ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Bao bì HCVBVTV sử dụng trong sản xuất nông nghiệp
Bao bì HCBVTV được sản xuất từ hoạt động trồng lúa và cây trồng ngắn ngày tại xã Liên Hà, huyện Đông Anh, Hà Nội và xã Bồng Lai, huyện Quế Võ, Bắc Ninh.
Thí nghiệm xử lý bao bì hóa chất bảo vệ thực vật đã được tiến hành tại phòng thí nghiệm của bộ môn Công nghệ môi trường thuộc Khoa Môi Trường, Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam.
THỜI GIAN NGHIÊN CỨU
Đề tài được thực hiện trong thời gian từ tháng 1/2018 đến tháng 9/2018.
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Đặc điểm tự nhiên, hoạt động sản xuất nông nghiệp tại 02 địa điểm nghiên cứu
- Thực trạng phát sinh bao bì HCBVTV tại 02 địa điểm nghiên cứu
Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý bao bì thuốc bảo vệ thực vật trong môi trường phòng thí nghiệm Phương pháp chính được áp dụng là kỹ thuật rửa kết hợp với biện pháp UV-Fenton, nhằm nâng cao hiệu quả xử lý và giảm thiểu ô nhiễm môi trường từ bao bì hóa chất nông nghiệp.
- Đề xuất giải pháp mô hình xử lý dựa trên biện pháp UV-Fenton áp dụng trực tiếp trên đồng ruộng.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.4.1 Phương pháp điều tra và khảo sát thực địa
Tiến hành thu thập thông tin từ cán bộ địa phương hai xã Liên Hà và Bồng Lai về tình hình kinh tế xã hội, hiện trạng sử dụng đất, cơ cấu cây trồng trong nông nghiệp, cùng với công tác quản lý và sử dụng thuốc bảo vệ thực vật tại địa phương.
Để thu thập thông tin về việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) cho cây trồng, chúng tôi đã phỏng vấn người dân về cách thức, liều lượng, loại thuốc và thời gian sử dụng Bên cạnh đó, chúng tôi cũng ghi nhận nguồn gốc của các loại thuốc BVTV, cũng như phương pháp thu gom và xử lý bao bì sau khi sử dụng Ngoài ra, chúng tôi tiến hành phỏng vấn các hộ kinh doanh thuốc tại địa phương để nắm bắt số lượng và chủng loại thuốc đang được cung cấp.
Khảo sát thực địa trên đồng ruộng nhằm xác định cơ cấu cây trồng, diện tích sử dụng đất, tình hình thu gom và quản lý bao bì thuốc bảo vệ thực vật, cùng với chủng loại và khối lượng bao bì thải bỏ.
Tại xã Liên Hà và Bồng Lai, nghiên cứu đã tiến hành thu thập thông tin từ 30 hộ dân tham gia sản xuất nông nghiệp thông qua phiếu điều tra Các thông tin chủ yếu được thu thập bao gồm chủng loại, liều lượng, thời gian sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, diện tích canh tác, cũng như các biện pháp thu gom thuốc sau khi sử dụng và công tác bảo hộ khi phun thuốc Đối với các hộ dân kinh doanh thuốc bảo vệ thực vật, nghiên cứu cũng thực hiện thu thập thông tin liên quan.
Tại Liên Hà, có 5 hộ kinh doanh và 4 hộ tại xã Bồng Lai Thông tin được thu thập chủ yếu liên quan đến các loại thuốc, thành phần, số lượng bán ra và phương pháp bảo quản.
3.4.2 Phương pháp thu mẫu bao bì HCBVTV
Để thu thập mẫu thuốc bảo vệ thực vật, các bao bì được thu gom trực tiếp trên đồng ruộng và bảo quản trong túi bóng đen ở nhiệt độ phòng Quá trình thu mẫu được thực hiện tại các ô tiêu chuẩn được chọn ngẫu nhiên, mỗi ô có kích thước 20m x 20m.
3.4.3 Phương pháp ước tính lượng bao bì HCBVTV phát sinh trên đồng ruộng
Thực hiện thu gom bao bì thuốc bảo vệ thực vật trên đồng ruộng tại hai xã Liên Hà và Bồng Lai, với các ô tiêu chuẩn có diện tích 400 m2 (20 m x 20 m) Dựa vào khối lượng bao bì đã thu gom, có thể xác định lượng bao bì hóa chất BVTV phát thải trên đồng ruộng tại hai địa điểm nghiên cứu.
M : Tổng khối lượng bao bì trên đồng ruộng (kg)
S2 : Diện tích ô tiêu chuẩn (m2) m : Khối lượng bao bì trên 1 ô tiêu chuẩn (kg)
3.4.4 Phương pháp phân loại xác định đặc tính HCBVTV
Có nhiều phương pháp phân loại hóa chất bảo vệ thực vật (BVTV) dựa trên thành phần hóa học, mục đích sử dụng, độc tính, tính tan và thời gian tồn lưu trong môi trường Các hóa chất BVTV được phép sử dụng trong sản xuất nông nghiệp chủ yếu có độc tính nhẹ đến trung bình, với rất ít loại có độ độc cao Chúng thường được sử dụng để kiểm soát sâu bệnh, cỏ dại và các tác nhân gây hại khác cho cây trồng Đặc biệt, thuốc BVTV được sử dụng tại Việt Nam thường có khả năng phân tán và hòa tan tốt trong nước, giúp tăng cường hiệu quả tiêu diệt sâu bệnh và cỏ dại Thông tin chi tiết về tính chất của các loại thuốc BVTV phổ biến được trình bày trong Quy chuẩn chất lượng quốc gia.
Dựa vào khả năng hòa tan cao trong nước của các loại thuốc bảo vệ thực vật, chúng ta có thể sử dụng nước làm dung môi để thu hồi các thành phần thuốc còn sót lại trên vỏ bao bì hóa chất Phương pháp này hiệu quả trong việc xử lý tồn dư của các hóa chất này.
3.4.5 Phương pháp bố trí thí nghiệm
- Ag2SO4, AgNO3, (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O, K2CrO4
- Ống thạch anh, đèn UV, thiết bị sục khí
- Cân phân tích, máy đo pH, máy khuấy, máy bơm
- Hệ thống thiết bị thử nghiệm:
Hệ thống thiết bị xử lý nước thải từ bao bì thuốc bảo vệ thực vật sử dụng phương pháp oxi hóa kết hợp với sục khí và bức xạ UV được trình bày trong sơ đồ hình 3.1 Bố trí thí nghiệm cho quá trình xử lý này cũng được minh họa trong hình 3.2.
Hình 3.1 Sơ đồ thiết bị thực hiện phản ứng UV-Fenton
Hình 3.2 Hệ thống thiết bị xử lý trong thực hiện phản ứng quang Fenton
Hệ phản ứng bao gồm một bình thủy tinh 5 lít chứa nước thải từ bao bì thuốc bảo vệ thực vật, cùng với dung dịch FeSO4 và H2O2 Nhiệt độ và pH được duy trì ở mức 25°C và pH = 3 trong suốt quá trình phản ứng Máy sục khí công suất 2l/phút cung cấp oxy và khuấy trộn dung dịch, trong khi bơm định lượng với tốc độ 750 ml/phút tuần hoàn dung dịch qua buồng phản ứng quang chứa đèn.
Buồng phản ứng UV (5) được trang bị đèn UV công suất 12W, phát ra bước sóng 254nm, và được bảo vệ bằng ống thạch anh Hệ thống này hoạt động theo phương thức theo mẻ, đảm bảo hiệu quả trong quá trình chiếu sáng.
3.4.5.1 Thí nghiệm 1 Xác định thời gian ngâm mẫu tối ưu
Bố trí thí nghiệm một nhân tố được thực hiện để đánh giá ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả rửa bao bì thuốc bảo vệ thực vật Dung dịch rửa sử dụng là nước cất, với các điều kiện thí nghiệm gồm nhiệt độ 25°C và máy khuấy hoạt động ở tốc độ 200 vòng/phút.
Thí nghiệm được thực hiện bằng cách cho 100 gam mẫu vỏ bao bì đã phân loại và cắt nhỏ vào bình thủy tinh 5 lít, kết hợp với 2 lít dung dịch rửa (nước cất) Các khoảng thời gian thí nghiệm được tiến hành là 2, 4, 8 và 12 giờ Sau mỗi thời gian thí nghiệm, mẫu được chia thành hai phần: bao bì và dung dịch chứa HCBVTV Dung dịch này sau đó được xác định COD để đánh giá hiệu quả rửa bao bì Thí nghiệm được lặp lại ba lần để đảm bảo tính chính xác.
Bảng 3.1 Công thức thí nghiệm xác định thời gian ngâm mẫu tối ưu STT Công thức Thời gian ngâm (giờ) Chỉ tiêu theo dõi
3.4.5.2 Thí nghiệm 2: Xác định hiệu quả xử lý của 2 phương pháp xử lý chỉ có đèn UV và UV-Fenton
- Thí nghiệm có dạng một nhân tố nhằm xem xét hiệu quả xử lý giữa 2 phương pháp chỉ sử dụng đèn UV và phương pháp UV-Fenton
Để tiến hành thí nghiệm, trước tiên bạn cần chuẩn bị hai bình 3 lít, mỗi bình chứa sẵn 1 lít dung dịch mẫu có tồn dư thuốc bảo vệ thực vật Tiếp theo, cho 10 ml dung dịch FeSO4 1M vào một bình thủy tinh, sau đó bổ sung 50 ml dung dịch H2O2 1M vào bình đó.
Bước 2: Bơm dung dịch tuần hoàn qua buồng phản ứng có đèn UV chiếu sáng ở cả hai bình Tiến hành thí nghiệm trong các khoảng thời gian là 2, 4, 6, 8 và
24 giờ Điều kiện phản ứng phải duy trì ở nhiệt độ phòng Thí nghiệm lặp lại 3 lần
Bảng 3.2 Công thức thí nghiệm xác định hiệu quả của 2 phương pháp xử lý chỉ có đèn UV và phương pháp UV-Fenton
Thời gian ngâm (giờ) Chỉ tiêu theo dõi
Chỉ có đèn UV UV-Fenton
3.4.5.3 Thí nghiệm 3: Xác định tỉ lệ nồng độ C Fe 2+ / C H2O2 hiệu quả của phản ứng oxy hóa bằng UV-Fenton
- Thí nghiệm có dạng hai nhân tố xem xét ảnh hưởng của tỷ lệ
Fe 2+ /H2O2và thời giam xử lý đến hiệu quả xử lý
