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

Chu Tuấn Linh

ĐIỀU TRA, ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM VÀ ĐỀ XUẤT
PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT DDT
TẠI XÃ ĐỊNH TRUNG, THÀNH PHỐ VĨNH YÊN, TỈNH VĨNH PHÚC
Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trƣờng
Mã số: 60520320

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. Nguyễn Thị Hà
PGS.TS. Đinh Ngọc Tấn

HÀ NỘI - 2016



LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới PGS.TS Nguyễn Thị Hà cùng PGS.TS
Đinh Ngọc Tấn đã tận tình hƣớng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện và
hoàn thành bản luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ lãnh đạo, chỉ huy Viện Hóa học Môi
trƣờng Quân sự/Bộ Tƣ Lệnh Hóa học đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi học tập nghiên
cứu.
Bên cạnh đó, tôi cũng xin chân thành cảm ơn sự quan tâm sâu sắc của tập thể Trạm

1.4.1. Phương pháp cô lập đất nhiễm thuốc BVTV kết hợp với phân hủy hóa học 20
1.4.2. Phương pháp cô lập lâu dài .........................................................................21
1.4.3. Phương pháp vật lý .......................................................................................21
1.4.4. Phương pháp đốt có xúc tác ...........................Error! Bookmark not defined.
1.4.5. Phương pháp phân hủy sinh học ....................Error! Bookmark not defined.
1.4.6. Phương pháp xử lý DDT sử dụng hệ ôxi hóa Fe-TAML/H2O2Error! Bookmark
not defined.
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUError! Bookmark not
defined.
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu..........................................Error! Bookmark not defined.
2.2. Dụng cụ, thiết bị và hóa chất ...............................Error! Bookmark not defined.
2.2.1. Dụng cụ và thiết bị ..........................................Error! Bookmark not defined.
2.2.2. Hóa chất ..........................................................Error! Bookmark not defined.


2.3. Phƣơng pháp điều tra và khảo sát thực địa .........Error! Bookmark not defined.
2.3.1. Khảo sát về hiện trạng môi trường .................Error! Bookmark not defined.
2.4. Các phƣơng pháp phân tích .................................Error! Bookmark not defined.
2.5. Phƣơng pháp xử lý số liệu và tổng hợp viết báo cáoError!

Bookmark

not

defined.
2.6. Các phƣơng pháp nghiên cứu xử lý DDT trong đất nhiễmError! Bookmark not
defined.
2.6.1. Đồng nhất mẫu................................................Error! Bookmark not defined.
2.6.2. Thực nghiệm phương pháp xử lý DDT bằng cách sử dụng hệ ôxi hóa FeTAML/H2O2 ...............................................................Error! Bookmark not defined.
2.6.3. Phương pháp phân tích DDT..........................Error! Bookmark not defined.


BVTV

Bảo vệ thực vật

DDT

Diclo Diphenyl Tricloetan

POPs

Các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy

TAML

Tetra Amido Mecrocyclic Ligand

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Kết quả phân tích mẫu khu vực ô nhiễm tại xã Định Trung (năm 2012)
.............................................................................................................................13
Bảng 1.2: Liều lƣợng trung bình gây chết của DDT đối với một số loài động vật18

not

defined.
Bảng 3.11 : Các lớp kết cấu hố và thông số kỹ thuật hố xử lýError!
not defined.

Bookmark


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ mặt bằng khu vực nghiên cứu................................................15
Hình 1.2. Cấu tạo của phức Fe -TAML ...........Error! Bookmark not defined.
Hình 2.1: Sơ đồ mạng lấy mẫu đất...................Error! Bookmark not defined.
Hình 2.2. Hệ thống thiết bị thực nghiệm xử lý mẫuError!

Bookmark

not

defined.
Hình 2.3. Sơ đồ chuẩn bị mẫu phân tích ..........Error! Bookmark not defined.
Hình 2.4. Sắc đồ của hỗn hợp chất chuẩn cơ cloError! Bookmark not defined.
Hình 2.5. Đƣờng ngoại chuẩn của DDT ..........Error! Bookmark not defined.
Hình 3.1. Sơ đồ phân vùng ô nhiễm trong đất – bùnError!

Bookmark

not

defined.

trừ sâu nói chung và DDT nói riêng đã bị phân tán ra những khu vực rộng lớn và lẫn vào
đất tạo nên những khu vực ô nhiễm nguy hiểm, hàng ngày, hàng giờ đe dọa, gây hại cho
cộng đồng dân cƣ. Một trong các trƣờng hợp đó là khu vực xã Định Trung, thành phố
Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc. Tại đây, trong khu vực dân cƣ, DDT tại các nhà kho cũ đã gây
ô nhiễm tới môi trƣờng đất và các hoạt động sinh hoạt của ngƣời dân xung quanh khu


vực bị ô nhiễm DDT. Do đó, việc nghiên cứu xử lý ô nhiễm DDT là cần thiết và có ý
nghĩa thực tiễn đối với công tác bảo vệ môi trƣờng và cuộc sống con ngƣời.
Nhằm xử lý thuốc BVTV clo hữu cơ, Bộ Khoa Học Công nghệ và Môi trƣờng đã có
hƣớng dẫn theo quyết định số 1972/1999/QĐ-BKHCNMT ngày 10/11/1999 để xử lý
bằng các phƣơng pháp phân hủy bằng vi sinh vật, phân hủy bằng kiềm đặc nóng, hoặc
tiêu hủy nhiệt . Tuy nhiên, các phƣơng pháp đó vẫn còn bất cập trong việc xử lý DDT tại
khu vƣc ô nhiễm xã Định Trung, thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc do hiệu quả xử lý
bằng vi sinh hoặc kiềm nóng đối với DDT là rất thấp, lƣợng thuốc DDT và đất nhiễm lại
quá lớn không thể áp dụng phƣơng pháp tiêu hủy nhiệt [3].
Khu vực ô nhiễm tại xã Định Trung hiện nay trên địa điểm mà trƣớc đây là khu
vực kho thuốc trừ sâu, kho hoá chất nhằm phục vụ muc đích quân sự. Trong thời gian
chiến tranh chống Mỹ, khu vực kho đã bị bom Mỹ đánh phá, các hóa chất và thuốc
BVTV (đặc biệt là DDT) bị phát tán ra môi trƣờng xung quanh gây ô nhiễm môi trƣờng
rất nghiêm trọng ảnh hƣởng đến đời sống và hoạt động của ngƣời dân.
Do đó luận văn “Điều tra, đánh giá mức độ ô nhiễm và đề xuất phương pháp xử
lý thuốc bảo vệ thực vật DDT tại xã Định Trung, thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh
Phúc” đƣợc xây dựng là rất cấp thiết.
Mục tiêu nghiên cứu: Góp phần đƣa ra phƣơng pháp xử lý ô nhiễm do tồn lƣu
DDT tại xã Định Trung, đem lại môi trƣờng sống trong lành cho cộng đồng dân cƣ xung
quanh.
Nội dung nghiên cứu:
-


nay nhờ tiến bộ khoa học và kỹ thuật hóa chất DDT đƣợc sản xuất và sử dụng ngày càng
rộng rãi với mức độ tăng cƣờng nhằm mục đích tăng năng suất cây trồng và sản lƣợng
lƣơng thực thực phẩm nói chung. Mặt trái của hóa chất DDT lại có những tác động bất
lợi, gây huỷ hoại và tổn thƣơng nhiều giống loài động vật, thực vật hữu ích trong chuỗi
lƣơng thực, thực phẩm cũng nhƣ những loại côn trùng tác nhân thụ phấn cho cây trồng.
Lƣợng thuốc trừ sâu, diệt cỏ dƣ thừa tồn lƣu trong đất, nƣớc, không khí hấp thụ tự nhiên
vào nông sản, ảnh hƣởng nguy hiểm tới sức khỏe và môi trƣờng.
Hiện nay, tuy có quy định khá chặt chẽ bằng pháp luật của chính phủ song số
lƣợng chủng loại thuốc BVTV đƣợc nhập hợp pháp và bất hợp pháp đƣợc sang chai,
đóng gói và dán nhãn với nhiều tên, nhãn hiệu khác nhau rất khó kiểm soát. Nhiều loại
thuốc BVTV nguy hiểm bị cấm hoặc hạn chế sử dụng thuộc nhóm POP nhƣ Monitor,
DDT, … có lúc, có nơi vẫn còn đƣợc lƣu hành đã gây ra những rủi ro và để lại những hậu


quả di chứng đáng tiếc. Đồng thời những việc làm thiếu ý thức trong đóng gói, sang chai
bảo quản thuốc bảo vệ thực vật không hợp lý, vứt bỏ các chai lọ, bao bì, cọ rửa các dụng
cụ làm việc hoặc bán lại nhƣ đồ đồng nát dẫn tới ô nhiễm nƣớc mặt thuỷ vực, thuỷ lộ,
nƣớc ngầm và đất trồng, tác hại tới sức khỏe và môi trƣờng.
Đối với nƣớc ta vấn đề ô nhiễm môi trƣờng liên quan đến hoá chất BVTV đã và
đang đƣợc các cơ quan quản lý nhà nƣớc đặc biệt quan tâm. Tại Nghệ An, Thanh Hóa có
lƣợng tồn lƣu và mức ô nhiễm hoá chất BVTV (POPs) trong đất lớn nhất với số lƣợng
hàng chục nghìn m3. Trên thực tế, con số này còn lớn hơn nhiều. Theo Cục Bảo vệ thực
vật - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn hiện tại, phần lớn kho chứa hoá chất BVTV
nằm ở những vùng nông thôn, miền núi, vùng sâu, vùng xa. Không ít kho nằm xen kẽ
trong các khu dân cƣ nhƣ kho thuốc làng Ải (Tuyên Quang), kho Giao Tiến- Giao Thủy
(Nam Định),... Theo Sở Tài nguyên và Môi trƣờng tỉnh Hà Tĩnh, trong số những điểm tồn
lƣu thuốc BVTV, chỉ một lƣợng nhỏ đƣợc đảm bảo an toàn cho môi trƣờng và cộng
đồng, còn lại chủ yếu trên các nền kho cũ đã hỏng bốc mùi nồng nặc, thậm chí có nơi đã
nhiễm vào đất, nguồn nƣớc trong khu dân cƣ một số khu vực nhƣ Vĩnh Lộc (Can Lộc),
Thạch Lƣu (Thạch Hà)... trong đó chủ yếu là hoá chất BVTV clo hữu cơ (thuốc trừ sâu

nghiên cứu còn tồn lƣu các điểm ô nhiễm với dƣ lƣợng thuốc BVTV (chủ yếu là DDT,
chiếm 80% ) trong đất cao hơn giới hạn cho phép theo QCVN 15:2008/BTNMT nhiều
lần, các điểm ô nhiễm này tập trung ở khu vực cạnh bãi đất trƣớc là kho chứa thuốc
BVTV và một số điểm lân cận. Đây là điểm tồn lƣu thuốc BVTV có khả năng tiềm ẩn
nguy cơ gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng.

Bảng 1.1. Kết quả phân tích mẫu khu vực ô nhiễm tại xã Định Trung (năm 2012)
Tên
TT

hoạt chất
(công thức

Kết quả phân tích

Đơn
vị

M1

M2

M3

M4

QCVN 15:
M5

2008/BTNMT

13,7

11,6

0,01

0,01
Nguồn: [3]

Số liệu kết quả phân tích ở bảng trên cho thấy điểm nhiễm cao nhất là 11.650,2
mg/kg. So sánh với tiêu chuẩn cho phép QCVN 15:2008/BTNMT là 0,01 mg/kg thì mẫu
tại đây có hàm lƣợng vƣợt tiêu chuẩn cho phép là 1.165.002 lần và điểm nhiễm thấp nhất
là 4,90 mg/kg thì mẫu tại đây có hàm lƣợng vƣợt tiêu chuẩn cho phép là 490 lần.
Trên cơ sở khảo sát, kết quả phân tích, cần phải xây dựng phƣơng án để thu gom
và xử lý triệt để đất nhiễm. Trong khi chƣa tiến hành giải pháp xử lý, cần thiết khoanh
vùng các khu nhiễm đã đƣợc phát hiện nhằm hạn chế khả năng phơi nhiễm đối với ngƣời
dân.


Hình 1.1. Sơ đồ mặt bằng khu vực nghiên cứu

III.

1.3. Giới thiệu chung về DDT

DDT [ 1,1,1-trichloro-2,2-bis-(p-chlorophenyl)ethane] đã đƣợc tổng hợp vào năm
1874, nhƣng mãi đến 1930, Bác sĩ Paul Muller (Thụy Sĩ ) mới xác nhận DDT là một hóa
chất hữu hiệu trong việc trừ sâu rầy và từ đó DDT đƣợc xem nhƣ là một thần dƣợc và
không biết có ảnh hƣởng nguy hại đến con ngƣời. Khám phá trên mang lại cho ông giải
Nobel về y khoa năm 1948 và DDT đã đƣợc sử dụng rộng rãi khắp thế giới cho việc khử


Cl

C

Cl

Cl

H

DDT là tổng hợp của 3 dạng là p,p’-DDT (4,4-DDT) chiếm 85%; o,p’-DDT (2,4DDT) chiếm 15%, và o,o’-DDT (2,2-DDT) chỉ là lƣợng vết [7]. Tất cả 3 chất trên đều là
chất bột vô định hình, song chỉ có p,p’-DDT là có tác dụng diệt trừ sâu bệnh.

H

H
Cl
Cl

C
Cl

C Cl
Cl

Cl

C
Cl

R

CH

C CCl2
R

R

R

CH

CCl3

R

(DDT)

R

CH

CHCl2

R

Điều chế
Trong công nghiệp DDT đƣợc điều chế theo phản ứng sau[11]:



DDT đƣợc dùng để diệt sâu bông, đậu, lúa. DDT có khả năng duy trì hoạt tính
sinh học trong vài tháng. Ngoài ra nó còn có tác dụng diệt bọ gậy, muỗi. Tuy nhiên, thực
tế nó không có tác dụng với ve cây và châu chấu. Loại hợp chất này rất bền trong cơ thể
sống, trong môi trƣờng và các sản phẩm động thực vật .
DDT tác động vào hệ thần kinh của côn trùng. Điều đáng nói là hệ thần kinh của
côn trùng và động vật có vú về cơ bản là giống nhau, khiến cho con ngƣời rất dễ bị tác
động bởi các chất hoá học có nguy cơ gây chết ngƣời này. DDT tác động chủ yếu vào các
tế bào thần kinh riêng lẻ và can thiệp vào quá trình truyền tin theo suốt chiều dài của hệ
thần kinh. HCBVTV clo hữu cơ thƣờng có khả năng chống lại sự thoái hoá, do đó chúng
có thể tồn tại lâu dài trong môi trƣờng. DDT là hợp chất hữu cơ khó phân hủy, tích lũy
trong cơ thể sinh vật qua chuỗi thức ăn, chúng thâm nhập vào cơ thể các loại chim theo
hệ thống nƣớc, thực vật phù du, động vật phù du, tôm cá nhỏ… Vì thế, có thể thấy những
tác động nguy hại của chúng ở những mắt xích cao nhất của chuỗi thức ăn, nhƣ các loài
chim săn mồi hay con ngƣời.
DDT có tính độc hại với nhiều động vật và liều lƣợng trung bình gây chết đối với
các loài động vật đƣợc nêu trong bảng 1.1 dƣới đây :
Bảng 1.2: Liều lƣợng trung bình gây chết của DDT đối với một số loài động vật
Loài
Chuột
Chó
Lợn

Liều lƣợng trung bình gây chết (mg/kg)
150 – 250
150 – 300
300 – 500


Thỏ

Thực phẩm có phun DDT 5,5%

Dƣ lƣợng DDT (mg/kg)

Táo

0,5 – 1

Rau xanh

0 – 14,8

Ngũ cốc

0,7 – 0.8

Su hào, cải bắp, cà chua, khoai tây, hành lá

3,6

Nguồn : [15]
Do tính độc hại đối với sức khỏe con ngƣời và bền vững trong môi trƣờng, nên từ
năm 1974 DDT đã bị cấm sử dụng và sản xuất ở nhiều nƣớc trên thế giới, nhƣng hàng


năm vẫn có một số lƣợng lớn DDT đƣợc sử dụng và phát thải vào môi trƣờng nhất là ở
những nƣớc đang phát triển do DDT có khả năng chống muỗi sốt rét rất hiệu quả và chi
phí tƣơng đối thấp. Vì vậy hậu quả của DDT gây ra đối với con ngƣời và môi trƣờng sẽ
còn dai dẳng và còn nhiều vấn đề phức tạp mà con ngƣời cần giải quyết.


Phƣơng pháp này đã đƣợc ứng dụng tại một số địa điểm có đất nhiễm hoá chất BVTV
tại Nghệ An nhƣ: Mậu 2, Kim Liên, Nam Đàn; Nghi Mỹ, Nghi Lộc...

1.4.2. Phƣơng pháp cô lập lâu dài

V.

Bản chất phƣơng pháp này là cô lập hóa khu đất nhiễm bằng các vật liệu giống
nhƣ phƣơng pháp cô lập đất nhiễm kết hợp với phân hủy hóa học để ngăn chặn sự lan tỏa
của chất gây ô nhiễm [11].
Đặc điểm khác với phƣơng pháp trên là không sử dụng hóa chất để phân hủy
thuốc BVTV.
-

Ƣu điểm: Chi phí thấp vì không phải sử dụng hóa chất phân hủy đất nhiễm.

-

Nhƣợc điểm: Đòi hỏi phải có mặt bằng để sử dụng, ảnh hƣởng đến quy

hoạch. Khu đất sẽ bị cô lập gần nhƣ vĩnh viễn, không thể giải phóng để sử dụng cho các
mục đích khác vì thời gian để hoá chất BVTV tự phân hủy trong điều kiện tự nhiên kéo
dài đến hàng chục năm.

VI.

1.4.3. Phƣơng pháp vật lý

Phương pháp Ozon hóa kết hợp với chiếu tia UV
Ozon hóa kết hợp với chiếu tia cực tím (UV) là phƣơng pháp phân hủy các chất

Plasma + C10H19OPS2 + 15O2 → 10CO2 + 9H2O + HPO3Kết quả thực nghiệm theo biện pháp trên một số loại hoá chất BVTV đã phá huỷ
đến 99% (với tốc độ từ 1,8 đến 3 kg/h).
- Ƣu điểm: Hiệu suất xử lý cao, thiết bị gọn nhẹ. Khí thải khi xử lý an toàn cho
môi trƣờng.
- Nhƣợc điểm: Chỉ sử dụng hiệu quả trong pha lỏng và pha khí, chi phí cho xử lý
cao, phải đầu tƣ lớn.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Lê Huy Bá (2008), Giáo trình Độc học môi trường, NXB Đại Học Quốc
Gia, Hà Nội
2. Hoàng Anh Cung (1993), “Ảnh hƣởng của 2,4,5-T đến cây lúa và vi sinh
vật trong đất. Chất diệt cỏ, tác hại lâu dài đối với con ngƣời và thiên nhiên”, Hội thảo
quốc tế lần II: tr 139-141.


3. Phạm Việt Đức (2008), Nghiên cứu thử nghiệm áp dụng sắt nano xử lý DDT
tồn lưu trong đất ở khu chứa hóa chất bảo vệ thực vật tại xã Định Trung, thành
phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc, Luận văn thạc sĩ, Trƣờng Đại học Khoa học
Tự nhiên-ĐHQGHN
4. Đỗ Ngọc Khuê, Nguyễn Văn Đạt (2002), Giáo trình các phương pháp
phân tích hóa lý, NXB Quân đội nhân dân, Hà Nội.
5. Đỗ Ngọc Khuê, Tô Ngọc Tú, Phạm Kiên Cƣờng (2006), “Hiện trạng công
nghệ xử lý , tiêu độc cho đất bị ô nhiễm các tác nhân hóa học độc hại”, Tạp chí nghiên
cứu KHKT&CNQS, số 15-06-2006.
6. Hoàng Đình Hòa (2005), Nghiên cứu giải pháp mới của công nghệ sinh
học xử lý chất thải gây ô nhiễm môi trường, Báo cáo tổng kết KHKT đề tài cấp Nhà nƣớc
mã số KC.04.02, Bộ KH&CN.
7. Nguyễn Thị Hồng (2008), Nghiên cứu khả năng xử lý chất hữu cơ độc hại
bằng hệ fenton và ozon, Luận văn thac sỹ, Trƣờng ĐHSP Hà nội.