tính chất hóa học chung của POPs

trình bày về tính chất hóa học chung của POPs

của 1,2,3,4,6,7,8– HpCDF là 1.35ppt Độ tan của PCDFs sẽ giảm khi số nguyên tử Clo trong phân tử tăng lên

Tất cả các chất PCDD/ PCDFs đều rất khó bay hơi ở điều kiện nhiệt độ bình thường, áp suất bay hơi thể hiện trong bảng sau:

Bảng 1: Áp suất bay hơi của Dioxin

02 PeCDD 4.4x10-10 – 6.6x10-10

03 HxCDD 3.6x10-11 – 5.1x10-11

07 PeCDF 1.5x10-9 – 4.3x10-9

08 HxCDF 1.8x10-10 – 5.7x10-10

09 HpCDF 3.53x10-11 – 5.8x10-11

(Nguồn: http://www.chem.unep.ch)

b) Tính chất hoá học

 Tính chất hoá học chung của POPs

POPs là những hợp chất hữu cơ bền, trong công thức phân tử có chứa halogen, là những hợp chất hydrocacbon thơm có nhiều đồng phân (đôi lúc lên đến 209 đồng phân) và là nhóm hợp chất hữu cơ độc nhất trong hoá chất hữu cơ độc hại mà con người biết đến Chúng rất bền ở điều kiện nhiệt độ thường, bền với tác động của ánh sáng và có khả năng bị phân huỷ trong môi trường axit, kiềm

 Tính chất hoá học chung của nhóm thuốc bảo vệ thực vật

Tính chất hoá học nhóm của POPs thuộc nhóm thuốc bảo vệ thực vật là các hợp chất hydrocacbon trong phân tử có một số nguyên tử hidro đã bị thay thế bằng nguyên tử clo Hiệu ứng gây độc của POPs nhóm 1 rất nghiêm trọng vì nó được sử dụng rộng rãi và tồn lưu trong môi trường Chúng rất bền vững ở nhiệt độ bình thường nhưng dễ bị kiềm thuỷ phân thành DDE Chúng không bị phân huỷ

sinh học, tích tụ nhiều trong các mô mỡ và khuyếch đại sinh học trong chuỗi thức ăn sinh học từ phiêu sinh vật đến các loài chim nồng độ tăng lên 10triệu lần Chúng được sử dụng bằng cách phun dưới dạng sương mù hay bụi nên trực tiếp đi vào đất, từ đất chúng đi vào khí quyển và nước rồi tồn lưu

 Tính chất hoá học của nhóm sản phẩm phụ

Do công thức phân tử của PCBs có thể thay thế 1 đến 10 nguyên tử Hidro bằng nguyên tử Clo trong cấu trúc vòng thơm của Biphenyl ở bên trái và chính sự thay thế làm cho PCBs có đến 209 đồng phân và hầu như tất cả các đồng phân này đều không tan trong nước Các hợp chất của PCBs là nguồn gây ô nhiễm nghiêm trọng trong hệ sinh thái vì chúng ổn định, tích tụ trong chuỗi dinh dưỡng, trong môi trường, đặc biệt là các loài động vật có xương sống trên cạn

 Tính chất hoá học nhóm các sản phẩm cháy

POPs thuộc nhóm sản phẩm cháy sinh ra từ quá trình đốt các sản phẩm có chứa clo, chất thải có chứa clo, quá trình tẩy trắng bột giấy, trong các quy trình sản xuất thuốc diệt cỏ, nhựa PVC hoặc từ nhiều hydrocacbua có chứa clo Dioxin và Furan là những hợp chất của hidrocacbon mà trong đó một số nguyên tử Hydro

bị thế bởi Clo Dioxin có 210 đồng phân khác nhau, thường gặp nhất là TCDD và TCDF, chúng rất nguy hiểm ngay cả ở nồng độ rất thấp (ppb)

2.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU POPs TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 2.3.1 Tình hình nhgiên cứu POPs trên thế giới

a) Ở Hoa Kỳ

POPs đầu tiên được nghiên cứu vào cuối thập niên 1930 là DDT Nó là chất diệt côn trùng nó có tác dụng mạnh mẽ đối với các loại côn trùng gây hại Nhưng cũng như những loại hoá chất khác, DDT có những ảnh hưởng không thể dự đoán trước Những tác động đó bắt nguồn từ sự bền vững của nó Khối lượng DDT đã sử dụng trước năm 1959 thống kê được khoảng 80 triệu pounds và sau đó giảm dần, đến năm 1972 thì dừng hẳn Tổng khối lượng DDT đã sử dụng trong

nông nghiệp và trong sinh hoạt ở Hoa Kỳ trong suốt 30năm là 1350triệu pound, ngoài việc sử dụng trong nước nó còn được xuất khẩu đi nhiều nơi trên thế giới

Hoa Kỳ là nước sản xuất ra nhiều DDT hơn bất kỳ nơi nào trên thế giới và sau khi lệnh cấm sử dụng được áp dụng trên phạm vi cả nước một lượng chất thải đáng kể và các sản phẩm hoá chất có liên quan khác được đổ vào khu vực Thái Bình Dương và một số nước khác

Theo kết quả thống kê, mỗi năm có khoảng 67.000 người Mỹ bị nhiễm độc thuốc trừ sâu, đa số đều là công nhân làm việc tại các nông trại hoặc làm nghề có thời gian tiếp xúc với các loại thuốc trừ sâu nhiều, đặc biệt là DDT

Về PCBs, ở Hoa Kỳ, vào năm 1979 có hiện tượng PCBs rò rỉ ra trong một máy biến thế, PCB nhiễm vào thức ăn của thịt và nguồn thực phẩm này được chuyển đến 17bang khác nhau trong đó có một tỉnh của Canada

Trong thời gian gần đây, trên thế giới một số loại thực phẩm đã có dấu hiệu bị nhiễm PCBs và một số nghiên cứu minh chứng về tai nạn sức khoẻ do sử dụng thực phẩm dư lượng PCBs Đã có hiện tượng như vậy xảy ra cho nên những năm gần đây chính phủ Hoa Kỳ vàø Canada đã cấm sử dụng PCBs trong các thao tác vận hành nam châm điện thang máy Và vì thế năm 1980, quốc hội Hoa Kỳ đã thông qua bộ luật Superfund để trợ giúp tài chính cho công tác làm sạch tại các vị trí, khu vực có POPs

b) Ở Châu Âu

Trong những năm 80, POPs đã bị cấm sản xuất ở các nước trong khu vực Châu

Aâu Đến năm 1996, liên minh Châu Aâu đã ra chỉ thị ‘đến năm 2010 POPs phải bị xoá sổ hoàn toàn’ Sự nhiễm POPs trong thực phẩm làm cho xã hội quan tâm

nhiều hơn về POPs Đã có phát hiện cho rằng trong mỡ động vật như cá (cá Hồi), thịt, sản phẩm sữa, trứng và một số thực phẩm khác bị nhiễm POPs do nhiều lý

do khách quan và chủ quan Nó có thể do sự hiện diện sẵn có trong thiên nhiên, sau khi rơi vãi xuống đất, ngấm vào cây cỏ và tích tụ qua chuỗi thức ăn Qua kết

quả phân tích các mẫu của 3 loại sản phẩm gồm bơ, cá hồi và bắp cải xanh ở bốn nước gồm Bỉ, Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha và Ý kết luận rằng lượng PCB có trong các loại thực phẩm vừa nêu và đặc biệt hơn ở Ý các loại thực phẩm chứa PCBs có khả năng gây ra ngộ độc

Các kết quả nghiên cứu cho thấy rằng, cho dù các loại thuốc trừ sâu nói riêng và các hoá chất trong nhóm các hợp chất hữu cơ có cấu trúc bền vững đã cấm vào năm 1972 nhưng nó vẫn còn trôi nổi và sử dụng trên thị trường Bảng tổng kết sau cho chúng ta thấy điều đó:

Bảng 2: Mức độ phát thải PCDD/ PCDFs vào môi trường ở Châu Âu

Nguồn phát

Năng lượng

trong lò đốt

chất thải rắn

Nhà máy tư

Nung sắt,

Nung kim

loại không

chứa sắt

Sản xuất thuỷ

Các ngành

công nghiệp

khác

Sản xuất sắt,

Bãi chôn lấp

Lò đốt chất 581 579 556 508 357 285 160 49 53 54

Nguồn phát

thải

Đốt cháy

Trong tự

Tổng cộng 1142 1123 1098 1049 953 819 589 384 361 346

(Nguồn: Martin Acosta, http://www.greenpeace org)

Hiện nay, ở Châu Aâu vẫn còn một số tập đoàn sản xuất POPs, đặc biệt là PCBs, cụ thể như tập đoàn Caffaro ở Italy, Công ty Protolec ở Pháp, Công ty Bayer ở Đức Tổng lượng PCBs sản xuất trên toàn cầu ước tính khoảng 1.5triệu tấn, trong đó gần một nửa do công ty Monsanto sản xuất (ở Nhật Bản) Công ty sản xuất lớn thứ hai là Bayer chiếm khoảng 10% sản lượng, còn lại là các công ty khác Và hiện nay có ít nhất 1/3 sản lượng PCBs đã đi vào môi trường

c) Ở Anh

Mới đây, trong số ra tháng 9 của tạp chí Test-Achat ở Anh quốc cho biết khoảng 60% sản phẩm chứa PCBs được lưu hành trong ngành công nghiệp và người dân sẽ có nguy cơ nhiễm PCBs, tổng kết về mức độ phát thải PCBs vào môi trường thể hiện qua bảng sau:

Bảng3: Mức độ phát thải PCBs vào môi trường Anh

Nguồn phát

Năng lượng

Năng lượng

trong lò đốt

chất thải rắn

Nhà máy tư

Các ngành

công nghiệp

khác

6231 5727 5223 4719 4215 3710 3205 2701 2196 1692

Quy trình sản

xuất sắt, thép 491 419 438 458 428 394 373 387 400 243 Bãi chôn lấp

Lò đốt chất

Xử lý và chôn

lấp các chất

Chuyển đổi

trong các quá

(Nguồn: http://www.aeat.co.uk)

Mặc dù việc mua bán PCBs đã chấm dứt vào năm 1986 nhưng thực tế nó vẫn được sản xuất ở một số nước Số liệu cho thấy, tổng lượng PCBs phát thải trong năm 1990 tăng lên do lỗ hỏng từ việc quản lý (chiếm 89% so với nguồn tổng) và đến năm 1999 nó đã giảm xuống còn 82% Tuy nhiên không phải tất cả những thiết bị điện nào chứa PCBs cũng được xác định Việc phát thải PCBs từ các thiết bị điện vẫn còn tiếp diễn và chỉ có thể xác định được chính xác mức độ

phát thải của nó khi không sử dụng các thiết bị điện có chứa PCBs hoặc dừng các thiết bị điện đang sử dụng và hoặc là chúng bị phá huỷ hoàn toàn

Hơn nữa, trong khoảng thời gian năm 1981 các nhà khoa học ở Anh đã có những nghiên cứu về POPs đã nhận xét rằng một số loại thực phẩm trong nông nghiệp đã bị nhiễm thuốc trừ sâu và chúng để lại hậu quá nghiêm trọng cho con người và môi trường, cũng từ đó lệnh cấm sản xuất và sử dụng thuốc trừ sâu cũng như các loại hoá chất trong nhóm POPs ra đời

Bảng 4: Năm cấm sản xuất và sử dụng của các chất ô nhiễm hữu cơ bền

01 Polyaromatichydrocacbon (PAHs) Chưa xác định

02 Dioxin và Furan (PCDD, PCDFs) Chưa xác định

04 Polychlorinatedbiphenyl (PCBs) Chưa xác định

d) Ở Malaysia

Malaysia là một trong những nước nằm trong khu vực Đông Nam Á, láng giềng của Việt Nam nhưng từ năm 1972 đã bắt đầu có nghiên cứu về ảnh hưởng của các chất ô nhiễm hữu cơ bền đối với con người và môi trường, điển hình là qua việc nghiên cứu quần thể Chim cắt bị suy giảm và vỏ trứng của loài chim này

bị mỏng đi Và thời gian sau đó, các nhà khoa học đã cho rằng dư lượng thuốc trừ sâu là nguyên nhân quan trọng trong việc suy giảm quá trình sinh sản ở chim Một vài năm sau, một nhà sinh vật học chuyên nghiên cứu về sinh vật biển đã

nêu ra những tác hại của việc sử dụng thuốc trừ sâu không kiểm soát đối với sinh vật sống trong môi trường tự nhiên

Đến năm 1974, các loại thuốc trừ sâu bị cấm sử dụng Nguyên nhân cơ bản của là do những tác động về mặt sinh thái và tác hại đối với sức khoẻ con người

Bảng 5: Mức độ phát thải HCB vào môi trường (tấn/ năm)

Nguồn phát

Đốt trong

công nghiệp 0.1 0.1 0.12 0.12 0.1 0.11 0.11 0.11 0.11 0.00 Sản xuất

Pentachlorph

enol

0.03 0.03 0.03 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01

Sản xuất

Picloram 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Sản xuất

Tetrachlorca

cbon 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 0.14 0.14 0.14 0.13 Sản xuất

Tetrachloret

ylen

0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.03 0.03 0.03

Sản xuất

Trichloretyle

n

0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.05 0.05 0.05 0.04

Chất thải 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 Thuốc trừ

sâu

(Chlorthaloni

l)

0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47

Thuốc trừ

sâu 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 Thuốc trừ

sâu 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

(Nguồn: http://www.rachel.org)

Bảng 6: Mức độ phát thải PAHs vào môi trường

Nguồn phát

Nhà máy lọc

Sử dụng dung

Nhà máy tư

Các ngành công

Sản xuất kim

loại không chứa

Quá trình

(Nguồn: http://rachel.org)

e) Ở Canada

Ở Canada, đã có một số minh chứng cho tai nạn sức khoẻ do sử dụng thực phẩm dư lượng PCBs và sử dụng một số thiết bị có chứa PCBs Hiện tượng thấy rõ nhất là lượng PCBs trong các thang máy chứa nam châm điện bị rò rỉ, dính vào các băng chuyền tải trong thang máy và khi thải bỏ chúng chính phủ đã phải mất một khoản tiền lớn cho việc xử lý Do có hiện tượng như vậy xảy ra cho nên trong những năm gần đây chính phủ Hoa Kỳ và Canada đã cấm sử dụng PCBs trong

các thao tác vận hành của nam châm điện Vào năm 1979, có hiện tượng PCBs rò

rỉ ra trong một máy biến thế, nhiễm vào thức ăn (thịt) Nguồn thực phẩm này lại chuyển đến 17bang khác nhau trong đó có một tỉnh của Canada và như thế số người bị ảnh hưởng tăng lên rất nhiều

2.3.2 Tình hình nghiên cứu POPs ở Việt Nam

Ở Việt Nam, theo thống kê của Bộ Tài Nguyên – Môi trường đến nay các tỉnh thành trong cả nước đều tồn lưu một khối lượng lớn các loại POPs, trong đó có DDT, Dioxin, dầu biến thế chứa PCBs và các chất tương tự như PCBs Chỉ riêng 31 tỉnh thành đã thống kê đợt 1, đã có đến khoảng 8.000tấn dầu các loại có chứa PCBs và các hợp chất tương tự như PCBs Trên cơ sở đó có thể nói rằng tình hình đang rất đáng báo động về việc thải bỏ, tồn lưu và nguy cơ gây ô nhiễm môi trường tiềm tàng do các hợp chất của PCBs

Do tính chất vô cùng độc hại của các hợp chất POPs nên đã từ lâu Liên hiệp quốc đã cấm sản xuất và sử dụng các hợp chất từ PCBs trong mọi lĩnh vực, đồng thời khuyến khích nghiên cứu các nguồn vật liệu thay thế Tuy nhiên, do lượng POPs tồn trữ ở tất cả các quốc gia là quá lớn cho nên POPs đã, đang và sẽ là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và chủ yếu trên phạm vi toàn thế giới trong một thời gian dài

Ở Việt Nam nói chung và tại Thành phố Hồ Chí Minh nói riêng, đã có một số nghiên cứu về POPs, điển hình như ‘Nghiên cứu kim loại nặng trong bùn lắng và động vật 2 mảnh tại Cần Giờ, năm 2000’, ‘Phân tích PAHs trong bùn lắng kênh rạch TP HCM’ do ThS Mai Tuấn Anh, ThS Đỗ Hồng Lan Chi (IER) thực hiện năm 1998, ‘Phân tích PAHs trong môi trường không khí của TP HCM do ThS Thạch Trúc (IER)’ thực hiện năm 2000 Tuy nhiên, ở phía Nam Việt Nam chưa có một nghiên cứu đầy đủ vì tính hệ thống POPs được đề cập trong Công Ước Stockholm cũng như chưa xác định đầy đủ các nguồn phát thải, mức độ phát thải của POPs và ảnh hưởng của nó lên con người, các hệ sinh thái Đồng thời

cũng chưa có hệ thống quan trắc POPs trong môi trường nhằm đánh giá khả năng tích lũy sinh học của POPs trong chuỗi thức ăn mà đối tượng chịu ảnh hưởng nhiều nhất là con người

sở Môi trường và tài Nguyên, Tp HCM hiện tại vẫn chưa có điều kiện thống kê các nguồn thải cũng như số luợng POPs trên địa bàn thành phố để từ đó có biện pháp quản lý lượng POPs đang tồn trữ trên địa bàn Thành phố

Và trong những năm gần đây, đã có đề xuất cho rằng dùng lò nung ximăng để đốt những loại hoá chất trong nhóm POPs như vậy sẽ không tốn kém chi phí cho việc chôn lấp chất thải mà còn có thể tiết kiệm được 20–25% nhiên liệu, 5 – 10% nguyên liệu và hạn chế những ảnh hưởng đến môi trường Thêm nữa, nhà máy ximăng có thể thu phí đốt từ những cơ sở có rác thải cần thiêu đốt Hiện tại, Cục Bảo vệ môi trường kết hợp với Dự án môi trường Việt Nam – Canada (VCEP) đang phối hợp thực hiện dự án thí điểm tại công ty Holcim và Cục đang xem xét áp dụng công nghệ này cho một số nhà máy ximăng khác là Nghi Sơn (Thanh Hoá) và Chinfon (Hải Phòng) Các chất thải có thể đốt trong lò nung ximăng gồm: dung môi hữu cơ, dầu thải chứa PCB, sơn, PVC, plastic, đất nhiễm chất độc hại, thuốc trừ sâu…, công nghệ chỉ áp dụng với những lò nung ximăng kiểu hiện đại, loại có lắp hệ thống thiêu đốt chất thải Tại lò nung, nhiệt độ lên đến 1.400 – 2.000oC đủ để phá vỡ cấu trúc bền vững của chất thải độc hại, đồng thời lò nung tận dụng nhiệt năng từ các chất ô nhiễm hữu cơ để thay thế, tiết kiệm một phần nhiên liệu