Nghiên cứu xử lý đất ô nhiễm thuôc BVTV khó phân hủy (POPs) bằng phương pháp chiết nước có phụ gia QH2

Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát LỜI CẢM ƠN Khóa luận với đề tài: “Nghiên cứu xử lý đất ô nhiễm thuốc BVTV khó phân hủy (POPs) phương pháp chiết nước với phụ gia QH2” thực Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, động viên, khích lệ thầy cô, bạn bè gia đình Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô khoa Hóa học đào tạo trang bị cho em kiến thức giúp em thực khóa luận Đồng thời, em xin bày tỏ lòng cảm ơn tới gia đình, bạn bè, người động viên, khuyến khích, tạo điều kiện để em thực khóa luận thành công Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Dương Quang Huấn tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em suốt thời gian thực khóa luận Trong trình thực khóa luận, em không tránh khỏi thiếu sót, kính mong thầy cô bạn nhiệt tình đóng góp ý kiến để đề tài em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2013 Người thực Phan Thị Ngát K35B - SP Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát MỤC LỤC Mở đầu Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu 3 Nhiệm vụ nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Các chất bảo vệ thực vật khó phân hủy (POP) 1.1.1 Định nghĩa 1.1.2 Các nhóm thuốc BVTV 1.2 Nhóm chất thuốc BVTV hữu khó phân hủy POP 1.2.1 Đặc điểm hóa học POP 1.2.2 Đặc điểm, tính chất số chất gây ô nhiễm hữu khó phân hủy 1.2.2.1 DDT (diclodiphenyltricloetan) 1.2.2.2 HCB (hexaclobenzen) 10 1.2.2.3 Aldrin 11 1.2.2.4 Dieldrin 12 1.2.2.5 Endrin 12 1.2.2.6 Heptaclo 13 1.2.2.7 Chlodane 13 1.2.2.8 Thuốc diệt cỏ 2,4 D 14 1.2.2.9 Polychlorinatedbiphenyls (PCBs) 15 1.2.2.10 Toxaphene 16 1.3 Tác hại cần thiết phải xử lý phân hủy 16 1.3.1 Đối với môi trường 16 K35B - SP Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát 1.3.2 POPs sức khỏe người 17 1.4 Chính sách nhà nước 18 1.5 Phương pháp xử lý phục hồi đất ô nhiễm POP 19 1.5.1 Phân hủy tia cực tím (UV) ánh sáng mặt trời 20 1.5.2 Phá hủy vi sóng Plasma 20 1.5.3 Biện pháp ozon hóa/UV 21 1.5.4 Biện pháp oxi hóa không khí ướt 21 1.5.5 Biện pháp oxi hóa nhiệt độ cao 21 1.5.6 Biện pháp xử lý tồn dư HCBVTV phân hủy sinh học 22 1.5.7 Phương pháp tách chiết 24 1.6 Thực trạng ô nhiễm thuốc BVTV POP nước ta 24 1.7 Kết luận tổng quan 26 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1 Đối tượng nghiên cứu 27 2.2 Tìm hiểu chất hoạt động bề mặt 27 2.2.1 Đặc điểm 27 2.2.2 Phân loại 28 2.2.3 Ứng dụng 28 2.2.4 Cách tính HLB chất HĐBM 29 2.3 Phương pháp nghiên cứu 30 2.3.1 Phương pháp tách chiết 30 2.3.1.1 Các phương pháp tách 31 2.3.1.2 Đặc điểm phương pháp chiết 31 2.3.2 Phương pháp sắc ký 32 2.3.2.1 Định nghĩa 32 2.3.2.2 Nguyên tắc sắc ký 32 2.3.2.3 Phân loại phương pháp sắc ký 32 K35B - SP Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát 2.3.3 Sắc ký lớp mỏng (thinlayer chromatography) 33 2.3.4 Sắc ký giấy (paper chromatography) 33 2.3.5 Sắc ký cột 34 2.4 Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm 35 2.4.1 Hóa chất, vật tư thiết bị 35 2.4.1.1 Hóa chất vật tư 35 2.4.1.2 Thiết bị 35 2.4.2 An toàn thực nghiệm 35 2.4.3 Thực nghiệm 36 2.4.3.1 Chuẩn bị hóa chất chất phụ gia 36 2.4.3.2 Các bước tiến hành 36 2.4.3.2.1 Thí nghiệm thử 36 2.4.3.2.2 Tiến hành thí nghiệm với mẫu nước trắng 36 2.4.3.2.3 Tiến hành thí nghiệm với chất phụ gia QH2-15% 37 2.4.3.2.4 Tiến hành thí nghiệm với thuốc thử QH2-20% 38 2.4.3.2.5 Tiến hành thí nghiệm với thuốc thử QH2-25% 38 2.4.3.2.6 Tiến hành thí nghiệm với thuốc thử QH2-30% 38 2.4.3.2.7 Tiến hành thí nghiệm với thuốc thử QH2-35% 38 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 39 3.1 Phân tích hàm lượng POP tổng mẫu đất 39 3.2 Chiết rửa dung môi nước với phụ gia QH2 15 – 35% 39 3.2.1 Số lần chiết tỉ lệ phụ gia QH2 40 3.2.1.1 Chiết lần 40 3.2.1.2 Chiết lần 41 3.2.1.3 Chiết lần 42 3.2.2 Các hợp phần chiết ảnh hưởng điều kiện rửa 43 3.2.2.1 Hợp phần DDE 43 K35B - SP Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát 3.2.2.2 Hợp phần DDD 44 3.2.2.3 Hợp phần op-DDT 44 3.2.2.4 Tổng lượng DDT chiết rửa 45 3.2.3 So sánh lực phụ gia với hợp phần DDE, DDD op-DDT 45 3.2.3.1 So sánh lực phụ gia với hợp phần DDE 45 3.2.3.2 So sánh lực phụ gia với hợp phần DDD 46 3.2.3.3 So sánh lực phụ gia với hợp phần opDDT 47 3.2.3.4 So sánh lực phụ gia với hợp phần DDT tổng 47 3.2.4 Lượng POP chiết theo tỉ lệ chất phụ gia QH2 48 3.3 Hiệu suất chiết rửa đất 51 3.4 Nhận xét 51 Kết luận 53 K35B - SP Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT POP : Persistent Oraganic Pollutant BVTV : Bảo vệ thực vật TBVTV : Thuốc bảo vệ thực vật HCBVTV : Hóa chất bảo vệ thực vật NĐTĐCP : Nồng độ tối đa cho phép KHCN : Khoa học công nghệ UBND : Ủy ban nhân dân TN&MT : Tài nguyên môi trường HĐBM : Hoạt động bề mặt HHBM : Hoạt hóa bề mặt HLB : Hydrophilic Lipophilic Balance K35B - SP Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Việt Nam nước sản xuất nông nghiệp, khí hậu nhiệt đới nóng ẩm Việt Nam thuận lợi cho phát triển trồng thuận lợi cho phát sinh, phát triển sâu bệnh, cỏ dại gây hại mùa màng Để đáp ứng nhu cầu ngày tăng việc bùng nổ dân số, với xu hướng đô thị hóa công nghiệp hóa ngày mạnh, người cách là: thâm canh để tăng sản lượng trồng Khi thâm canh trồng, hậu tất yếu tránh gây cân sinh thái, kéo theo phá hoại dịch hại ngày tăng Do vậy, việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) để phòng trừ sâu hại, dịch bệnh bảo vệ mùa màng, giữ vững an ninh lương thực quốc gia biện pháp quan trọng chủ yếu Cùng với phân bón hóa học, thuốc BVTV yếu tố quan trọng để đảm bảo an ninh lương thực cho loài người Theo thống kê sơ bộ, Việt Nam sử dụng khoảng 300 loại thuốc trừ sâu, 200 loại thuốc trừ bệnh, gần 150 loại thuốc trừ cỏ, loại thuốc diệt chuột 23 loại thuốc kích thích sinh trưởng trồng khác gọi chung hóa chất BVTV Phần lớn, hóa chất BVTV nói có nguồn gốc hữu (hợp chất - clo), có số loại thuộc nhóm có độc tính cao môi trường sức khỏe, khó phân hủy, nằm danh mục chất ô nhiễm hữu khó phân hủy (POPs) Công ước Stockhom tháng 5/2001 Việt Nam nước chịu thiệt hại nặng nề từ ảnh hưởng chất ô nhiễm hữu khó phân hủy POPs Theo khảo sát, nước tới 1.140 thuốc BVTV POPs cần tiêu hủy Một khảo sát kiểm kê khu tồn lưu hóa chất BVTV POP khuôn khổ dự án "xây dựng lực nhằm loại bỏ hóa chất BVTV POPs tồn lưu Viêt Nam" cho thấy, 25 K35B - SP Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát tỉnh dự kiến biết có lượng tồn dư lớn, tìm thấy 70 hóa chất BVTV POPs tồn lưu mặt đất ước tính 150 nước Tuy nhiên, điều đáng lo ngại số tồn dư hóa chất BVTV tìm thấy điểm chôn lấp lẫn với đất nước với số lượng ước tính lên tới 1.140 Theo đánh giá, điểm chôn lấp đáng lo ngại nhiều so với nguồn tồn lưu mặt đất chúng có quy mô lớn kiểm soát Các điểm chôn lấp thực gây nguy hiểm cho sức khỏe người Mặt khác, nguồn tồn lưu mặt đất biết đến, hồ sơ nguồn tồn lưu chôn lấp thường không đầy đủ nhiều thất lạc hoàn toàn Kết không nông dân sử dụng khu vực đất để làm vườn, chí dựng nhà Việc sử dụng thuốc BVTV mặt tích cực tiêu diệt sinh vật gây hại mùa màng, thuốc BVTV gây nhiều hậu nghiêm trọng như: phá vỡ cân hệ sinh thái đồng ruộng, gây ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm môi trường sống ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người tiêu dùng cho người sản xuất Đứng trước thực trạng ô nhiễm môi trường hóa chất BVTV ngành nông nghiệp cần có biện pháp xử lý hóa chất BVTV tồn lưu đất Với mục đích làm hạn chế ảnh hưởng hóa chất BVTV với môi trường người, em chọn đề tài: "Nghiên cứu xử lý đất ô nhiễm thuốc BVTV khó phân hủy (POPs) phương pháp chiết nước với phụ gia QH2" Đề tài thành công mở hướng cho kinh tế Việt Nam lên, phương pháp thân thiện với môi trường góp phần bảo vệ sức khỏe người bảo vệ môi trường, xây dựng môi trường xanh, sạch, đẹp K35B - SP Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát Mục đích nghiên cứu + Xử lý đất nhiễm hóa chất bảo vệ thực vật POP tồn lưu đất, làm đất nơi bị nhiễm thuốc bảo vệ thực vật + Tìm phương pháp tối ưu để loại bỏ thuốc bảo vệ thực vật đất với mức chi phí thấp mà lại đạt hiệu cao + Quá trình khử thuốc bảo vệ thực vật đảm bảo an toàn, không phát tán chất độc, không phát sinh chất độc hại thứ cấp, không gây hại tới môi trường + Dung môi dùng để khử thuốc bảo vệ thực vật tái tạo sử dụng + Các thiết bị, máy móc đơn giản, dễ sử dụng phù hợp với điều kiện thực tế Việt Nam Nhiệm vụ nghiên cứu + Nghiên cứu, tham khảo tài liệu vấn đề ô nhiễm thuốc BVTV, loại HCBVTV phương pháp xử lý thuốc BVTV tồn dư đất + Khảo sát trạng ô nhiễm, lấy mẫu đất nghiên cứu đem phân tích để tìm loại thuốc BVTV có đất, khoanh vùng đất bị ô nhiễm, đánh giá mức độ, phạm vi ô nhiễm điểm phát đất bị ô nhiễm thuốc BVTV + Tách rửa đất ô nhiễm thuốc BVTV có đất phương pháp chiết nước với chất phụ gia QH2 nồng độ khác + Phân tích, đánh giá kết mẫu nước sau xử lý với chất phụ gia QH2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn Qua trình nghiên cứu tiểu luận làm sở khoa học để giúp ta đánh giá khả xử lý đất bị ô nhiễm thuốc BVTV việc sử dụng thêm chất phụ gia, từ giúp ta tìm chất phụ gia thích hợp thân thiện với môi trường K35B - SP Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát Ta áp dụng phương pháp nghiên cứu khóa luận triển khai vào thực tế để xử lý chỗ điểm bị ô nhiễm thuốc BVTV tồn dư đất với chi phí thấp đạt hiệu tốt K35B - SP Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát khoảng 0,5-1 mg Tuy nhiên ta tăng nồng độ chất phụ gia đến 20% lượng TBVTV tăng lên rõ rệt, với tổng hàm lượng TBVTV chiết (đường cong DDT tổng L1 hình 3.1) Khi tăng nồng độ chất phụ gia lên 25%, 30%, 35% lượng TBVTV tăng dần tổng hàm lượng TBVTV chiết cao + Hàm lượng opDDT gần gấp 10 lần so với DDE, Đặc biệt hàm lượng DDD cao gần gấp 25 lần so với DDE Như vậy, lượng DDD tách lớn 3.2.1.2 Chiết lần Phân tích dịch chiết thu từ lần chiết thứ hai với hàm lượng phụ gia (%) khác nhau, cho kết dạng đồ thị hình 3.3 m, mg/l 80 DDE DDD opDDT DDTtongL2 60 40 20 15 20 25 30 Cadd, %V 35 Hình 3.3 Sự phụ thuộc hàm lượng POP chiết vào nồng độ chất phụ gia Lần chiết (100 ml dung môi thứ 2) Từ kết hình 3.3 cho thấy với lần chiết thứ hai hàm lượng TBVTV tăng rõ rệt 20% nồng độ sau tăng lên từ từ Nhưng lần chiết thứ hai hàm lượng opDDT tổng DDD lớn nhiều so với DDE Điều đáng ý hàm lượng DDE, DDD, opDDT DDT tổng cao gấp đôi so với lần K35B - SP Hóa học 41 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát 3.2.1.3 Chiết lần Kết phân tích dịch chiết thu từ lần chiết thứ ba với hàm lượng phụ gia (%) khác nhau, giới thiệu hình 3.4 + Với lần chiết thứ 3, lần chiết trước hàm lượng thuốc BVTV tăng lên rõ rệt 20% tăng từ từ nồng độ 25%, 30%, 35% Nhưng lần chiết thứ hàm lượng thuốc BVTV lần chiết thứ 2, lượng DDD thu gần gấp 40 lần so với DDE Sự chênh lệch lớn (hình 3.4) m, mg/l 60 DDE DDD opDDT DDTtongL3 40 20 15 20 25 30 Cadd, %V 35 Hình 3.4 Sự phụ thuộc hàm lượng POPs chiết vào nồng độ chất phụ gia Lần chiết (100 ml dung môi thứ 3) Hàm lượng tổng TBVTV chiết lần thứ cao gần lần so với lần thứ 2, lần thứ cao gấp lần so với lần thứ Điều thể rõ hình 3.5 Hàm lượng tổng cộng lần chiết với nồng độ chất phụ gia khác tăng dần theo chiều tăng hàm lượng chất phụ gia, lại tăng đột biến 20% K35B - SP Hóa học 42 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát 180 DDTtongL1 DDTtongL2 DDTtongL3 Total m,mg/l 150 120 90 60 30 15 20 25 30 35 Cadd,%V Hình 3.5 Sự phụ thuộc hàm lượng tổng thuốc BVTV chiết vào nồng độ chất phụ gia số lần chiết 3.2.2 Các hợp phần chiết ảnh hưởng điều kiện rửa 3.2.2.1 Hợp phần DDE m, mg/l DDEL1 DDEL2 DDEL3 15 20 25 30 Cadd, %V 35 Hình 3.6 Sự phụ thuộc hàm lượng tổng DDE chiết vào nồng độ chất phụ gia số lần chiết Qua hình 3.6, ta thấy hợp phần DDE lần chiết tăng đần Ở lần chiết thứ hàm lượng tổng DDE thấp tăng từ rừ 20% tăng rõ rệt Ở lần chiết thứ thứ hàm lượng tổng DDE tăng mạnh khác với lần 1, lần chiết thứ thứ tăng rõ rệt 25% Lần chiết thứ ta thu lượng DDE cao K35B - SP Hóa học 43 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát 3.2.2.2 Hợp phần DDD Hình 3.7 cho ta thấy hàm lượng tổng DDD thu chiết tăng mạnh cao, lần chiết tăng mạnh 20% Lần chiết thứ ta thu hàm lượng DDD thấp nhất, tương tự DDE lần chiết thứ ta thu lượng DDD lớn m, mg/l 50 DDDL1 DDDL2 DDDL3 40 30 20 10 15 20 25 30 Cadd, %V 35 Hình 3.7 Sự phụ thuộc hàm lượng tổng DDD chiết vào nồng độ chất phụ gia số lần chiết 3.2.2.3 Hợp phần op-DDT m, mg/l 20 opDDTL1 opDDTL2 opDDTL3 15 10 15 20 25 Cadd, %V 30 35 Hình 3.8 Sự phụ thuộc hàm lượng tổng opDDT chiết vào nồng độ chất phụ gia số lần chiết K35B - SP Hóa học 44 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát Cũng tương tự với hợp phần DDD, hợp phần opDDT hàm lượng thu qua lần chiết tăng mạnh với hàm lượng cao Lượng opDDT lần chiết tăng mạnh 20% (được thể rõ qua hình 3.8) Lượng opDDT lần thấp cao lần chiết thứ 3.2.2.4 Tổng lượng DDT chiết rửa m, mg/l 80 DDTtongL1 DDTtongL2 DDTtongL3 60 40 20 15 20 25 Cadd, %V 30 35 Hình 3.9 Sự phụ thuộc tổng lượng DDT chiết rửa vào nồng độ chất phụ gia Từ hình 3.9 ta thấy hàm lượng DDT tổng lần chiết tăng theo chiều tăng hàm lượng chất phụ gia Lượng DDT tổng lần chiết tăng rõ rệt tăng mạnh 20%, nồng độ sau lượng DDT tổng chiết lần thấp cao lần chiết thứ 3.2.3 So sánh lực phụ gia với hợp phần DDE, DDD op-DDT 3.2.3.1 So sánh lực phụ gia với hợp phần DDE Từ hình 3.10 ta thấy hàm lượng tổng DDE thu nồng độ khác biến đổi qua lần chiết Ở nồng độ hàm lượng DDE thu lần chiết thấp, tăng lên lần chiết thứ giảm chiết lần thứ Ở nồng độ 15%, 20% lượng DDE tăng giảm không đáng kể qua lần chiết Nhưng ta tăng nồng độ lên 25%, 30%, 35% lượng DDE tách lần tăng lên rõ rệt lại giảm chiết lần thứ K35B - SP Hóa học 45 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát m, mg/l DDE15 DDE20 DDE25 DDE30 DDE35 L1 L2 L3 LÇn chiÕt Hình 3.10 Sự phụ thuộc hàm lượng tổng DDE chiết vào số lần chiết hàm lượng chất phụ gia 3.2.3.2 So sánh lực phụ gia với hợp phần DDD Quan sát hình 3.11 ta thấy lượng DDD tổng chiết nồng độ khác biến đổi qua lần chiết Ở nồng độ 20-35% nhóm, lượng DDD tăng đột biến lần chiết thứ giảm mạnh lần chiết thứ Ở nồng độ 15% tách rời riêng, nồng độ lượng DDD tăng giảm không đáng kể m, mg/l 50 40 DDD15 DDD20 DDD25 DDD30 DDD35 30 20 10 L1 L2 L3 LÇn chiÕt Hình 3.11 Sự phụ thuộc hàm lượng tổng DDD chiết vào số lần chiết hàm lượng chất phụ gia K35B - SP Hóa học 46 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát 3.2.3.3 So sánh lực phụ gia với hợp phần opDDT m, mg/l 20 15 opDDT15 opDDT20 opDDT25 opDDT30 opDDT35 10 L1 L2 L3 LÇn chiÕt Hình 3.12 Sự phụ thuộc hàm lượng tổng DDE chiết dược vào số lần chiết hàm lượng chất phụ gia Hợp phần opDDT tương tự với hợp phần DDD, lượng opDDT tổng chiết nồng độ khác biến đổi qua lần chiết Với nồng độ 15-35% nhóm, lượng opDDT nồng độ khác tăng đột biến lần chiết thứ giảm lần chiết thứ 3, điều thể rõ tronh hình 3.12 3.2.3.4 So sánh lực phụ gia với hợp phần DDT tổng m, mg/l 80 60 DDTtong15 DDTtong20 DDTtong25 DDTtong30 DDTtong35 40 20 L1 L2 L3 LÇn chiÕt Hình 3.13 Sự phụ thuộc hàm lượng DDT tổng chiết vào số lần chiết hàm lượng chất phụ gia Từ hình 3.13, ta thấy hàm lượng DDT tổng cao nhiều so với hàm lượng opDDT, giống với opDDT, nồng độ 20-35% tăng đột biến lần chiết thứ giảm lần chiết thứ K35B - SP Hóa học 47 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát 3.2.4 Lượng POP chiết theo tỉ lệ chất phụ gia QH2 Quan sát hình 3.14 ta thấy: + DDE: hàm lượng DDE chiết qua lần chiết không biến đổi + DDT, DDD, DDT tổng có biến đổi rõ rệt Lượng DDT, DDD, DDT tổng tăng đột biến lần chiết thứ giảm lần chiết thứ Sự biến đổi rõ hàm lượng DDT tổng tăng mạnh lần chiết thứ giảm mạnh lần chiết thứ m, mg/l 20 15 DDE15 DDD15 DDT15 DDTtong15 10 L1 L2 L3 LÇn chiÕt Hình 3.14 Sự phụ thuộc hàm lượng POP chiết vào nồng độ chất phụ gia số lần chiết (15% QH2) m, mg/l 50 40 DDE20 DDD20 DDT20 DDTtong20 30 20 10 L1 L2 L3 LÇn chiÕt Hình 3.15 Sự phụ thuộc hàm lượng POP chiết vào nồng độ chất phụ gia số lần chiết (20% QH2) K35B - SP Hóa học 48 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát Quan sát hình 3.15 ta thấy hàm lượng POP chiết nồng độ 20% cao so với 15% Ở 20% lượng DDE có biến đổi ít, DDT tăng giảm qua lần chiết, DDD DDT có biến đổi rõ rệt, hàm lượng tăng mạnh lần chiết thứ giảm mạnh lần chiết thứ Lượng DDT tổng 20% cao gấp đôi so với 15% m, mg/l 80 60 DDE30 DDD30 opDDT30 DDTtong30 40 20 L1 L2 L3 LÇn chiÕt Hình 3.16 Sự phụ thuộc hàm lượng POPs chiết vào nồng độ chất phụ gia số lần chiết (30% QH2) Ở 30% có khác biệt lượng DDE op DDT chiết thấp với DDD DDT tổng cao + DDE: tăng nhẹ lần chiết thứ gần không thay đổi lần chiết thứ + op DDT; tăng nhẹ lần chiết thứ đến lần chiết thứ giảm nhẹ + DDD DDT tổng: tăng mạnh lần chiết thứ giảm mạnh lần chiết thứ Lượng DDT tổng 30% cao gấp lần 15% ( điều thể rõ hình 3.16) K35B - SP Hóa học 49 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát m, mg/l 80 60 DDE35 DDD35 opDDT35 DDTtong35 40 20 L1 L2 L3 LÇn chiÕt Hình 3.17 Sự phụ thuộc hàm lượng POPs chiết vào nồng độ chất phụ gia số lần chiết (35% QH2) Từ hình 3.17 ta thấy tương tự 30% lượng DDE opDDT chiết thấp DDD DDT tổng lại cao Sự biến đổi chất 35% giống với 30% Lượng DDT tổng cao gần gấp lần so với nồng độ 15% Bảng Kết phân tích mẫu đất sau chiết rửa dung môi E1.1, quy mg/kg (ppm) DDT Aldrin 666 Khác Cộng 0,01 0,01 0,05 0,12 0,19 Nhận xét: Lượng DDT, aldrin, 666 sau chiết rửa thấp, chất khác sau chiết rửa hàm lượng đát thấp Như ta sử dụng dung môi E1.1 để tách chất hữu khó phân hủy POP khỏi đất K35B - SP Hóa học 50 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát 3.3 Hiệu suất chiết rửa đất H, % 100 H1 H2 H3 Htotal 75 50 25 15 20 25 Cadd, %V 30 35 Hình 3.18 Hiệu suất chiết rửa đất Từ hình 3.18 ta thấy tăng hàm lượng chất phụ gia hiệu suất chiết rửa đất tăng dần hiệu suất lần chiết thấp, nhiên hiệu suất tổng lại cao, tăng nhanh ta tăng hàm lượng chất phụ gia tăng đôt biến 20% 3.4 Nhận xét DDT (dichlorodiphenyltrichloroethane) loại clo hữu tổng hợp thuốc trừ sâu sử dụng rộng rãi loại thuốc trừ sâu trồng nông nghiệp côn trùng mang bệnh sốt rét sốt phát ban Cấp kĩ thuật DDT hỗn hợp đồng phân: p, p’-DDT (85%), o, p’-DDT (15%), o, o’-DDT (một lượng nhỏ) DDT chất rắn kết tinh màu trắng, không mùi vị Sử dụng Mỹ bị cấm vào năm 1972 thiệt hại cho động vật hoang dã, sử dụng số nước DDE (dichlorodiphenyldichloroethylene) DDD (dichlorodiphenyldichloroethane) tạo thành từ trình phân hủy DDT vi sinh vật môi trường DDE tạo thành điều kiện hiếu khí, DDD tạo thành điều kiện yếm khí DDE DDD sản phẩm biến đổicó khả độc thường kèm với DDT thành phần môi trường đất Bởi vậy, sinh vật sống thường bị nhiễm độc đồng thời chất Mỗi chất lại có đồng phân vị trí khác nguyên tử Cl K35B - SP Hóa học 51 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát công thức cấu tạo, đồng phân phổ biến p,p’-DDT, p,p’-DDE, p,p’-DDD DDD sử dụng thuốc trừ sâu phân hủy mức độ thấp nhiều so với DDT O,p’-DDD sử dụng để điều trị ung thư tuyến thượng thận DDE thương mại sử dụng DDT, DDE DDD không khí nhanh chóng bị phân hủy ánh sáng mặt trời DDT, DDE DDD bay từ nước bị ô nhiễm đất tiến xa bầu khí quyển, DDT, DDE DDD tích lũy mô mỡ với nồng độ thường ngày tăng với mức độ dinh dưỡng sinh vật Dưới sơ đồ thể chuyển hóa DDT, DDE DDD: DDT DDE K35B - SP Hóa học DDD 52 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát KẾT LUẬN Sau thời gian thực đề tài: "Nghiên cứu xử lý đất ô nhiễm thuốc BVTV khó phân hủy (POPs) phương pháp chiết nước với phụ gia QH2", với kết thu cho phép rút kết luận sau: Đã thực chiết rửa đất bị ô nhiễm TBVTV khó phân hủy (POP) dung môi nước có thêm chất HĐBM gốc rượu với nồng độ thể tích khác 15%, 20%, 25%, 30%, 35% Với mẫu đất thực chiết lần Kết phân tích cho thấy thành phần chất chiết từ đất ô nhiễm hóa chất BVTV hữu khó phân hủy POP là: DDE, DDD, opDDT lượng nhỏ chất khác Hiệu suất chiết phụ thuộc vào tỉ lệ phụ gia Trong khoảng nồng độ phụ gia 20% đến 35% hiệu suất H tăng gần tuyến tính với tỉ lệ phụ gia Tại 35% phụ gia hiệu suất chiết đạt xấp xỉ 100% Với lần chiết rửa, thời gian 10h chiết rửa hết TBVTV khỏi mẫu đất, nhiên tăng số lần chiết, giảm tỉ lệ dung môi để đạt hiệu kinh tế kỹ thuật cao Kiến nghị: Từ kết phân tích mẫu nước sau chiết rửa hiệu suất chiết rửa đất cho thấy cần nghiên cứu sâu theo hướng tối ưu hóa tỉ lệ phụ gia, tốc độ chiết số lần chiết rửa K35B - SP Hóa học 53 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Báo cáo khoa học – Dương Quang Huấn – năm 2012 [2] Bản tin dự án quản lí POP&PCB Việt Nam số 1- tháng – 2012 [3] Các phương pháp tách chiết PGS.TS Nguyễn Đức Tuấn Bộ môn Hóa phân tích- kiểm nghiệm Khoa Dược – ĐH Y Dược TP HCM [4] Đào Hữu Vinh, Nguyễn Xuân Dũng, Trần Thị Mĩ Linh, Phạm Hùng Việt (1985) Các phương pháp sắc kí NXB khoa học kĩ thuật [5] Trần Văn Hai Những hiểu biết thuốc bảo vệ thực vật, khuyennongnhean.com.vn/Noi_dung_thuoc_BVTV_30, tài liệu khuyến nông 2013/03/02 [6] Nguyễn Văn Ri (2009), phương pháp tách, khoa Hóa, Trường ĐHKHTN ĐHQG Hà Nội [7] Đào Hữu Vinh (chủ biên), Nguyễn Xuân Dũng,Trần Thị Mĩ Linh, Phạm Hùng Việt (1985), phương pháp sắc ký, NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội [8] Quy định quản lý hóa chất bảo vệ thực vật, Phan Thanh Tùng; [9] D Kealey, P J Haines (2002), Analytical Chemistry, printed in the United States of Ameri9ca [10] Daniel C Harris (2007), Quantitative Chemical Analysis, printed in the United States of America [11] L.Ritter, K.R.Solomon, J.Forget, and M.Stemeroff and C.O'Leary, PERSISTENT ORGANIC POLLUTANTS, The International Programme on Chemical Safety (IPCS), 620 Gordon Street Guelph ON Canada, 2013 [12] Su-Cai Yangb, Mei Lei, Tong-Bin Chen, Xiao-Yan Li, Qi Liang, Chuang Ma, Application of zerovalent iron (Fe0) to enhance degradation K35B - SP Hóa học 54 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát of HCHs and DDX in soil from a former organochlorine pesticides manufacturing plant, Chemosphere 79 (2010) 727–732 [13] Emma L.Tilston, Chris D.Collins, Geoffrey R.Mitchell, Jessica Princivalle, Liz J.Shawa, Nanoscale zerovalent iron alters soil bacterial community structure and inhibits chloroaromatic biodegradation potential in Aroclor 1242-contaminated soil, Environmental Pollution 173 (2013) 38e46 [14] http://yume.vn/vattunongnghiep/article/thuoc-tru-co-2-4-d.35DBF5D3 html [15] www.hoahocngaynay.com/vi/phat-trien-ben-vung/hoa-chat-doc-hai/150poly-chlorinated-biphenyls-pcbs.html [16].http://mtvinaxanh.vn/XL-nuoc-thai/Cac-bien-phap-xu-ly-dat-bi-o-nhiemthuoc-bao-ve-thuc-vat/31c31.html [17] http://bvtvphutho.vn/Home/hieubietthuocbvtv/2009/144/Dinh-nghia-vaphan-loai-nhom-thuoc-BVTV.aspx [18] thuvienphapluat.vn/archive/Cong-uoc-chat-o-nhiem-huu-co-ho-phanhuy-POP-2001-Stockhlom-bv124837.aspx(Cong uoc stockhlom, 15 đề án,nhóm hữu khó phân hủy) [19].http://translate.google.com.vn/translate?hl=vi&langpair=en%7cvi&u=htt p://en.wikipedia.org/wiki/DDT [20].http://translate.google.com.vn/translate?hl=vi&langpair=en%7cvi&u=htt p://www.21stcenturysciencetech.com/articles/fallo2/DDT.html [21].http://vi.wikipedia.org/wiki/Ch%E1%BA%A5t_ho%E1%BA%A1t_%C4 %91%E1%BB%99ng_b%E1%BB%81_m%E1%BA%B7t [22] http://datrach.blogspot.com/2005/02/lm-th-no-tnh-hlb-ca-mt-cht-hot-hab-mt.html K35B - SP Hóa học 55 Trường ĐHSP Hà Nội [...]... lượng TBVTV POP lớn trên mức cho phép, các nước đã rốt ráo tìm biện pháp xử lý, khôi phục môi trường, tiêu hủy chất POP tồn lưu Ở nước ta Bộ TN&MT đã ban hành chính sách quản lý tiêu hủy và xử lý ô nhiễm POP Đã có những nghiên cứu ban đầu về điều tra khảo sát và xử lỹ môi trường ô nhiễm Xuất phát từ tầm quan trọng và ý thức trách nhiệm trong xử lý môi trường ô nhiễm thuốc bảo vệ thực vật khó phân hủy, ... của phương pháp này là hiệu suất xử lý cao, chi phí cho xử lý thấp, rác thải an toàn ngoài môi trường Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp là không thể áp dụng để xử lý chất ô nhiễm chảy tràn và chất thải rửa có nồng độ đậm đặc Nếu áp dụng để xử lý ô nhiễm đất thì lớp đất trực tiếp được tia UV chiếu không dày hơn 5mm Do đó, khi cần xử lý nhanh lớp đất bị ô nhiễm tới các tầng sâu hơn 5mm thì phương pháp. .. quản lý, sử dụng hóa chất BVTV, thu gom, xử lý, cải tạo và phục hồi môi trường do hóa chất BVTV tồn lưu gây ra theo thẩm quyền 1.5 Phương pháp xử lý phục hồi đất ô nhiễm POP ([15]) Các nhà khoa học trên thế giới đã cảnh báo rằng: cùng với ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm không khí thì ô nhiễm đất đai cũng là vấn đề đáng báo động hiện nay, đặc biệt trong việc sử dụng nông dược và phân bón hóa học Ô nhiễm đất. .. chất ô nhiễm thành CO2, H2O, NOx, P2O5 Ưu điểm của phương pháp xử lý nhiệt độ cao là phương pháp tổng hợp vừa tách chất ô nhiễm ra khỏi đất, vừa làm sạch triệt để chất ô nhiễm; khí thải rất an toàn cho môi trường (khi có hệ thống lọc khí thải) Hiệu suất xử lý tiêu độc cao > 95%; cặn bã tro sau khi xử lý chiếm tỷ lệ nhỏ (0,01%) Hạn chế của phương pháp này là chi phí cho xử lý cao, không áp dụng cho xử lý. .. phân hủy lượng tồn dư thuốc BVTV một cách an toàn được chú trọng nghiên cứu Phân hủy sinh học tồn dư thuốc BVTV trong đất, nước, rau quả là một trong những phương pháp loại bỏ nguồn gây ô nhiễm môi trường, bảo vệ sức khỏe cộng đồng và nền kinh tế Phương pháp phân hủy thuốc BVTV bằng tác nhân sinh học dựa trên cơ sở sử dụng nhóm vi sinh vật có sẵn trong môi trường đất, các sinh vật có khả năng phá hủy. .. theo phương pháp này chưa được nghiên cứu 1.5.5 Biện pháp oxi hóa ở nhiệt độ cao Phương pháp oxy hóa ở nhiệt độc cao có hai công đoạn chính: K35B - SP Hóa học 21 Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát Công đoạn 1: Công đoạn tách chất ô nhiễm ra hỗn hợp đất bằng phương pháp hóa hơi chất ô nhiễm Công đoạn 2: Là công đoạn phá hủy chất ô nhiễm bằng nhiệt độ cao Dùng nhiệt độ cao có lượng... cho xử lý đất bị ô nhiễm kim loại nặng, cấu trúc đất sau khi xử lý bị phá hủy, khí thải cần phải lọc trước khi thải ra môi trường 1.5.6 Biện pháp xử lý tồn dư HCBVTV bằng phân hủy sinh học Việc loại bỏ có hiệu quả tồn dư thuốc BVTV là một trong các khó khăn chính mà nền nông nghiệp phải đối mặt Vi sinh vật đất được biết đến như những cơ thể có khả năng phân hủy rất nhiều thuốc BVTV dùng trong nông nghiệp... đặt ra mục tiêu xây dựng phương pháp phục hồi đất nông nghiệp ô nhiễm tồn dư chất POP và xử lý phân hủy triệt để các chất POP bằng nguyên liệu chế tạo trong nước, không có chất thải thứ cấp K35B - SP Hóa học 26 Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu Đất ở các khu vực có kho chứa thuốc BVTV đang hoạt động và đã... Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp Phan Thị Ngát các đối tượng nhiễm hóa chất BVTV cũng như tiêu hủy chúng Những biện pháp được sử dụng chủ yếu là: + Phá hủy bằng tia cực tím (hoặc bằng ánh sáng mặt trời) + Phá hủy bằng tia sóng Plasma + Phá hủy bằng ozon/UV + Ôxi hóa bằng không khí ướt + Ôxi hóa bằng nhiệt độ cao (thiêu đốt, nung chảy, lò nung chảy) + Phân hủy bằng công nghệ sinh học + Phương pháp tách chiết. .. ra môi trường sau khi xử lý ít độc, thời gian phân hủy rất ngắn Nhược điểm của phương pháp là chỉ sử dụng có hiệu quả cao trong các pha lỏng, pha khí Chi phí ban đầu cho xử lý là rất lớn 1.5.4 Biện pháp oxi hóa bằng không khí ướt Phương pháp này dựa trên cơ chế oxy hóa bằng hỗn hợp không khí và hơi nước ở nhiệt độ cao > 3500C và áp suất 150atm Kết quả xử lý đạt hiệu quả 95% Chi phí cho xử lý theo phương ... thuốc BVTV có đất, khoanh vùng đất bị ô nhiễm, đánh giá mức độ, phạm vi ô nhiễm điểm phát đất bị ô nhiễm thuốc BVTV + Tách rửa đất ô nhiễm thuốc BVTV có đất phương pháp chiết nước với chất phụ gia. .. "Nghiên cứu xử lý đất ô nhiễm thuốc BVTV khó phân hủy (POPs) phương pháp chiết nước với phụ gia QH2" Đề tài thành công mở hướng cho kinh tế Việt Nam lên, phương pháp thân thiện với môi trường... Nhiệm vụ nghiên cứu + Nghiên cứu, tham khảo tài liệu vấn đề ô nhiễm thuốc BVTV, loại HCBVTV phương pháp xử lý thuốc BVTV tồn dư đất + Khảo sát trạng ô nhiễm, lấy mẫu đất nghiên cứu đem phân tích