình hình thực tế của địa phương thì
phương pháp được lựa chọn ứng dụng để xử lý ơ nhiễm, các tổ chức có trách nhiệm
đã tiến hành lựa chọn và chọn ra hai phương pháp xử lý là:
- Phương pháp ñốt xúc tác dùng ñể xử lý ñối với các chai lọ, thuốc bảo vệ
thực vật tồn lưu có nồng độ ơ nhiễm cao và khối lượng xử lý nhỏ, yêu cầu xử lý
triệt ñể trong thời gian ngắn.
- Phương pháp hóa học (Fenton) dùng xử lý với đất ơ nhiễm quy mơ lớn, với

các nồng độ hóa chất khác nhau, yêu cầu hiệu suất xử lý cao, thời gian hoàn trả mặt
bằng nhanh, thời gian hoàn trả đất nhanh chóng, sản phẩm sau xử lý khơng gây ñộc
hại với môi trường, ñất sau khi xử lý ñược trộn với phân vi sinh ñể cải tạo và phục
hồi tính chất đất.
Hầu hết các điểm được xử lý tồn lưu tính đến thời điểm hiện nay đều là các
khu vực ơ nhiễm nghiêm trọng và đặc biệt nghiêm trọng (tập trung chủ yếu ở Nghệ
An và Hà Tĩnh) mang tầm chiến lược quốc gia.
1.2. Một số biện pháp xử lý tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật trong ñất:
Hiện nay trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đã có nhiều phương
pháp xử lý hóa chất BVTV tồn lưu trong đất được nghiên cứu thành cơng, một số
phương pháp đã được áp dụng thành cơng trong việc xử lý hóa chất BVTV tồn lưu
ở một số ñiểm trong nước. Sau ñây là một số phương pháp xử lý hóa chất BVTV
tồn lưu trong đất đã được nghiên cứu ở Việt Nam.
1.2.1. Phương pháp phá huỷ bằng hồ quang, plasma
Phương pháp ñược tiến hành trong thiết bị cấu tạo đặc biệt. Các liên kết hóa
học của hợp chất hữu cơ bị bẻ gẫy ở nhiệt ñộ cao tạo nên Plasma khí ion hố
(thường cao hơn 28.0000C) trong ống phản ứng sinh ra sóng phát xạ electron cực
ngắn (vi sóng) và tạo ra các nhóm gốc tự do dẫn tới việc tạo thành SO2, CO2, H2O,

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

7


HPO3, và Cl2, Br2... Sản phẩm phân hủy ñược tạo ra phụ thuộc vào bản chất thuốc
BVTV.
Có thể lấy Malathion làm ví dụ, khi đó Malathion bị phá huỷ như sau:
Plasma + C10H19O6PS2 + 15O2 => 2SO2 + 10CO2 + 9H2O + HPO3.
Kết quả thử nghiệm theo phương pháp trên cho thấy một chất trừ sâu, diệt cỏ
bị huỷ ñến 99,99%.

Ưu ñiểm:
- Hiệu suất xử lý cao;
- Thiết bị gọn nhẹ;
- Vận hành đơn giản;
- Khí thải khi xử lý an tồn mơi trường.
Nhược điểm:
- Chỉ sử dụng hiệu quả trong pha lỏng và pha khí;
- Chi phí cho xử lý cao, vốn ñầu tư lớn.
1.2.2. Phương pháp chiết
Chiết bằng dung mơi:
Chiết bằng dung mơi là phương pháp cổ điển, thường sử dụng trong cơng
nghệ hố học để tách và tinh chế các chất. Kỹ thuật chiết sử dụng tính tan tương hỗ
của một chất trong hai chất lỏng không trộn lẫn vào nhau. Lợi dụng khả năng hoà
tan tốt của nhiều hố chất BVTV trong các dung mơi hữu cơ, trong khi các dung
mơi này khơng hồ tan trong nước, người ta đã qua sử dụng có thể tinh chế cho các
q trình xử lý tiếp theo.
Nhược điểm: cơ bản của kỹ thuật này là việc sử dụng dung mơi để tách chiết
lại có thể gây ơ nhiễm mơi trường do chính dung mơi sử dụng, địi hỏi những thiết
bị sử dụng cồng kềnh, chi phí đầu tư ban ñầu lớn.
Chiết bằng màng lỏng
Trong những năm gần ñây, cùng với sự phát triển của kỹ nghệ hoá học,
người ta có thể tạo ra các hợp chất mới, có thể sử dụng ñể tách dễ dàng các chất ra
khỏi nhau bằng phương pháp chiết màng mỏng. Kỹ thuật chiết màng mỏng khác với
kỹ thuật chiết cổ ñiển nêu trên ở chỗ kỹ thuật chiết màng mỏng sử dụng một hệ nhũ

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

8

tương nước trong dầu ñể phân tách. Nhờ bề mặt lớn của màng ở dạng phân tán
huyền phù ñã tạo ñiều kiện thu gom rất tốt các chất trong pha nước. Hơn nữa việc
chiết và tách trong quá trình sử dụng kỹ thuật chiết màng lỏng xảy ra ñồng thời và
nhanh hơn so với phương pháp chiết cổ ñiển.
Những kết quả phương pháp cho thấy phương pháp chiết bằng màng lỏng sử
dụng khá hiệu quả ñể tách các chất, thậm chí cả những chất có độ hồ tan tốt trong
nước như phenol, axit axetic và các ion kim loại. Kết quả nghiên cứu áp dụng
phương pháp chiết màng lỏng cho thấy:
- Hơn 99% phenol có thể chiết từ dung dịch nước sau gần một phút.
- Axit axetic có thể bị chiết bằng màng lỏng, song với tốc ñộ chậm hơn (5-10 phút).
- Thuốc diệt cỏ MCPA có độ hồ tan cao (852ppm) có thể được chiết tới hơn
61%, cịn thuốc diệt cỏ atrazin có độ hồ tan thấp (33ppm) được chiết tới 93% sau
15 - 20 phút.
Ưu ñiểm: Ưu ñiểm của phương pháp chiết bằng màng lỏng là có thể dễ dàng
áp dụng, thiết bị gọn nhẹ, ñầu tư ban ñầu thấp. Ngoài ra dùng phương pháp chiết
bằng màng lỏng người ta có thể chiết các kim loại nặng như kẽm, crom, ñồng, niken
và ứng dụng trong việc xử lý nước thải của các ngành khác nhau.
Kỹ thuật chiết màng lỏng ñang ñược nghiên cứu tiếp tục nhằm nâng cao hiệu
quả chiết của các loại màng khác nhau, ñặc biệt đối với các hố chất BVTV có độ
hồ tan cao trong nước.
1.2.3. Phương pháp oxy hố (ở nhiệt độ cao)
Phương pháp oxy hố ở nhiệt độ cao có hai cơng đoạn chính sau:
- Cơng đoạn 1: Cơng đoạn tách chất ơ nhiễm ra khỏi hỗn hợp đất bằng
phương pháp hố hơi chất ô nhiễm. Tuỳ thuộc vào loại chất ô nhiễm, q trình hố
hơi xảy ra ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sơi của chất ơ nhiễm, thường từ 1500C đến
4500C đối với các hố chất BVTV loại mạch thẳng và từ 3000C đến 5000C đối với
các hố chất BVTV loại mạch vịng hoặc có nhân thơm.
- Cơng đoạn 2: Cơng đoạn phá huỷ chất ơ nhiễm bằng nhiệt ñộ cao. Dùng
nhiệt ñộ cao có dư oxy ñể oxy hố triệt để các chất ơ nhiễm tạo thành CO2, H2O, HCl,
NOx, P2O5...(tuỳ thuộc vào bản chất của chất ô nhiễm được xử lý). ðể q trình oxy

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

9


hố xảy ra hồn tồn, lượng oxy dư phải được duy trì ở mức lớn hơn 6% và nhiệt độ
buồng ñốt phải ñủ cao (>1.1000C) nhằm tránh việc tạo sản phẩm nguy hiểm.
Người ta ñang nghiên cứu ñể ñưa vào ứng dụng loại lị đốt muối nóng
chảy. Ở loại lị ñốt muối nóng chảy, chất thải có thể cháy ñược và khơng khí
được đưa qua bề mặt của khối muối cacbonat natri nóng chảy (T = 800C 1000C). Hiệu quả phân huỷ hydrocacbon có thể đạt tới 99,99%. Nhược điểm
chính của biện pháp này là sự kết khối tro không cháy và muối trong lị cũng như
tốc độ ăn mịn thành lị cao.
Ưu điểm: Là phương pháp tổng hợp vừa tách chất ơ nhiễm ra khỏi đất vừa
làm sạch triệt để chất ơ nhiễm, khí thải rất an tồn cho mơi trường (khi có hệ thống
lọc khí thải).
- Hiệu suất xử lý tiêu ñộc cao >99%.
- Cặn bã, tro sau khi xử lý chiếm tỷ lệ rất nhỏ (0,01%).
Nhược ñiểm:
- Chi phí cho xử lý cao.
- Khơng áp dụng để xử lý kim loại nặng.
- Cấu trúc ñất sau khi xử lý bị phá huỷ.
- Khí thải cần lọc trước khi thải vào mơi trường.
1.2.4. Giải pháp phân huỷ hố chất BVTV bằng tia cực tím (UV) hoặc bằng ánh
sáng mặt trời
Các bức xạ cực tím có năng lượng lớn, do đó nó có tác dụng phá huỷ lớn.
Các phản ứng phân huỷ bằng tia cực tím (UV), bằng ánh sáng mặt trời thường làm
gẫy mạch vòng hoặc gẫy các mối liên kết giữa clo với cacbon, hoặc nguyên tố khác
trong cấu trúc phân tử của chất hữu cơ với cacbon và sau đó thay thế nhóm đó bằng
nhóm phenyl hoặc nhóm hydroxyl và làm giảm độ độc của đất.

Các thực nghiệm cũng như thực tiễn ñã chứng minh rằng các chất clo hữu cơ
bền có thể bị quang phân hủy dưới những điều kiện nhất định. Ví dụ trong mơi
trường metanol thì 2,3,7,7 - TCDD bị phân hủy hồn tồn sau 24h. Nói chung trong
mơi trường dung mơi hữu cơ (xylen, clorofoo…) tác dụng phân hủy của ánh sáng tử
ngoại đối với dioxin khá cao.

Trường ðại Học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

10


Các nhà khoa học cho rằng hiện tượng quang phân hủy của clo hữu cơ bền
có liên quan chặt chẽ với mơi trường có tác nhân hydro (hydrogen donor). Ngồi
ra, khi hấp phụ lên xilicagen các dioxin cũng dễ bị quang phân hủy hơn. ðiều đó
giải thích cho sự phân hủy các DDT, dioxin… khi hấp phụ lên các hạt bụi nhỏ
lan truyền trong khơng khí. Như vậy về ngun lý, nếu tách được các dioxin khỏi
đất nhiễm vào mơi trường thích hợp (metanol, xylen, clorofooc, một số các chất
hoạt ñộng bề mặt cation, silicagen…) thì việc phân hủy bằng ánh sáng tử ngoại,
ñược thực hiện khá dễ dàng. Hiện nay phương pháp này ñược áp dụng chủ yếu
ñể xử lý nước thải ô nhiễm chứa các chất hữu cơ và đã được Cục mơi trường Mỹ
cho phép hoạt động. Ví dụ là các thiết bị CAV - OX®I và CAV - OX®II. Việc
nghiên cứu để xử lý khu vực ñất nhiễm các dioxin theo phương pháp này ñang
ñược tiếp tục nghiên cứu. Phương pháp này có ý nghĩa rất lớn trong việc xử lý
diện tích lớn đất bị ơ nhiễm các dioxin do phun rải thuốc trừ sâu diệt cỏ, tại đó
chiều sâu ơ nhiễm chỉ giới hạn ở lớp bề mặt canh tác, do đó có thể sử dụng ánh
sáng mặt trời làm quang năng.
ðối với các khu vực ô nhiễm thuốc bảo vệ thực vật ở nước ta hiện nay,
phương pháp này khó có thể áp dụng do chiều sâu ơ nhiễm đã rất lớn (hơn 1m),
khó có thể cho ánh sáng tác dụng vào sâu trong lịng đất. Nếu đào xới nhiều lần
thì thời gian phơi nhiễm lớn, khả năng lan truyền ñất nhiễm sang các vùng lân

cận khơng thể kiểm sốt được.
Ngày nay, để nâng cao hiệu quả xử lý, việc phân hủy bằng phương pháp
quang phân hủy thường ñược sử dụng như là một trong các giai đoạn của q
trình xử lý. ðối với trường hợp ô nhiễm thuốc BVTV ở các khu vực ô nhiễm
nặng mà nguồn gốc không phải do phun rải, việc áp dụng phương pháp này gặp
khó khăn lớn nhất là cần phải tách ñược DDT, 666 và các chất độc khác bằng
dung mơi thích hợp từ những vùng đất rộng lớn, chiều sâu ô nhiễm không chỉ
hạn chế ở lớp bề mặt mà ñến hàng mét. Việc tách chiết các chất đó ra khỏi mẫu
đất nhiễm, như các phương pháp xử lý mẫu trong phân tích đã cho thấy là rất
khó khăn và đắt tiền. Các thiết bị để thực hiện phản ứng quang hóa cho một khối
lượng lớn cũng rất phức tạp. Vì lẽ đó khơng thể lựa chọn phương pháp này trong

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

11


ñiều kiện xử lý khu vực ñất nhiễm ở nước ta.
Ưu điểm: Hiệu suất xử lý cao, chi phí cho xử lý thấp, rác thải ra an tồn đối
với mơi trường.
Nhược điểm: Khơng thể áp dụng để xử lý chất ơ nhiễm chảy tràn và chất thải
rửa có nồng độ ñậm ñặc. Có thể áp dụng phương pháp này ñể xử lý đất, tuy nhiên
khi có lớp đất trực tiếp được tia cực tím chiếu khơng dày hơn 5mm. Do đó, khi cần
xử lý nhanh lớp đất bị ơ nhiễm tới các tầng sâu hơn 5mm thì phương pháp này ít
được sử dụng và đặc biệt trong cơng nghệ xử lý hiện trường.
1.2.5. Phương pháp hấp phụ
ðây là phương pháp thu gom và giữ hoá chất BVTV trên bề mặt của các
chất hấp phụ. Có thể sử dụng các chất hấp phụ có nguồn gốc tự nhiên (than bùn, các
chất khoáng, các chất mùn...), các chất hấp phụ tổng hợp (gồm hoạt hố, các nhựa
trao đổi ion...), than hoạt tính....

Ưu ñiểm:
- Phương pháp hấp phụ là phương pháp ñơn giản, dễ áp dụng, chi phí ban
đầu cho xử lý thấp.
- Hiệu quả việc tách hoá chất BVTV trong nước bằng than hoạt tính và các
chất đơng tụ rất cao, có thể đạt tới 90 - 99%.
Nhược điểm:
- ðối với hố chất BVTV có độ tan lớn trong nước nhiều khi cho kết quả lưu
giữ thấp. Ví dụ khi dùng than hoạt tính và chất đơng tụ thì chỉ có chưa tới 10%
parathion có trong nước bị hấp phụ. Các chất hấp phụ có nguồn gốc tự nhiên (sợi
gỗ, vỏ cây, rêu mốc mọc trên than bùn...) tỏ ra có khả năng hấp phụ malathion trong
nước (có khuấy trộn) thì hiệu quả thu gom có thể đạt tới 70% - 90%.
- Trong thực tế, đất và các chất hữu cơ có mặt trong đất có khả năng hấp phụ
hố chất BVTV. Khi tưới nước có chứa hố chất BVTV lên đất thì có tới 70% hố
chất BVTV bị giữ lại ở lớp bề mặt (0 - 8 cm). Tuy nhiên việc tưới nước có chứa hố
chất BVTV lên đất lại gây ô nhiễm trong ñất và trong một số trường hợp có thể gây
ra ơ nhiễm nguồn nước ngầm.
Các hố chất BVTV sau khi ñược thu gom trên chất hấp phụ có thể áp dụng

Trường ðại Học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

12


nhiều biện pháp khác nhau ñể xử lý chúng như kỹ thuật chiết bằng dung môi khi
muốn thu hồi, các kỹ thuật oxy hoá khác nhau hoặc kỹ thuật ủ phân huỷ bằng vi
sinh vật... Khi đó ta có thể tái sử dụng chất hấp phụ. Tuy nhiên, việc ñánh giá khả
năng hấp phụ cịn lại sau khi đã tiến hành các kỹ thuật nêu trên là rất quan trọng
nhằm ñảm bảo một hiệu quả cao các quá trình hấp phụ tiếp theo.
1.2.6. Phương pháp xử lý bằng nhiệt
Các phương pháp xử lý bằng nhiệt ñộ cao thường bao gồm: nhiệt phân và

thiêu đốt. Ngồi ra trong những năm gần ñây phương pháp phân hủy nhiệt ñộ thấp
cũng ñược nhiều nhà nghiên cứu quan tâm.
Phương pháp ñốt ở nhiệt ñộ cao:
Thiết bị đốt bao gồm các thành phần chính: Lị quay, buồng ñốt/buồng ñốt
thứ cấp, tháp làm lạnh, hệ thống xử lý khí thải.
Các yêu cầu kỹ thuật:
- Ở 12000C: ñốt với >3% ô xy; thời gian tiếp xúc: 2 giây;
- Ở 16000C: đốt với >2% ơ xy; thời gian tiếp xúc: 15 giây;
Hệ thống khơng được chứa các kim loại nặng.
Nhất thiết phải có hệ thống xử lý, kiểm tra khí thải, đặc biệt PCB, dioxin,
Furan…hình thành.
Ưu điểm: Xử lý nhanh với hiệu suất xử lý cao, hầu như triệt ñể: 99,99%.
Hạn chế:
- Giá thành rất ñắt: 3-4 triệu USD/thiết bị, giá thành xử lý khoảng 4.000 - 5.000
USD/ tấn đất. Hiện nay chỉ có một số nước tư bản phát triển mới sử dụng.
- Nếu không thực hiện đúng các u cầu kỹ thuật, nhiều loại khí vơ cùng độc
hại như PCB, dioxin, furan.. được hình thành và thải vào mơi trường;
Hiện có phong trào tồn cầu chống các phương pháp thiêu ñốt. Nhật bản,
Astralia, Thụy ðiển, Thụy sỹ đã cấm hồn tồn các kỹ thuật thiêu đốt ñể xử lý POPs.
Ở Việt Nam, chưa nhập thiết bị chuyên dụng ñể thiêu ñốt thuốc BVTV. Song
với lượng ñất bị ơ nhiễm rất rộng, thì chưa áp dụng phương pháp này.

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

13


Phương pháp thiêu đốt trong lị xi măng
Thực chất đây cũng là phương pháp thiêu ñốt ở nhiệt ñộ cao. Tuy nhiên vì lị
xi măng thiết kế để sản xuất clinker nên ngồi việc phải đáp ứng các u cầu

nghiêm ngặt của phương pháp thiêu ñốt ở nhiệt ñộ cao như trên đã trình bày, thì
phương pháp thiêu đốt trong lị xi măng phải đáp ứng thêm các u cầu khác như:
- Chất thải chứa POPs không làm ảnh hưởng ñến tuổi thọ của các thiết bị sản
xuất clinker;
- Chất thải chứa POPs phải có hệ số năng lượng cao như một nguồn nguyên
liệu cung cấp năng lượng thay thế;
- Các sản phẩm thiêu đốt khơng được làm ảnh hưởng ñến chất lượng của
xi măng.
ðối với việc tiêu hủy chất BVTV trong các lị xi măng: nước ta có hàng chục
nhà máy sản xuất xi măng lò quay và lò ñứng. Các lò sản xuất xi măng cả lò quay
và lị đứng đã tn thủ theo quy trình cơng nghệ ổn ñịnh, nhất là các nhà máy xi
măng hiện ñại: để vận hành, các lị đã được lập chương trình ñiều khiển tự ñộng hóa
cao của nhà sản xuất, nên các nhà máy khó có thể chấp nhận thay đổi quy trình để
đưa DDT vào tiêu hủy.
1.2.7. Phương pháp rửa ñất nhiễm bằng dung môi
Trong thời gian gần ñây, phương pháp dùng các dung mơi như cồn, dầu,
toluen… để rửa ñất nhiễm ñược các nhà nghiên cứu và Cục bảo vệ Mơi trường ở
Mỹ nghiên cứu và thử nghiệm đối với các khu vực ñất nhiễm.
Nguyên lý của phương pháp là chất ơ nhiễm dạng hữu cơ hịa tan tốt trong
các dung mơi thích hợp. Các chất ơ nhiễm sau khi chiết ñược xử lý bằng phương
pháp hấp phụ hoặc phương pháp khác, dung mơi dùng để triết sau đó ñược thu hồi
và sử dụng lại.
Ở nước ta mới chỉ thử nghiệm các mẫu đất nhiễm dioxin, qua đó thấy rằng
hiệu xuất chiết ñạt ñược chưa cao, thời gian chiết kéo dài. Mặt khác ta cũng chưa có
các thiết bị ñủ an toàn ñể triển khai lượng lớn ñất nhiễm.
1.2.8. Các phương pháp hóa học
Các phương pháp hóa học sử dụng các hóa chất thích hợp để phân hủy

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

14


dioxin.
Ưu ñiểm:
- Phương pháp này là thời gian xử lý nhanh (chỉ kém phương pháp xử lý
bằng nhiệt).
- Các thiết bị sử dụng trong cơng nghệ ít phức tạp hơn so với các phương
pháp vật lý.
Nhược ñiểm:
Bản thân các chất hóa học sử dụng trong cơng nghệ xử lý có thể gây ô nhiễm
cho môi trường.
- Hiệu quả xử lý khơng đạt cao như phương pháp thiêu đốt. Tuy nhiên
với các nguồn ơ nhiễm mức độ cao, diện tích và chiều sâu ơ nhiễm lớn, việc sử
dụng phương pháp hóa học cho phép xử lý với thời gian ngắn hơn, các hóa chất,
thiết bị dễ tìm kiếm trong thị trường. Giá thành xử lý thấp hơn phương pháp xử
lý bằng nhiệt.
- Do các chất độc chứa clo bền khác có thể phân hủy dần dần trong điều kiện
khử, do đó bằng các hóa chất có thể tạo được các điều kiện đó cho khu vực ơ nhiễm
để phân hủy chậm DDT và các chất tương tự cho các bãi chôn lấp. Qua đó cho thấy
các dioxin trong hố chơn lấp bị phân hủy khá nhanh khi sử dụng một số hóa chất để
tạo điều kiện khử trong đất.
Một số phương pháp hóa học được nghiên cứu nhiều bao gồm:
Phương pháp thế nhóm độc trong phân tử thuốc BVTV
ðể thế clo trong nhân phân tử các clo hữu cơ như DDT, dioxin, các PCB…
(polyclobiphenyl) đã có cơng nghệ sử dụng các dẫn xuất kiềm như natri, kali của
polyetylenglycol. Hiệu suất phản ứng ñạt khá cao >96% ñối với 2,3,7,8 TCDD và
99,9% ñối với các dioxin khác. Nhiệt ñộ phản ứng là 1000C. Miyata và cộng sự ñã
sử dụng các hợp chất amin ñể thủy phân các dioxin trong tro bay.
Như vậy, ngồi các phương pháp thế clo trong vịng phân tử của các dioxin,

PCB đã biết có thể lựa chọn các tác nhân khác, môi trường khác và xúc tác hợp lý.
ðiều này nói lên rằng nghiên cứu để phá hủy các DDT, các thuốc BVTV khác bằng
phản ứng thế là có cơ sở.

Trường ðại Học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

15


Phương pháp declo hóa trong tác nhân hóa học
Tác nhân declo hóa được nghiên cứu nhiều nhất là hydro ở áp suất cao (hàng
trăm bar). Phản ứng thế clo trong phân tử DDT bằng hydro tạo thành trong phân tử
chứa ít clo hơn hoặc khơng có clo.
Xúc tác đóng vai trị quyết định trong các phản ứng hydro hóa. Các xúc tác
thường dùng trong cơng nghiệp hóa học là các kim loại và các oxit kim loại. ðó là
các kim loại nhóm VIII trong bảng tuần hồn các ngun tố hóa học: Ni, Pd, Co, Pt,
ở dạng bột mịn hay dạng sợi. Các oxit thường dùng là NiO, MoO3, Al2O3
Anderson, Rappe và những người khác ñã sử dụng xúc tác Denox (một loại
xúc tác trên cơ sở Ti/V dạng sợi ñể khử NOx trong khí thải của ñộng cơ) ñể declo
hóa dioxin trong khí thải các lị đốt rác.
Phương pháp sử dụng natri kim loại ñể phân hủy các PCB thành cơng cũng
rất đáng chú ý khi phân hủy các dioxin. Bản chất của phương pháp này là trong môi
trường nước natri kim loại phản ứng với nước sinh ra hydro ngun tử có khả năng
phản ứng cao.
Ngồi tác nhân declo hóa bằng hydro dưới áp suất cao cịn có thể sử dụng
các tác nhân có tính khử khác. Ví dụ như khi xử lý các chất ñộc quân sự có chứa clo
người ta sử dụng natrisunfua trong mơi trường có chất hoạt động bề mặt. Việc tìm
ra các chất ñể sản phẩm sau phản ứng của chúng không ảnh hưởng đến mơi trường,
có khả năng khử declo hóa các dioxin sẽ là hướng đáng được quan tâm.
Ngồi ra, nếu như cần phải có tác động của xúc tác thì hydro phân tử được

chuyển thành hydro ngun tử có khả năng phản ứng cao, thì việc sử dụng hydro
mới sinh ra từ các phản ứng hóa học cho ta hydro cũng có khả năng hoạt động
tương tự như sử dụng xúc tác.
Phương pháp oxy hóa bằng tác nhân Fenton kết hợp với phương pháp
Fenton quang hóa để xử lý đất ô nhiễm DDT ở nồng ñộc cao.
Phương pháp này ñã được Viện Hóa học - Viện Khoa học và Cơng nghệ Việt
Nam tiến hành thử nghiệm có kết quả tốt trên ñối tượng ñất nhiễm DDT nồng ñộ
cao ~ 50% tại xã Nghĩa Trung , huyện Nghĩa ðàn, tỉnh Nghệ An.
Bản chất của q trình oxy hóa với tác nhân Fenton:

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

16


Các phản ứng sau đây có thể được hình thành trong hệ xúc tác Fenton:
Fe2+ + H2O2 → Fe(OH)2+ → Fe3+ + •OH + OH – (1)
Fe3+ + H2O2 → Fe2+ + •HO2 + H +

(2)

Fe3+ + •HO2 → Fe2+

(3)

•

OH + Fe2+ →

•

OH + H2O2

Fe2+ + •HO2

+ O2

OH - +

→
+ H+

Fe3+

H2O +
→

+ H+

(4)
•

HO2

Fe3+ +

(5)
HO2 -

2H2O2 → 2H2O + O2

(6)
(7)

Các phản ứng trên dẫn ñến sự tạo thành gốc HO* tự do (1) và rất nhiều phản
ứng cạnh tranh khác. Trong số các phản ứng cạnh tranh này phải kể ñến phản ứng
tạo thành gốc hydroperoxil (2) và (5) và phản ứng mất gốc HO* tự do bởi Fe2+ và
H2O2 (4), (5).
ðối với xúc tác Fenton quang hóa thì phức Fe(OH)2+ có khả năng hấp thụ
ánh sáng tử ngoại ở bước sóng 410nm tạo thành gốc tự do bởi HO* (8).
Fe(OH)2+ + hv → Fe2+ + HO*

(8)

Do TiO2 (dạng anatase) có khả năng hấp thụ ánh sáng tử ngoại ở bước sóng
380nm nên thường được sử dụng làm xúc tác quang hóa cho hệ Fenton quang hóa.
Ưu điểm:
- Tác nhân Fenton (H2O2 + Fe2+) là một trong các hệ số oxy hóa mạnh nhất
được nghiên cứu một cách hệ thống và ñược áp dụng ñể xử lý hiệu quả trên nhiều
loại hợp chất hữu cơ khác nhau trong đó có POPs, mang lại hiệu quả kinh tế xã hội
và môi trường.
- Tác nhân Fenton (H2O2 + Fe2+) là một tác nhân an tồn nhất đối với mơi trường;
- Tác nhân Fenton (H2O2 + Fe2+) và các hóa chất khác sử dụng trong phương
pháp này tương ñối sẵn và rẻ trên thị trường. Vì thế giá thành xử lý có thể chấp
nhận ñược;
- Fenton quang hóa là một kỹ thuật mới, hiệu quả cao, là một công nghệ sạch
sử dụng năng lượng mặt trời sẵn có quanh năm ở Việt Nam.
- Quy trình cơng nghệ khơng q phức tạp: phản ứng xảy ra ở nhiệt độ và áp

Trường ðại Học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

17