Đánh giá thực trạng thu gom xử lý và xây dựng mô hình thực nghiệm xử lý bao bì thuốc bảo vệ thực vật quy mô phòng thí nghiệm

Đánh giá thực trạng thu gom xử lý xây dựng mơ hình thực nghiệm xử lý bao bì thuốc bảo vệ thực vật quy mơ phòng thí nghiệm áp dụng Đặng Xá, Gia Lâm, Hà Nội Tân Tiến, Văn Giang, Hưng Yên Phạm Thị Bưởi Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn Thạc sĩ ngành: Khoa học môi trường; Mã số: 60 85 02 Người hướng dẫn: PGS TS Trịnh Thị Thanh Năm bảo vệ: 2012 Abstract: Thực trạng thu gom, xử lí bao bì thuốc bảo vệ thực vật vùng sản xuất rau Đặng Xá – Gia Lâm – Hà Nội Tân Tiến – Văn Giang – Hưng Yên Nghiên cứu mơ hình xử lý bao bì thuốc bảo vệ thực vật vùng sản xuất nông nghiệp quy mô cấp xã phương pháp sử dụng tác nhân oxy hóa mạnh kiềm hóa đảm bảo vệ sinh mơi trường Nghiên cứu sử dụng tác nhân oxy hóa (tác nhân Fenton ) cho xử lý lượng thuốc BVTV tồn đọng bán dính bao bì Nghiên cứu sử dụng tác nhân kiềm hóa (tác nhân Ca (OH)2) cho xử lý lượng thuốc BVTV tồn đọng bám dính bao bì Xây dưṇ g quy trình thu gom và xử lý bao b ì thuốc BVTV đề xuất chế trì hoạt động thu gom Keywords: Bao bì; Thuốc bảo vệ thực vật; Xử lý nhiễm Content MỞ ĐẦU Theo ước tính, lượng bao bì thuốc BVTV thường chiếm khoảng 14,86% so với lượng thuốc tiêu thụ, năm thải môi trường sản xuất khoảng 15.000 bao bì loại Trước đây, phần lớn vỏ bao bì chai thủy tinh gần thay phần lớn chai nhựa túi Polyethylen, chất Polyethylen khó phân giải Theo kết nghiên cứu Viện Bảo vệ thực vật cho thấy, lượng thuốc bám lại vỏ bao bì trung bình chiếm 1,85% tỷ trọng bao bì, năm đổ vào môi trường sản xuất khoảng 200 thuốc BVTV Lượng thuốc gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người dân, ô nhiễm nguồn đất, nước nhiễm bẩn nông sản (Nguyễn Trường Thành , 2007 [8]) Trong giới có nhiều mơ hình thu gom xử lý bao bì thuốc BVTV chưa có mơ hình thu gom xử lý phù hợp với đặc thù sản xuất nhỏ, không tập trung Việt Nam, nghiên cứu nước vấn đề hồn tồn bị bỏ ngỏ Hiện chưa có quan quản lý quan nghiên cứu vào để xem xét tác động tiêu cực bao bì thuốc BVTV, đề xuất mơ hình thu gom, làm phân hủy thuốc bám dính bao bì tiêu hủy bao bì cách an toàn, hiệu phù hợp với địa phương Một vấn đề đáng quan tâm tập quán canh tác thủ công nên phần lớn người dân sau phun thuốc BVTV cho trồng thường để lại bao bì bờ ruộng vứt xuống kênh mương nội đồng gây ô nhiễm môi trường Tại số địa phương Hà Nội, Hưng Yên, Vĩnh Phúc Chi cục BVTV địa phương đề xuất mô hình thu gom vỏ bao bì thuốc BVTV để chứa bể xi măng để chờ tiêu hủy Đồng thời, Chi cục tập trung vào việc vận động tuyên truyền nông dân thu gom xử lý bao bì sau sử dụng đặc biệt vùng sản suất nơng sản an tồn Tuy nhiên, chưa đầu tư đồng cho công tác nghiên cứu nâng cao lực người dân nên kết mơ hình chưa thực giải triệt để yêu cầu công tác thu gom tiêu hủy bao bì sau sử dụng Do lựa chọn nghiên cứu luận văn là: “Đánh giá thực trạng thu gom xử lý xây dựng mơ hình thực nghiệm xử lý bao bì thuốc bảo vệ thực vật quy mơ phòng thí nghiệm -Áp dụng Đặng Xá – Gia Lâm Tân Tiến – Văn Giang – Hưng Yên” Mục tiêu luận văn xác định thực trạng tình hình thu gom, xử lí bao bì thuốc bảo vệ thực vật vùng sản xuất rau Hà Nội Hưng n nghiên cứu mơ hình xử lý bao bì thuốc bảo vệ thực vật vùng sản xuất rau quy mô cấp xã phương pháp sử dụng tác nhân oxy hóa mạnh kiềm hóa đảm bảo vệ sinh môi trường Nội dung luận văn là: Thực trạng thu gom, xử lí bao bì thuốc bảo vệ thực vật vùng sản xuất rau Đặng Xá – Gia Lâm – Hà Nội Tân Tiến – Văn Giang – Hưng Yên Nghiên cứu mô hình xử lý bao bì thuốc bảo vệ thực vật vùng sản xuất nông nghiệp quy mô cấp xã phương pháp sử dụng tác nhân oxy hóa mạnh kiềm hóa đảm bảo vệ sinh mơi trường - Nghiên cứu sử dụng tác nhân oxy hóa (tác nhân Fenton) cho xử lý lượng thuốc BVTV tồn đọng bán dính bao bì - Nghiên cứu sử dụng tác nhân kiềm hóa (tác nhân Ca(OH)2) cho xử lý lượng thuốc BVTV tồn đọng bám dính bao bì - Xây dưṇ g quy trình thu gom và xử lý bao bì thuố c BVTV đề xuất chế trì hoạt động thu gom CHƢƠNG - TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan trạng ô nhiễm bao bì thuốc bảo vệ thực vật 1.1.1 Hiện trạng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật Thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) hợp chất độc có nguồn gốc tự nhiên tổng hợp từ chất hóa học, dùng để phòng, trừ dịch hại trồng, điều hòa sinh trưởng thực vật, xua đuổi thu hút loại sinh vật gây hại thực vật đến để tiêu diệt Theo thống kê Cục BVTV, trước năm 2003, lượng thuốc BVTV nhập vào Việt Nam không vượt số 40.000 tấn/năm, kể từ năm 2004 đến tăng gấp đôi, cá biệt kể từ năm 2008, lượng thuốc BVTV nhập lên tới 100.000 (Vương Trường Giang cs, 2011 [2]) 1.1.2 Hiện trạng thải bỏ bao bì thuốc bảo vệ thực vật Tính đến năm 2009, địa bàn tỉnh nước lượng bao bì thuốc cần xử lý lên đến 69.640 tích lũy qua năm 1.1.3 Ảnh hưởng bao bì thuốc bảo vệ thực vật đến môi trường người - Gây nhiễm từ nguồn thuốc bám dính lại vỏ bao - Gây ảnh hưởng đên sức khoẻ người bị xây xát, thương tích tiếp xúc với bao bì đặc biệt dạng chai thuỷ tinh - Gây ô nhiễm môi trường từ dạng bao, túi Polyethylen hay chất hữu khó phân giải khác tích tụ lại 1.2 Tổng quan cơng nghệ xử lý bao bì th́ c BVTV giới 1.2.1 Phương pháp hấp phụ Là việc sử dụng chất hấp phụ có nguồn gốc tự nhiên chất hấp phụ tổng hợp khác để hấp phụ thuốc bảo vệ thực vật sau chúng hoà tan vào nước Các loại chất hấp phụ bao gồm: than hoạt tính, silicagel, nhựa tổng hợp có khả trao đổi ion, cacbon sunfua, than nâu, than bùn, than cốc, dolomit, cao lanh, tro dung dịch hấp phụ lỏng 1.2.2 Phương pháp oxy hoá khử Có hai loại phản ứng oxy hố khử oxy hố mơi trường axit oxy hố mơi trường kiềm Mục đích q trình oxy hố khử dùng chất có tính oxy hố để phá vỡ số liên kết định, chuyển hoá chất có độc tính cao thành chất có độc tính thấp khơng độc Các tác nhân oxy hóa thường dùng là: Chlorine, Ozone, Potassium permanganate (KMnO4), Dihydro dioxit (H2O2) 1.2.3 Phương pháp thuỷ phân Để xử lý bao bì chứa thuốc thuộc nhóm Lân hữu cơ, Carbamate Pyrethroids cách sử dụng Na2CO3 NaOH để xử lý thuốc hoà tan nước 1.2.4 Lò đốt nhiệt độ cao Đây công nghệ nghiên cứu đầy đủ ứng dụng rộng rãi nhiều nước đặc biệt nước công nghiệp phát triển để tiêu huỷ nhiều loại thuốc bao bì chứa chất thuộc nhóm clo hữu khó phân giải (POPs) thuốc trừ sâu clo hữu cơ, PCBs, loại chất nổ 1.2.5 Biện pháp bao vây, ngăn chặn cách ly, chôn lấp Đây phương pháp sử dụng trường hợp bao bì có lẫn thuốc clo hữu bền vững DDT sử dụng thuốc tồn đọng có chứa kim loại nặng nguy hiểm 1.2.6 Xử lý sinh học Sử dụng hệ vi sinh vật đặc hiệu để phân hủy hoạt chất thuốc bảo vệ thực vật thành chất khơng độc Q trình xử lý sinh học diễn hai điều kiện hiếu khí khí, tùy điều kiện chủng loại vỏ bao bì thuốc BVTV 1.3 Một số cơng nghệ đƣợc áp dụng xử lý bao bì thuố c BVTV Việt Nam 1.3.1 Công nghệ thiêu đốt Hiện nước ta có số cơng ty có hệ thống lò đốt đáp ứng đủ điều kiện đốt thuốc bảo vệ thực vật an toàn công ty xi măng Holcim Kiên Giang, Công ty Môi trường Xanh Hải Dương 1.3.2 Công nghệ Na-tech Đây phương pháp sử dụng Na kim loại để khử thuốc Clor hữu Nghiên cứu phối hợp Viện Hoá học Viện Bảo vệ thực vật năm 2006 phương pháp Na-Tech thu kết bước đầu: Thuốc Endosulfan sau xử lý khơng dạng ban đầu 1.3.3 Xử lý sinh học Đây hướng cần nghiên cứu ứng dụng nước ta Trong năm qua, số quan nghiên cứu thử nghiệm sử dụng vi sinh vật đặc hiệu phân huỷ DDT Song chúng tơi chưa thấy có báo cáo kết có khả ứng dụng thực tiễn 1.3.4 Chơn lấp Ở nước ta, việc chơn lấp bao bì thuốc BVTV nghiên cứu ứng dụng nhiều cấp độ khác hầu khắp địa phương Song, hầu hết giải pháp tình Phần nhiều bể xây xi măng chưa đảm bảo tiêu chuẩn chôn lấp thuốc BVTV (như Viện BVTV, tỉnh Nghệ An, ) Hầu hết bao bì thuốc chôn lấp cần phải xử lý triệt để phương pháp khác để tránh ô nhiễm môi trường (Nguyễn Trường Thành , 2007 [8]) 1.3.5 Công nghệ sử dụng tác nhân oxy hoá mạnh (tác nhân Fenton) 2+ Tác nhân Fenton (Fe + H2O2) hệ oxy hoá mạnh nghiên cứu đưa vào ứng dụng để xử lý hóa chất bảo vệ thực vật có hiệu nhiều loại hợp chất hữu khác có POPs 1.3.6 Cơng nghệ sử dụng tác nhân kiềm hóa Hầu hết thuốc BVTV có tính axit, tan mạnh nước Sử dụng tác nhân Ca(OH)2 xảy phản ứng trao đổi nhóm thuỷ phân số thuốc thay OH độ độc giảm nhiều CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢ ƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu bao bì thuốc bảo vệ thực vật thải bỏ trình sản xuất nông nghiệp 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp tổng quan Dựa vào thông tin điều tra khảo sát, kết nghiên cứu đề tài nhà khoa học, chuyên gia tài liệu tham khảo để bổ sung vào luận văn cao học 2.2.2 Phương pháp khảo sát thực địa Tiến hành thu thập mẫu vùng khảo sát, mẫu bao bì lấy khu vực trồng rau, đặc điểm bao bì thuốc BVTV bị vứt bỏ đầu thửa, mương nước nên tiến hành lấy mẫu theo kiểu thu nhặt mẫu Với mục tiêu thu thập khoảng kg bao bì điểm lấy mẫu ta tiến hành thu mẫu diện tích ký hiệu từ MV1 đến MV6 2.2.3 Phương pháp thực nghiệm a Thí nghiệm oxy hóa hóa học (tác nhân Fenton) Tiến hành thí nghiệm: Lấy 10kg bao bì thuốc bảo vệ thực vật, cắt nhỏ phần bao bì chai nhựa túi polyethylene cho vào thùng chứa có dung tích 200 lít, sau cho chai thủy tinh vào bổ sung vào 100 lít nước ngâm ngày, sau ngâm dùng máy khuấy liên tục 1giờ đồng hồ để hòa tan tồn lượng thuốc tồn đọng bao bì vào dung dịch nước Xả nước từ thùng ngâm bao bì sang thùng xử lý, phần bao bì cho thêm 100 lít nước dùng máy khuấy liên tục giờ, xả nước sang bể xử lý trộn lẫn với nước rửa lần đầu, lấy mẫu nước bao bì rửa để xác định tổng dư lượng thuốc BVTV Sau lấy phần dịch nước đem tiến hành thí nghiệm Thí nghiệm 1.1: Xác định tỉ lệ CFe 2 : CH 2O2 tối ưu cho việc phân giải thuốc BVTV, khống chế pH = cách bổ sung axit HNO3 Lựa chọn nồng độ H2O2 1000mg/l (hình 3.4) Mơ tả thí nghiệm: Chuẩn bị 06 cốc thủy tinh 200ml đánh số từ CT1.1 đến CT1.6, dùng ống đong lấy xác 100ml dung dịch thuốc từ thùng chứa dung dịch mẫu khuấy trộn vào cốc, điều chỉnh pH [29], nhiệt độ môi trường điều kiện thường Lấy 2+ xác lượng dung dịch Fe H2O2 chuẩn bị theo cơng thức thí nghiệm (bảng 2.1), mẫu CT1.6 mẫu đối chứng Dùng máy khuấy từ khuấy liên tục vòng 30 phút Các mẫu lấy để phân tích dư lượng thuốc BVTV trước sau tiến hành thí nghiệm Thí nghiệm 1.2 xác định tỉ lệ tác nhân Fenton nồng độ thuốc BVTV Tiến hành thí nghiệm phần trên, sử dụng tỉ lệ CFe 2: CH tối ưu Các cốc thủy tinh 2O2 đánh số từ CT1.7 đến CT1.12, mẫu CT1.12 mẫu đối chứng Mơ tả thí nghiệm: Chuẩn bị 06 cốc thủy tinh 200ml đánh số từ CT1.6 đến CT1.10, dùng ống đong lấy xác 100ml dung dịch thuốc từ thùng chứa mẫu khuấy trộn vào cốc, điều chỉnh pH [29], nhiệt độ mơi trường điều kiện thường Lấy 2+ xác lượng dung dịch Fe H2O2 (tác nhân Fenton) chuẩn bị theo bảng cơng thức thí nghiệm (bảng 2.2), sử dụng tỷ lệ CFe 2 : CH 2O2 tối ưu thí nghiệm 1.1 Dùng máy khuấy từ khuấy liên tục vòng 30 phút Theo dõi thí nghiệm lấy mẫu vòng 72 Tiến hành lấy mẫu phân tích trước sau phản ứng 6; 24; 72 b Thí nghiệm kiềm hóa (tác nhân Ca(OH)2) Thí nghiệm 2: Khảo sát tỷ lệ mCa(OH)2:m vỏ thuốc BVTV Mơ tả thí nghiệm: Chuẩn bị 06 cốc thủy tinh 200ml đánh số từ CT2.1 đến CT2.6, lấy xác 200ml dung dịch thuốc từ thùng chứa mẫu khuấy trộn vào cốc Cân lượng Ca(OH)2 cơng thức thí nghiệm, dùng máy khuấy từ khuấy mạnh vòng 30 phút Theo dõi thí nghiệm lấy mẫu vòng 72 Các mẫu lấy để phân tích trước sau phản ứng xảy 6; 24; 72 c Phân tích mẫu phòng thí nghiệm - Phân tích hàm lượng thuốc BVTV mẫu bao bì thuốc BVTV phương pháp DFG, phương pháp sắc ký khí GCMS sắc ký lỏng hiệu cao HPLC/PAD-UV Trung tâm phân tích chuyển giao cơng nghệ môi trường, Viện Môi trường nông nghiệp, Bộ nông nghiệp phát triển nông thôn - Nhiệt độ đo nhiệt kế thủy ngân - pH đo máy đo pH Hach, Mỹ Tóm tắt trình xử lý mẫu bao bì mẫu nƣớc: Cân 20g mẫu vỏ bao bì, ngâm chiết rút thuốc BVTV 100ml Aceton Quy trình xử lý mẫu thực theo bước sau : Lấy 20ml mẫu định mức thành 200ml cho vào bình chiết, thêm 20ml NaCl bão hòa, thêm 25ml dichlormethane, lắc - 10 phút, để lắng chiết lấy phần dung môi dichlormethane Loại bỏ nước lẫn dung môi cách cho chảy qua phễu lọc chứa 20g Na2SO4, lọc dung môi vào bình cầu A, lặp lại bước chiết mẫu lần, tráng rửa phễu lọc chứa 20g Na2SO4 dung mơi dichlormethane sau mang cất khơ làm giàu tới khoảng 1ml Làm chiết pha rắn sử dụng cột SPE hoạt hóa 20 - 30ml dung môi nHexan Dùng 20ml hỗn hợp dung dịch n-hexan :dichlormetan :acetonitril rửa giải chất cần phân tích khỏi cột chiết, thu dịch xuống bình cầu B Cất khơ thu mẫu để phân tích GCMS, HPLC 2.2.4 Phương pháp đánh giá xử lý số liệu Dựa vào kết điều tra khảo sát thực địa kết phân tích mẫu số liệu xử lý máy tính tính tốn phần mềm excel, GCMS Solution, HPLC Empower pro CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết khảo sát thực trạng thu gom, xử lí bao bì thuốc bảo vệ thực vật vùng sản xuất rau Đặng Xá– Gia Lâm – Hà Nội Tân Tiến – Văn Giang – Hƣng Yên 3.1.1 Kết khảo sát tình hình sử dụng thuốc BVTV vùng nghiên cứu Đặng Xá diện tích nơng nghiệp 321,06 năm sử dụng khoảng 6000kg thuốc BVTV Tân Tiến với diện tích sản xuất nơng nghiệp 659,58 năm sử dụng 12000kg thuốc BVTV Tổng lượng thuốc sử dụng hai xã năm theo ước tính 18000kg, tương ứng với lượng bao bì khoảng gần 3000kg 3.1.2 Kết khảo sát tình hình thải bỏ bao bì thuốc BVTV vùng nghiên cứu Tại Đặng Xá, với việc đầu tư phát triển sản xuất nơng nghiệp vấn đề sử dụng thuốc BVTV chất thải từ trình sản xuất quan tâm Đặc biệt năm 2008 qua hỗ trợ FAO chi cục BVTV Hà Nội xây 13 bể chứa thuốc bảo vệ thực vật cho nơng dân có nơi để bao bì, vỏ thuốc tập trung nhằm hạn chế ô nhiễm nguồn nước môi trường sinh thái, chúng chưa có nắp đậy, chưa tuân thủ yêu cầu cách ly an toàn Một vấn đề đặt chưa có hướng xử lý hiệu cho loại rác thải Tại Tân Tiến, đầu tư mạnh mẽ song sản xuất nông nghiệp chưa quy hoạch chi tiết, sản xuất theo hướng tự phát nhỏ lẻ chưa đầu tư đồng Việc sử dụng thuốc BVTV sản xuất tuân theo quy luật sản xuất mà chưa có biện pháp quản lý chất thải từ trình sản xuất bao bì thuốc BVTV chưa thu gom quy cách mà chủ yếu thải bỏ trực tiếp đầu ruộng mương nước tưới 3.1.3 Kết khảo sát tồn dư thuốc BVTV bao bì vùng nghiên cứu Tiến hành thu thập mẫu vùng điều tra đưa phân tích Trung tâm phân tích chuyển giao cơng nghệ môi trường – Viện Môi trường nông nghiệp Kết cho thấy dư lượng hoạt chất thuốc BVTV bám dính bao bì đa dạng, thay đổi theo vùng canh tác đối tượng canh tác khác Bảng 3.3: Dư lượng thuốc BVTV mẫu bao bì thu thập STT Ký hiệu Địa điểm thu thập mẫu mẫu (Lấy mẫu ngẫu nhiên) Tổng dƣ lƣợng thuốc BVTV (*) (ppm) MV1 Thu thập mẫu diện tích 3ha xen canh rau lúa Thôn Kim Ngưu – Tân Tiến – 4316,59 Văn Giang MV2 Thu thập mẫu diện tích 3ha xen canh rau ăn Thôn Đa Ngưu – Tân 3887,20 Tiến – Văn Giang MV3 Thu thập mẫu diện tích 3ha chun canh rau Thơn Phượng Trì – Tân Tiến – 4880,53 Văn Giang MV4 Thu thập mẫu diện tích 3ha chuyên canh rau Hoàng Long – Đặng Xá – Gia 3624,10 Lâm MV5 Thu thập mẫu diện tích 3ha chuyên canh rau Đổng Xuyên – Đặng Xá – Gia 4050,60 Lâm MV6 Thu thập mẫu diện tích 3ha chuyên canh rau Viên Ngoại – Đặng Xá – Gia 2288,31 Lâm ((*): Tổng cộng nồng độ hoạt chất thể phụ lục 3.1) Qua phân tích cho thấy thuốc sử dụng nhiều hai địa phương thuộc nhóm thuốc trừ sâu sinh học Abamectin, Emmamectin benzoat, Fipronil Các thuốc Chlorpyrifos ethyl (thuộc nhóm lân hữu cơ), Imidacloprid (nhóm Chloronicotinyl), Cypermethrin, Permethrin, (nhóm Pyrethroid) thuốc dùng để trừ sâu đối tượng rau Ngoài hoạt chất metalaxyl (nhóm Alanine), Hexaconazole (nhóm Triazole) dùng nhiều để trừ bệnh Butachlor (nhóm Acetamide); Paraquat (nhóm Bipyridyllum) dùng để trừ cỏ 3.1.4 Kết khảo sát đề xuất người dân hình thức tổ chức quản lý thu gom xử lý bao bì thuốc bảo vệ thực vật Sau tổng hợp kết điều tra ý kiến đóng góp kiến nghị mong muốn người dân chúng tơi nhận thấy có 55,74% ý kiến mong muốn có bể chứa thùng chứa bao bì thuốc bảo vệ thực vật; 21,11% ý kiến yêu cầu cải tiến thùng chứa thùng phải có nắp, sơn sửa lại, thiết kế phù hợp để tránh bị vỡ trộm Bên cạnh có nhiều ý kiến đóng góp khác như: tuyên truyền tập huấn nâng cao ý thức người dân (20,93%); cần kinh phí cho hoạt động thu gom (28,15%); sản xuất bao bì tự tiêu hủy (1,67%); tăng cường đợt vệ sinh đồng ruộng (13%); quản lý quy định chặt chẽ địa phương 13,7%; phân loại rác thải sinh hoạt vỏ bao bì thuốc bảo vệ thực vật 1,67%; có người thu gom thường xuyên (6,67%); 4,26% người vấn khơng có ý kiến Tuy nhiên phần lớn người dân mong muốn có biện pháp xử lý tốt nguồn rác thải (46,11%) (bảng 3.4) 3.15 Những khó khăn tồn cơng tác thu gom xử lý bao bì thuốc BVTV Về kỹ thuật + Bể thu gom lưu chứa + Xử lý sau thu gom Về chế sách Về kinh phí 3.2 Kết thực nghiệm xử lý bao bì thuốc BVTV quy mơ phòng thí nghiệm Tiến hành chuẩn bị dung dịch mẫu cho thí nghiệm phần 2.2.3, phân tích dung dịch mẫu trước xử lý bao bì thuốc BVTV sau rửa thu kết bảng 3.5: Bảng 3.5: Dư lượng thuốc BVTV mẫu nước bao bì sau xử lý Loại mẫu Tổng dƣ lƣợng thuốc BVTV (*) (ppm) Mẫu nước trước xử lý 329,65 Mẫu bao bì sau làm 4,91 ((*): Tổng cộng nồng độ hoạt chất thể phụ lục 3.2) Lượng thuốc BVTV trung bình bao bì thu gom điểm lấy mẫu khoảng 4000ppm, sau ngâm rửa giảm xuống 4,91ppm, lượng thuốc tồn dư bao bì giảm 98% Bao bì sau xử lý xem thuốc BVTV 3.2.1 Kết thí nghiệm oxy hóa tác nhân Fenton a Thí nghiệm 1.1: Kết xác định tỉ lệ C Fe 2 : CH 2O2 tối ưu cho việc phân giải BVTV thuốc Theo phân tích mẫu thu thập vùng nghiên cứu, trung bình hoạt chất BVTV bao bì khoảng 0,5% khối lượng bao bì lượng thuốc lại bao bì chiếm gần 2% tổng khối lượng bao bì (do thuốc BVTV chứa dung mơi phụ gia), thí nghiệm sử dụng lượng H2O2 tương đương với lượng thuốc tồn đọng vỏ bao bì Bố trí thí nghiệm sử dụng chung mẫu trước xử lý kết mẫu trước phân tích đồng Bảng 3.6 Kết phân tích mẫu trước sau phản ứng xảy thí nghiệm 1.1 Cơng thức Tổng dƣ lƣợng thuốc BVTV (*)(ppm) thời điểm lấy mẫu Trƣớc TN Sau TN 106,18 CT1.1 329,65 98,45 CT1.2 329,65 82,75 CT1.3 329,65 55,45 CT1.4 329,65 54,39 CT1.5 329,65 CT1.6 329,65 321,56 ((*) Tổng cộng nồng độ hoạt chất thể phụ lục 3.3) Theo kết thí nghiệm khảo sát xác định tỷ lệ CFeSO4.7 H 2O : CH 2O2 tối ưu cho trình xử lý thuốc BVTV phương pháp oxy hố hố học Ta thấy cơng thức CT1.4 làm giảm nồng độ thuốc xuống 55,45ppm cơng thức CT1.5 làm giảm tỷ lệ thuốc xuống 54,39ppm (có giảm, không đáng kể) Tuy nhiên lượng FeSO4.7H2O tăng lên lớn (bước nhảy lượng FeSO4.7H2O lớn) Để tiết kiệm chi phí xử lý tránh nhiễm thứ cấp ta chọn tỷ lệ CFeSO4.7 H 2O : CH 2O2 CT1.4 b Thí nghiệm 1.2: Xác định tỉ lệ ( CFeSO4.7 H 2O : CH 2O2 ) : Cthuốc BVTV Từ kết thí nghiệm (a) ta lựa chọn tỷ lệ CFeSO4.7 H 2O : CH 1: 2,5 công 2O2 thức CT1.4 Bố trí thí nghiệm phần ta kết sau: Bảng : Kết phân tích mẫu theo thời gian thí nghiệm 1.2 Cơng thức Tổng dƣ lƣợng thuốc BVTV (ppm) Trƣớc ứng Hiệu suất xử lý sau phản Sau phản Sau phản Sau phản 72 (%) ứng ứng 24 ứng 72 62,25 CT1.7 329,65 58,73 49,84 84,88 48,84 37,35 CT1.8 329,65 31,54 90,43 27,46 6,46 CT1.9 329,65 2,51 99,24 27,83 7,83 CT1.10 329,65 2,67 99,19 27,63 6,75 CT1.11 329,65 2,18 99,34 CT1.12 327,15 312,57 300,12 329,65 8,94 ((*) Tổng cộng nồng độ hoạt chất thể phụ lục 3.2;3.4; 3.5; 3.6) Nhận xét: Theo kết phân tích nồng độ thuốc BVTV giảm nhanh sau thí nghiệm, nguyên nhân phản ứng Fenton xảy nhanh Theo thời gian nồng độ thuốc tiếp tục giảm xuống, tác dụng xúc tác oxy khơng khí phản ứng quang hóa Nồng độ thuốc BVTV tiếp tục giảm tất cơng thức thí nghiệm, nhiên chất oxy hóa khơng đủ lên cơng thức CT1.7 nồng độ thuốc giảm tới 49,84 ppm, CT1.8 giảm xuống 31,54 ppm, hiệu xuất xử lý đạt 90% Tại công thức CT1.9, CT1.10, CT1.11 hiệu xuất trình xử lý đạt 99% Nồng độ thuốc BVTV công thức giảm đáng kể so với mẫu đối chứng (mẫu đối chứng giảm khơng đáng kể), kết luận phương pháp oxy hóa Fenton phù hợp cho xử lý tồn dư thuốc BVTV bao bì thuốc Tuy nhiên, với tỷ lệ ( CFeSO4.7 H 2O : CH 2O2 ) : Cthuốc BVTV 2,5:1 3:1 CT1.10 2+ CT1.11 lượng Fe H2O2 tăng lên lớn song nồng độ thuốc BVTV giảm không đáng kể so với dùng tỷ lệ ( CFeSO4.7 H 2O : CH 2O2 ): Cthuốc BVTV CT1.9, lựa chọn tỷ lệ 2:1 (CT1.9) tỷ lệ phù hợp phản ứng Fenton xử lý thuốc BVTV thời gian tốt để lượng thuốc phân giải 72 3.2.2 Kết thí nghiệm xử lý kiềm hóa tác nhân Ca(OH)2 Bố trí thí nghiệm sử dụng chung mẫu trước xử lý kết mẫu trước phân tích đồng Bảng 3.8: Bảng kết phân tích mẫu trước sau thí nghiệm Tổng dƣ lƣợng thuốc BVTV (*)(ppm) Công thức Trƣớc nghiệm Hiệu suất xử lý sau thí Sau TN Sau TN 24 Sau TN 72 (%) 72 giờ CT2.1 329,65 239,47 189,44 119,38 63,7 CT2.2 329,65 175,06 104,88 78,95 76,0 CT2.3 329,65 169,03 71,68 43,51 86,8 CT2.4 329,65 150,89 69,19 40,62 87,6 CT2.5 329,65 161,71 62,76 41,17 87,5 CT2.6 329,65 328,63 316,79 301,75 8,4 ((*) Tổng cộng nồng độ hoạt chất thể phụ lục 3.2; 3.7; 3.8; 3.9) Theo kết nồng độ thuốc BVTV giảm dần theo thời gian, giảm mạnh 24 thí nghiệm, quan sát thí nghiệm thấy sau khấy Ca(OH)2 vào dung dịch thuốc có xuất dạng kết bông, lắng xuống Ca(OH)2 Sau 72 nồng độ thuốc BVTV công thức CT2.4 giảm xuống thấp (40,62 ppm), hiệu suất xử lý cao đạt 87,68% Bảng 3.9: So sánh hiệu suất xử lý thí nghiệm 1.2 sau 72 Thí nghiệm 1.2 Cơng thức Thí nghiệm Hiệu suất xử lý sau 72 Công thức (%) Hiệu suất xử lý sau 72 (%) CT1.7 CT2.1 84,8 63,7 CT1.8 CT2.2 90,4 76,0 CT1.9 CT2.3 99,2 86,8 CT1.10 CT2.4 99,1 87,6 CT1.11 CT2.5 99,3 87,5 Trong thí nghiệm hiệu suất cao thí nghiệm đạt 87% nhỏ hiệu suất xử lý thí nghiệm 1.2 So sánh kết hai thí nghiệm vòng 72 thấy thí nghiệm 1.2 xử lý bao bì thuốc BVTV phản ứng oxy hóa với xúc tác Fenton cho hiệu xử lý cao hơn, hiệu suất xử lý đạt 99% Xử lý theo phương pháp oxy hóa tác nhân fenton tiêu tốn 10.400đ/1kg bao bì thuốc BVTV, rẻ nhiều so với số phương pháp khác, ví dụ theo Nguyễn Trường Thành năm 2007, phương pháp thiêu đốt tiêu tốn 30.000đ/kg Về hiệu xử lý: Sử dụng phương pháp oxy hóa hóa học (tác nhân Fenton) đạt hiệu suất xử lý 99% Tiến hành theo phương pháp có tính khả thi cao, cách tiến hành đơn giản, hóa chất dễ mua, dễ sử dụng, tương đối an tồn, gây độc thứ cấp, giá thành xử lý rẻ, phù hợp với sản xuất nông nghiệp không tập trung Việt Nam 3.3 Đề xuất quy trình thu gom và xƣ̉ lý bao bi ̀ thuố c BVTV 3.3.1 Đề xuất hình thức hoạt động tổ chức thu gom, xử lý bao bì thuốc bảo vệ thực vật Đề xuất thiết kế bể thu gom Để xây dựng mơ hình tổ chức thu gom xử lý bao bì thuốc bảo vệ thực vật phát thải vùng sản xuất điều kiện tiên phải có trang bị bể chứa bao bì thuốc bảo vệ thực vật sau sử dụng Dưới mô thiết kế bể lưu chứa xử lý bao bì thuốc bảo vệ thực vật mà muốn đề xuất Thiết kế bể xử lý BỂ XỬ LÝ Mực nước ngâm Van cấp Phên nén Nắp đậy 0,4 m 0,4m 1m Đáy bể chứa ngâm Van xả 1m 1,5 m m * Đặc điểm - Bể kín có ngăn, ngăn có nắp van xả, van xả môi trường mở nước ngâm xử lý khơng dư lượng thuốc bảo vệ thực vật - Nắp kích thước 0,4 m x 0,4 m b Đề xuất hình thức thu gom Về hình thức thu gom địa phương, chúng tơi xin đề xuất hai hình thức thu gom phổ biến sau: - Thu gom cá thể có giám sát: Người dân sau phun thuốc xong để bao bì vào bể chứa vùng sản xuất có đặt bể chứa, việc giám sát cán chuyên trách đảm nhiệm - Thu gom tập trung theo hộ sản xuất: Thu gom theo hộ gia đình, người dân sau phun thuốc trực tiếp thu gom bao bì từ diện tích sản xuất đầu bờ ruộng (Áp dụng cho vùng sản suất khơng có bể thu gom) Cán chuyên trách đảm nhiệm việc thu gom từ diện tích sản xuất bể chứa tập chung c Đề xuất xử lý bao bì sau thu gom Khi bể thu gom chứa đủ lượng bao bì thuốc định, lượng bao bì gom bể xử lý tập trung, bể xử lý tiến hành xử lý bao bì thuốc bảo vệ thực vật theo phương pháp oxy hóa sử dụng tác nhân Fenton Cách thức tiến hành: Cân lượng bao bì thuốc bảo vệ thực vật cho vào ngăn bể xử lý, ước lượng tới 1/2 bể, vỏ chai nhựa vỏ túi polyethylene phải xé nhỏ, ngâm nước bao bì với lượng 10 lít nước/1kg bao bì, ngâm ngày, sau khuấy liên tục 1giờ đồng hồ để hòa tan tồn lượng thuốc tồn đọng bao bì vào dung dịch, xả nước vào ngăn Bao bì ngăn tiếp tục cho 10 lít nước/1kg bao bì khuấy 30 phút, xả nước sang ngăn để trộn với nước rửa lần Cho HNO3 để điều chỉnh pH (sử dụng giấy quỳ để kiểm tra), thêm vào bể 0,02 kg FeSO4.7H2O/1kg bao bì 0,08 lít H2O2/1kg bao bì vào bể xử lý, khuấy liên tục 30 phút, theo dõi thí nghiệm 72 Nước sau xử lý lưu bể để xử lý mẻ bao bì sau (tuần hồn nước) Quá trình xử lý Hợp tác xã giám sát chặt chẽ, đảm bảo bao bì xử lý theo quy trình kỹ thuật chuyển giao d Tiêu huỷ bao bì sau xử lý Bao bì thuốc BVTV sau thu gom xử lí phần thuốc bán dính, ta tiến hành phân loại làm loại (vỏ chai thủy tinh; vỏ chai nhựa vỏ túi polyethylene) - Đối với vỏ bao bì túi polyethylene chai nhựa: Do dạng bao bì khó phân hủy nên ta tiến hành đóng rắn đem chơn lấp, nghiền nhỏ phối chộn với xi măng để đóng gạch, loại gạch ta sử dụng công việc kè hệ thống kênh mương đường xá - Đối với bao bì thủy tinh: Bán lại cho đơn vị sản xuất thuốc BVTV để sử dụng đóng gói cho sản phẩm sau, chuyển đến nhà máy chế biến thủy tinh để tái chế lại (các sản phẩm bao bì từ nguyên liệu tái chế, nên dùng cho việc đóng gói loại thuốc BVTV) Ưu điểm: Xử lý tập trung, áp dụng cho sản xuất nhỏ, phân tán Sơ đồ 1: Sơ đồ mơ hình thu gom xử lý bao bì thuốc bảo vệ thực vật MƠ HÌNH THU GOM VÀ XỬ LÝ BAO BÌ THUỐC BVTV Bao bì thuốc BVTV Trách nhiệm thu gom người nông dân Bể thu gom Trách nhiệm xử lý hợp tác xã Bể xử lý Phân loại bao bì thuốc BVTV Tái chế Tại lò tiêu huỷ tập trung Tiêu huỷ Tái sử dụng Đóng rắn 3.3.2 Đề xuất chế trì hoạt động thu gom xử lý bao bì thuốc bảo vệ thực vật quy mô hợp tác xã Hợp tác xã quản lý đất đai, thuỷ lợi phù hợp làm đầu mối quản lý công tác thu gom: (1) Trực tiếp nhận kinh phí từ nguồn ngân sách nhà nước hỗ trợ, thu phí thu gom người nơng dân tính theo m ruộng (có thể thu thuế đất, phí bảo vệ, mức thu phí vừa phải mà người dân chấp nhận được) (2) Quản lý, giám sát người thu gom, xử lý phân loại bao bì (3) Trả lương cho người thu gom, xử lý phân loại bao bì (4) Giám sát vật tư tiêu hao như: bảo hộ lao động, xe thu gom, dụng cụ lao động, túi lưới… KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Với mục tiêu ban đầu đặt cho luận văn xác định thực trạng tình hình thu gom, xử lí bao bì thuốc bảo vệ thực vật vùng sản xuất rau Hà Nội Hưng Yên nghiên cứu mô hình xử lý bao bì thuốc bảo vệ thực vật vùng sản xuất rau quy mô cấp xã phương pháp sử dụng tác nhân oxy hóa mạnh kiềm hóa đảm bảo vệ sinh mơi trường nghiên cứu thu số kết sau: Xử lý bao bì thuốc BVTV phương pháp oxy hóa với xúc tác Fenton Tiến hành thí nghiệm 1.1 xác định tỷ lệ CFe2+ : CH2O2 tối ưu 1: 2,5 Áp dụng tỷ lệ CFe2+ : CH2O2 tối ưu 1: 2,5 để tiến hành thí nghiệm 1.2 xác định tỷ lệ (CFe+:CH2O2) : Cthuốc BVTV 2:1 tỷ lệ phù hợp phản ứng Fenton xử lý thuốc BVTV sau thời gian 72 hiệu suất xử lý đạt 99% Xử lý bao bì thuốc BVTV phương pháp kiềm hóa sử dụng tác nhân Ca(OH)2 Nồng độ thuốc BVTV giảm dần theo thời gian, giảm mạnh 24 Sau 72 nồng độ thuốc BVTV công thức CT2.4 giảm xuống thấp nhất, hiệu suất đạt 87% So sánh kết hai thí nghiệm 1.2 thí nghiệm vòng 72 thấy thí nghiệm 1.2 xử lý bao bì thuốc BVTV phản ứng oxy hóa với xúc tác Fenton cho hiệu suất xử lý cao (99%) Do áp dụng phương pháp xử lý oxy hóa tác nhân fenton cho xử lý bao bì thuốc BVTV Quy trình xử lý bao bì thuốc BVTV áp dụng cho quy mơ cấp xã xây dựng sau: Bao bì thuốc bảo vệ thực vật thu gom vào bể thu gom, sau tiến hành xử lý tồn dư thuốc bảo vệ thực vật phương pháp oxy hóa tác nhân Fenton, bao bì sau xử lý phân loại, bao bì làm từ nhựa polyethylene đem đóng rắn, chai lọ thủy tinh tái sử dụng tái chế cho mục đích phù hợp, nước sau xử lý tái dùng cho xử lý mẻ sau thải môi trường Kiến nghị Để giảm thiểu ô nhiễm mơi trường xả thải bao bì thuốc bảo vệ thực vật cần có sách buộc cơng ty sản xuất thuốc BVTV thu hồi bao bì đựng sản phẩm sau sử dụng có chế thuế với cơng ty để tạo kinh phí cho xử lý bao bì Do hạn chế kinh phí thời gian nên luận văn chưa tiến hành nghiên cứu khả kết hợp phương pháp xử lý bao bì thuốc bảo vệ thực vật Đề nghị tiếp tục nghiên cứu vấn đề để đạt hiệu xử lý cao, dễ áp dụng kinh tế xử lý bao bì thuốc bảo vệ thực vật  ... cho xử lý bao bì thu c BVTV Quy trình xử lý bao bì thu c BVTV áp dụng cho quy mô cấp xã xây dựng sau: Bao bì thu c bảo vệ thực vật thu gom vào bể thu gom, sau tiến hành xử lý tồn dư thu c bảo vệ. .. bao bì thu c bảo vệ thực vật quy mơ phòng thí nghiệm - p dụng Đặng Xá – Gia Lâm Tân Tiến – Văn Giang – Hưng Yên Mục tiêu luận văn xác định thực trạng tình hình thu gom, xử lí bao bì thu c bảo vệ. .. thu c BVTV) Ưu điểm: Xử lý tập trung, áp dụng cho sản xuất nhỏ, phân tán Sơ đồ 1: Sơ đồ mơ hình thu gom xử lý bao bì thu c bảo vệ thực vật MƠ HÌNH THU GOM VÀ XỬ LÝ BAO BÌ THU C BVTV Bao bì thu c