Nghiên cứu xác định mức độ tồn lưu chất độc da cam Dioxin và đánh giá hiệu quả thử nghiệm công nghệ hóa cơ xử lý Dioxin tại khu vực sân bay Biên Hòa

Nghiên cứu xác định mức độ tồn lưu chất độc da cam Dioxin và đánh giá hiệu quả thử nghiệm công nghệ hóa cơ xử lý Dioxin tại khu vực sân bay Biên Hòa Nghiên cứu xác định mức độ tồn lưu chất độc da cam Dioxin và đánh giá hiệu quả thử nghiệm công nghệ hóa cơ xử lý Dioxin tại khu vực sân bay Biên Hòa luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

TRẦN HỒNG CƠ

NGHIÊN CỨU, XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ TỒN LƯU CHẤT ĐỘC DA CAM/DIOXIN VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ THỬ NGHIỆM CÔNG NGHỆ HÓA CƠ XỬ LÝ DIOXIN

TẠI KHU VỰC SÂN BAY BIÊN HÒA

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - Năm 2014

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

TRẦN HỒNG CƠ

NGHIÊN CỨU, XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ TỒN LƯU CHẤT ĐỘC DA CAM/DIOXIN VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ THỬ NGHIỆM CÔNG NGHỆ HOÁ CƠ XỬ LÝ DIOXIN

TẠI KHU VỰC SÂN BAY BIÊN HOÀ

Chuyên ngành: Khoa học Môi trường

Mã số: 60440301

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS NGUYỄN HÙNG MINH

Hà Nội - Năm 2014

LỜI CÁM ƠN!

Để có thể hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, Tôi đã nhận được sự giúp đỡ quý báu của các thầy cô, các đồng nghiệp và gia đình trong suốt quá trình thực hiện luận văn Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tôi xin được bày tỏ lới cám ơn chân thành tới:

TS Nguyễn Hùng Minh đã tận tình hướng dẫn tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Văn phòng 33; Dự án “Xử lý dioxin tại những điểm ô nhiễm nặng ở Việt Nam” đã tạo điều kiện về thời gian và cho tôi cơ hội được tham gia nhóm khảo sát tại sân bay Biên Hòa và được tập huấn công tác thử nghiệm công nghệ Hóa-Cơ xử lý dioxin tại

Phòng thí nghiệm Dioxin (Tổng cục môi trường) đã giúp đỡ về chuyên môn và hỗ trợ trong suốt quá trình lấy mẫu tại Biên Hòa và phân tích các số liệu

Chân thành cám ơn Ban giám hiệu nhà trường, Phòng đào tạo sau đại học, Khoa Môi trường và Bộ môn Công nghệ Môi trường đại học Khoa học

Tự nhiên đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn

Đặc biệt tôi xin gửi lời cám ơn TS.Vũ Chiến Thắng, Phó Chánh Văn phòng 33 đã có những gợi ý, giải đáp những vướng mắc trong quá trình nghiên cứu và hoàn thiện luận văn

Cám ơn bố mẹ anh chị em và người vợ yêu quý đã luôn ở bên cạnh động viên và giúp đỡ tôi học tập làm việc và hoàn thành luận văn này./

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH vii

DANH MỤC VIẾT TẮT viii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Tổng quan về tình hình ô nhiễm dioxin tại Việt Nam 3

1.1.1 Tình hình sử dụng chất diệt cỏ có chứa dioxin trong thời gian chiến tranh của Mỹ ở Việt Nam 3

1.1.2 Thực trạng ô nhiễm dioxin tại các điểm nóng 4

1.2 Các phương pháp xử lý dioxin 10

1.2.1 Công nghệ Hóa Cơ (Dehalogenation by mechanochemical reaction- DMCR) 10

1.2.2 Giải hấp nhiệt trong mố (In Situ Thermal Desorption- ISTD/IPTD).11 1.2.3 Công nghệ Sinh học 12

1.2.5 Biên pháp chôn lấp 13

1.3 Kinh nghiệm trên thế giới áp dụng công nghệ cơ hóa trong xử lý dioxin14 CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17

2.1 Đối tượng nghiên cứu 17

2.1.1 Tính toán khối lượng đất nhiễm dioxin cần phải xử lý tại sân bay Biên Hòa 17

2.1.2 Công nghệ Hóa-Cơ (MCD) xử lý đất bị ô nhiễm tại sân bay Biên Hòa 19

2.2 Phương pháp nghiên cứu 24

2.2.1 Phương pháp kế thừa, thu thập và tổng hợp tài liệu 24

2.2.2 Phương pháp lấy mẫu 25

2.2.3 Phương pháp điều tra và nghiên cứu ngoài thực địa 27

2.2.4 Phương pháp chuyên gia 27

2.2.5 Phương pháp tính toán 27

2.2.6 Phương pháp phân tích tổng hợp đánh giá 28

CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 29

3.1 Nghiên cứu, xác định mức độ ô nhiễm tại khu vực phía tây nam sân bay Biên Hòa (khu vực Pacer Ivy) 29

3.1.1 Nhiễm độc dioxin trong đất bề mặt 31

3.1.2 Nhiễm độc trong đất và trầm tích sâu 34

3.2 Đánh giá hiệu quả của công nghệ Hóa-Cơ xử lý dioxin 42

3.2.1 Kết quả phân tích đất trước và sau xử lý 42

3.2.2 Đánh giá hiệu quả xử lý 45

3.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý 50

3.3 Đề xuất giải pháp công nghệ xử lý dioxin tại Sân bay Biên Hòa 53

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO 58

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Số lượng các chất diệt cỏ đã được sử dụng tại miền Nam Việt Nam 3 Bảng 1.2: Tổng hợp các kết quả nghiên cứu từ năm 2000 của Bộ Quốc phòng,

Văn phòng 33 và Ban 10-80 6

Bảng 1.3 Một số dự án thử nghiệm công nghệ Hóa Cơ 14

Bảng 1.4: Kết quả xử lý PCPs (ug/kg) 15

Bảng 1.5: kết quả xử lý dioxin và furan (Đơn vị tính:TEQ) 15

Bảng 1.6 : Kết quả xử lý Dioxins (total) 16

Bảng 3.1: Hàm lượng PCDD/Fs (ppt TEQ) trong mẫu đất bề mặt từ khu vực phía Tây (Biên Hòa) 33

Bảng 3.2 Nồng độ dioxin lấy theo chiều sâu tại khu vực Pacer Ivy 36

Bảng 3.3: Hiệu quả tiêu hủy dioxin từ mẻ 1-16 42

Bảng 3.4: Hiệu quả tiêu hủy dioxin từ mẻ 17-33 43

Bảng 3.5: Hiệu quả tiêu hủy dioxin từ mẻ 39-42 44

Bảng 3.6: Hiệu quả tiêu hủy phân chia theo nồng độ 46

Bảng 3.7: Quan trắc môi trường đối với dioxin 48

Bảng 3.8: Báo cáo quan trắc bụi khu vực xử lý 49

Bảng 3.9: Các thông số độc lập từ mẻ 1-10 50

Bảng 3.10: Kết quả phân tích Hồi quy bội (Sử dụng Regression trong excel để tính toán) 51

Bảng 3.11: Mối tương quan giữa các thông số với hiệu suất sử lý 52 Bảng 3.12: So sánh hiệu quả xử lý của các giải pháp xử lý đất nhiễm dioxin 54

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Các khu vực ô nhiễm dioxin tại sân bay Biên Hòa 7

Hình 1.2 Cấu tạo máy nghiền bi 10

Hình 1.3 Mô tả quá trình đứt gẫy các liên kết hóa học 11

Hình 1.4 Mô hình công nghệ giải hấp nhiệt trong mố 12

Hình 1.5 Biểu đồ độ giảm của TCDD trong nghiên cứu thử nghiệm tại Đà Nẵng 13

Hình 2.1 Kết quả lấy mẫu dioxin tại phía Tây Nam đường bay (Pacer Ivy) 18

Hình 2.2 thiết bị sấy khô 21

Hình 2.3 bốn lò phản ứng được lắp song song 21

Hình 2.4 hệ thống máy nhào đất sau xử lý 22

Hình 2.5 Các bao đất nhiễm dioxin lưu tại nhà kho 23

Hình 2.6 Phương pháp lấy mẫu đất dưới bề mặt 26

Hình 3.1 Các vị trí lấy mẫu tại khu vực Pacer Ivy 30

Hình 3.2 Phân bố giá trị nồng độ TEQ tại khu vực phía Tây/Pacer Ivy (vàng và đỏ: trên 1.000 ppt) 32

Hình 3.3 Biểu đồ biểu diễn nồng độ dioxin phân bố theo chiều sâu (mẫu 11BH-H6)35 Hình 3.4 Biểu đồ biểu diễn nồng độ dioxin phân bố theo chiều sâu (mẫu 11BH-C3)36 Hình 3.5 Vị trí 10 mẫu core và nồng độ dioxin trong các lớp bề mặt (Màu xanh <1.000 ppt; Màu tím > 1.000ppt) 38

Hình 3.6 Phân chia ranh giới của các khu vực nhiễm độc tại khu vực Pacer Ivy (diện tích ô 50x50m) 41

Hình 3.7 Biểu đồ biểu diễn sự phá hủy dioxin từ mẻ 01-10 42

Hình 3.8 Biểu đồ biểu diễn sự phá hủy dioxin từ mẻ 11-16 43

Hình 3.9 Biểu đồ biểu diễn sự phá hủy dioxin từ mẻ 17-23 43

Hình 3.10 Biểu đồ biểu diễn sự phá hủy dioxin từ mẻ 24-30 44

Hình 3.11 Biểu đồ biểu diễn sự phá hủy dioxin từ mẻ 31-38 44

Hình 3.12 Biểu đồ biểu diễn sự phá hủy dioxin từ mẻ 39-42 45

Hình 3.13 Khu vực sàng đất trước khi đưa vào lò sấy 47

Hình 3.14 Khu vực đầu ra của đất sau xử lý 48

DANH MỤC VIẾT TẮT

BHA: Biên Hòa – Đồng Nai BVTV: Bảo vệ thực vật DDT: Dichlorodiphenyltrichloroethane DRE: Hiệu xuất

DXL : Phòng Thí nghiệm dioxin EDL: Công ty trách nhiệm tẩy độc môi trường (Environmental Decontamination Limited) MCD: Phá hủy cơ – hóa (Mechano Chemical Destruction) GEF: Quỹ môi trường toàn cầu

GPS: Định vị toàn cầu PCDD:Polychlorinated dibenzo-p-dioxins PCDF:Polychlorinated dibenzofurans PPT:đơn vị tính nồng độ (parts per trillion) PTS: Hệ thống khoan di động

TCDD: Tetrachlorodibenzo -dioxin TCDF:Tetrachlorodibenzo -furan TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam TEQ: Tổng nồng độ độc tương đương UNDP: Chương Trình Phát Triển Liên Hiệp Quốc

US EPA: Cơ quan bảo vệ môi trường – Hoa Kỳ QA:Quality Assurance/giám định đảm bảo chất lượng QC: Quality Control/ kiểm soát chất lượng

VOC: Chất hữu cơ dễ bay hơi

MỞ ĐẦU Trong thời gian chiến tranh của Mỹ tại Việt Nam, từ năm 1961 đến 1971, quân đội Mỹ đã phun rải hơn 74 triệu lít chất diệt cỏ xuống miền nam Việt Nam, trong đó ước tính có khoảng 366 kg dioxin Đến nay, đã gần 5 thập kỉ trôi qua từ khi chất độc da cam được sử dụng tại Việt Nam, dioxin vẫn tiếp tục gây ra ô nhiễm môi trường, thâm nhập chuỗi thức ăn và cộng đồng dân cư, đặc biệt tại những khu vực gần với các căn cứ không quân cũ của quân đội Mỹ, đây là nơi được coi là các điểm nóng về ô nhiễm.Trong 3 điểm nóng (sân bay Phù Cát, Đà Nẵng, Biên Hòa) thì Sân bay Biên Hoà được phát hiện là khu vực ô nhiễm dioxin nặng nhất Ngay sau khi chiến tranh kết thúc Chính phủ Việt Nam đã triển khai nhiều hoạt động nghiên cứu và các biện pháp phục hồi môi trường tại các điểm nóng Tại sân bay Đà Nẵng đang áp dụng công nghệ giải hấp nhiệt để xử lý khoảng 73.000m3 đất và trầm tích đất nhiễm, tại sân bay Phù Cát trong năm 2012 dự án “Xử lý ô nhiễm tại các điểm nóng ở Việt Nam” thuộc Văn phòng 33 đã tiến hành chôn lấp cô lập 7.500m3đất nhiễm Riêng tại khu vực sân bay Biên Hòa chúng ta vẫn chưa tính toán được chính xác khối lượng đất nhiễm dioxin cần xử lý để lên phương án xử lý dioxin

Vì vậy, để có thể xây dựng được kế hoạch tổng thể tẩy độc đất nhiễm tại sân bay Biên Hòa, việc điều tra, khoanh vùng và tính toán khối lượng đất nhiễm là cần thiết Cùng với đó là phải tìm kiếm được công nghệ có khả năng xử lý triệt để đất nhiễm dioxin.Trong kế hoạch “Xử lý ô nhiễm dioxin tại các vùng nóng ở Việt Nam” nhằm tìm kiếm các công nghệ áp dụng xử lý triệt để đất nhiễm dioxin, đáp ứng cả về kinh phí và thời gian xử lý Công nghệ hóa cơ còn được gọi là công nghệ nghiền bi của New Zealand là một trong số các công nghệ nằm trong Chương trình thử nghiệm.Chương trình này được thiết kế với sự phối hợp của các bên gồm UNDP, Văn phòng 33 và các chuyên gia trong nước; theo đó nhất trí thử nghiệm trên 100 tấn đất nhiễm dioxin trong sân bay Biên Hòa với nồng độ nhiễm được xác định trước đó Mục tiêu là thực hiện thử nghiệm đất nhiễm ở 3 mức độ nhiễm khác nhau: cao (>10.000ppt TEQ), trung bình (2.000-10.000ppt TEQ) và thấp (<2.000ppt TEQ) Với mục tiêu xử lý là đưa ngưỡng dioxin về dưới 1,000ppt TEQ sau xử lý là phù hợp với mục tiêu của quốc gia và quốc tế (TCVN 8183: 2009 về quy định ngưỡng dioxin trong đất và trầm tích để làm căn cứ cho hoạt động khoanh vùng, xử

lý dioxin tại các điểm bị ô nhiễm nặng dioxin) Tại dự án Thử nghiệm này cũng tiến hành đào tạo, tập huấn cho các cán bộ ở Việt Nam nhằm chuyển giao công nghệ nếu như công nghệ này chính thức được áp dụng xử lý Tôi là một trong những cán bộ được đơn vị cử đi tham gia khóa tập huấn này cùng với đợt khảo sát mức độ tồn lưu

dioxin tại Biên Hòa trước đó Do đó, tôi chọn đề tài nghiên cứu là “Nghiên cứu,

xác định mức độ tồn lưu chất độc da cam/dioxin và đánh giá hiệu quả thử nghiệm công nghệ Hóa - Cơ xử lý dioxin tại khu vực sân bay Biên Hòa”

Với mục tiêu sau:

- Xác định mức độ tồn lưu dioxin tại khu vực Tây-Nam đường bay Biên Hòa, tính toán khối lượng đất cần xử lý

- Đánh giá hiệu quả thử nghiệm công nghệ hóa cơ xử lý dioxin tại sân bay Biên Hòa

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về tình hình ô nhiễm dioxin tại Việt Nam

1.1.1 Tình hình sử dụng chất diệt cỏ có chứa dioxin trong thời gian chiến tranh của Mỹ ở Việt Nam

Bảng 1.1: Số lượng các chất diệt cỏ đã được sử dụng tại miền Nam Việt Nam

trong thời gian chiến tranh với Mỹ

Đơn vị: lít

Tác giả Chất da cam Chất trắng Chất xanh

Các chất:

tím, hồng, xanh lá mạ

Tổng cộng

Westing (1976) 44.373.000 19.835.000 8.182.000 - 72.390.000 Stellman (2003) 49.268.937 20.556.525 4.741.381 2.387.963 76.954.806

Young (2009) 43.332.640 21.798.400 6.100.640 2.944.240 74.175.920

Trong bảng này số liệu của Westing không bao gồm các chất tím, hồng và xanh mạ là những chất có hàm lượng dioxin rất cao (Bảng 1.1) Theo Young

(2009), thì con số 74.175.920 lít là tổng số Mỹ đưa vào Việt Nam, đến năm 1972

theo kế hoạch Pacer Ivy đã đưa về nước 25.200 phi (loại 208 lít) chất da cam, tương đương 5.241.600 lít, còn lượng đã sử dụng là 74.250.800 lít Theo số liệu của

Stellman (2003) thì số lượng tổng các chất diệt cỏ là 76.954.806 lít(~77 triệu) các

chất, tương đương với 95.112.688 kg (~ 95 triệu kg), trong đó có 67% các chất chứa dioxin, mà chủ yếu là chất da cam với khối lượng 49,27 triệu lít, tương đương 63.000 tấn

Khối lượng 95.112.688 kg các chất diệt cỏ này được phun rải lên 2,63 triệu

ha chiếm 15,2% diên tích toàn miền Nam Việt Nam (172.540.000 ha, theo SIPRI, 1971) Nếu chỉ tính riêng các chất có hoạt chất 2,4,5-T, thì diện tích bị phun rải loại các chất này, cũng theo Stellman và cộng sự là 1,68 triệu ha, chiếm 9,7 % diện tích toàn miền Nam

Từ các số liệu trên đây, có thể đánh giá mật độ phun rải như sau: Tất cả các chất là ~ 36 kg/ha, riêng các chất da cam với khối lượng 49.268.937 lít tương đương

63.064.240 kg, rải trên 1,68 triệu ha thì mật độ 37,5 kg/ ha, gấp 17 lần liều sử dụng trong nông nghiệp theo hướng dẫn của bộ lục quân mỹ năm 1969 là 2,2 kg/ha Với mật độ này thì các chất diệt cỏ trở thành những chất độc phát quang và phá hoại mùa màng có tính hủy diệt

Theo ước tính có hơn 2,5 triệu ha rừng bị tác độc ở nhiều mức khác nhau gây

ảnh hưởng nặng nề đến sinh thái rừng ở nam Việt Nam (Văn phòng 33,2007) Và

hàng triệu nạn nhân chất độc da cam/dioxin với nhiều loại chứng bệnh khác nhau: ung thư, suy giảm miễn dịch, tai biến sinh sản, dị tật bẩm sinh, v.v Đặc biệt, ở một

số sân bay như Biên Hòa, Đà Nẵng và Phù Cát, có những điểm bị ô nhiễm chất độc

da cam/dioxin rất nặng (những “điểm nóng” về môi trường), hàm lượng dioxin trong đất, trong bùn ở đây cao hơn hàng trăm, có nơi hàng ngàn lần ngưỡng cho phép

(TCVN 8183: 2009, 1000 ppt TEQ đối với đất, 150 ppt TEQ với trầm tích, bùn)

1.1.2 Thực trạng ô nhiễm dioxin tại các điểm nóng

Theo các kết quả nghiên cứu từ trước đến nay do Việt Nam và quốc tế phối hợp thực hiện đã xác định các sân bay quân sự Đà Nẵng, Phù Cát và Biên Hòa là ba điểm nóng ô nhiễm nặng dioxin trong đất, trầm tích, động vật thủy sinh, chủ yếu là TCDD có nguồn gốc từ chiến tranh ở Việt Nam vốn được quân đội Mỹ sử dụng làm kho chứa, tập kết chất da cam/dioxin trước khi đi phun rải Hai điểm nóng sân bay

Đà Nẵng hiện đang được Bộ Quốc phòng Việt Nam phối hợp với Cơ quan Phát triển Quốc tế Hoa Kỳ (USAID) bằng ngân sách của Chính phủ Mỹ thực hiện; sân bay Phù Cát đã được xử lý trong năm 2012 bằng tài trợ của Quĩ Môi trường toàn cầu thông qua Chương trình Phát triển Liên Hợp quốc tại Việt Nam (gọi tắt là Dự

án GEF/UNDP Dioxin) Riêng đối với sân bay Biên Hòa, do qui mô và tính chất ô nhiễm phức tạp và không đồng nhất Vì vậy, đến nay vẫn chưa có biện pháp cụ thể

xử lý đất nhiễm dioxin tại sân bay Biên Hòa

a Tình trạng ô nhiễm dioxin tại khu vực sân bay Biên Hòa

Các khu ô nhiễm trong sân bay quân sự Biên Hòa bao gồm Khu vực Pacer Ivy (Góc phía Tây sân bay); Khu vực Tây Nam (Góc Tây Nam sân bay); Khu Nam Z1 (bao gồm bãi chôn lấp Z1 và vùng xung quanh); Các hồ bên trong và bên ngoài

sân bay được xem là các nguồn ô nhiễm thứ cấp, các khu vực ô nhiễm được mô tả trong hình 1.1

Từ năm 2000, các nghiên cứu được mở rộng và với sự tài trợ của UNDP

(Quỹ Ford), GEF (Quỹ môi trường toàn cầu), Ban 10-80/Hatfield (2007), TTNĐVNg/Hatfield (2009), Văn phòng 33/Hatfield/UNDP (2007,2010)

Kết quả của các đợt khảo sát cho thấy nồng độ dioxin trong đất và trầm tích của khu vực Z1 là rất cao, với nồng độ cao nhất là 410.000 ppt TEQ trong đất và

5470 ppt (theo trọng lượng khô) trong trầm tích Các đợt khảo sát tiếp theo vào năm 2004-2005 cho thấy nồng độ vẫn cao trong một vài mẫu trầm tích tại hồ 2, với nồng

độ cao nhất trong mẫu trầm tích là 833 ppt TEQ Trong chương trình khảo sát gần đây nhất vào tháng 1 năm 2008, hiện trạng ô nhiễm dioxin tại khu Z1 vẫn còn cao, với nồng độ TEQ của mẫu cao nhất là 262.000 ppt Ngoài ra, các khu vực phía tây nam sân bay và khu vực vành đai của Z1, nồng độ dioxin trong nhiều mẫu vượt quá ngưỡng 1.000 ppt TEQ Đặc biệt các mẫu lấy tại vùng đất thấp ở cuối dốc của khu Z1 bao gồm các kênh rạch thoát nước, ao hồ tại đầu phía Nam của sân bay tiếp tục

bị ô nhiễm dioxin với nồng độ cao Cần có thêm các chương trình lấy mẫu và phân tích mẫu để có thể xác định chính xác thể tích đất và trầm tích cần được xử lý Nồng

độ dioxin tại khu vực Pacer Ivy (địa điểm do Bộ Quốc phòng Mỹ đề nghị khảo sát, nằm ở phía Tây Nam của sân bay) là tương đối cao, cho thấy khu vực này có thể đã được sử dụng để phun thuốc diệt cỏ trong chiến tranh Mỹ - Việt Nam Tuy nhiên số lượng mẫu lấy tại khu vực này còn hạn chế Vì đây là một khu vực có diện tích lớn

và có khả năng lan truyền ô nhiễm đến các hệ sinh thái nước qua hệ thống kênh rạch, nên cần thiết phải có những đánh giá kỹ lưỡng về mức độ ô nhiễm.Kết quả nghiên cứu được tổng hợp trong bảng 1.2

Bảng 1.2: Tổng hợp các kết quả nghiên cứu từ năm 2000 của Bộ Quốc phòng, Văn

phòng 33 và Ban 10-80

Số mẫu (n)

Nồng độ trung bình (tổng TEQ)

Khoảng nồng độ (tổng TEQ)

Khu vực Pacer Ivy

(Góc Tây Nam của

đường bay)

Đất 11 2583 ppt 80,3 – 22800 ppt Trầm tích 4 2835 ppt 1090 – 5970 ppt

Vành đai khu Z1 Đất 30 1119 ppt 6,15 – 13300 ppt

Ao hồ xung quang

Hình 1.1 Các khu vực ô nhiễm dioxin tại sân bay Biên Hòa

b Tình trạng ô nhiễm dioxin tại sân bay Đà Nẵng

Kết quả các nghiên cứu của Trung tâm Tư vấn Việt - Nga, Văn phòng Ban Chỉ đạo 33; Ban 10-80 phối hợp với công ty tư vấn Hatfield thực hiện từ năm 1997 đến năm 2012 Văn phòng 33/Hatfield/UNDP/Ban 10-80 (Hatfield/Ban 10-80 (1998,

2000, 2003, 2006, 2007,2011) tại khu vực sân bay Đà Nẵng như sau:

- Khu kho chứa, khu rửa và khu nạp Nồng độ TEQ lớn nhất trong đất được ghi nhận vào năm 2006 là 365.000 ppt trong các mẫu lấy tại khu trộn và nạp cũ, nồng độ này vượt giá trị giới hạn cao nhất (1.000 ppt) 365 lần Ba mẫu phân tích có nồng độ TCDD > 100.000 ppt và 17 trong số 23 mẫu đất (74%) lấy tại sân bay có nồng độ > 1000 ppt

- Nồng độ TCDD đo được trong tháng 1 năm 2009 lấy tại trung tâm và phía nam sân bay Đà Nẵng thấp hơn đáng kể so với các mẫu lấy tại phía bắc; trừ trường hợp ở khu kho chứa Pacer Ivy (PISA) Nồng độ TCDD cao chỉ bắt gặp ở một mẫu đất lấy tại vị trí gần khu vực PISA (20.600 ppt; 65% TCDD), và trong một mẫu cá (25,4 ppt TEQ) lấy tại hồ D phía nam sân bay vào năm 2009

- Tại khu nhiễm sân bay Đà Nẵng, dioxin đã thấm sâu vào đất đến 150 cm: lớp đất 120-150 cm, có nồng độ TEQ là 952 ppt (n=5) Nghiên cứu hiện nay và các nghiên cứu trước đây của Hatfield/Ban 10-80 đã xác nhận rằng, nồng độ chất độc da cam dioxin cao nhất ở Việt Nam được tìm thấy trong đất ở lớp bề mặt 10

cm trên cùng; tại một số điểm nồng độ cao được tìm thấy ở độ sâu lớn hơn (ví dụ

> 30 cm), nhưng chỉ trong các vùng bị giới hạn tại khu nạp và trộn cũ, khu kho chứa cũ, và PISA ở sân bay thành phố Đà Nẵng Trong nghiên cứu này, mặt cắt đứng ở khu kho chứa Pacer Ivy chỉ ra rằng nồng độ TEQ tăng theo độ sâu: 0-10

cm và 10-30 cm

- Theo hướng lan tỏa, dioxin tích tụ trong hồ Sen, trong bùn, động vật, thực vật thủy sinh: trong 3 hồ: hồ Sen A bị ô nhiễm dioxin nặng cần có biện pháp xử lý

Hồ B và hồ C: trong các mẫu bùn và cá nồng độ dioxin không cao, dưới 100 ppt TEQ

- Khu vực ngoài sân bay theo hướng lan tỏa: Đất khu dân cư, bùn trong các

hồ Xuân Hà, hồ 29-3, sông Hàn, sông Cẩm Lệ, sông Phú Lộc có nồng độ dioxin thấp, dưới mức cho phép

- Động vật, thực vật thủy sinh trong hồ Sen A có hàm lượng dioxin cao, trên ngưỡng cho phép, cần xử lý và không được sử dụng làm thực phẩm và thức ăn cho chăn nuôi

- Kết quả khảo sát vào năm 2009 cho thấy nồng độ dioxin cao và khẳng định khu vực đầu phía bắc sân bay Đà Nẵng là một điểm nóng Ô nhiễm dioxin ở khu phía nam sân bay Đà Nẵng ở mức nhỏ

- Kết quả khảo sát mới nhất vào tháng 1 năm 2010 cho thấy mức độ ô nhiễm dioxin trong đất tại các khu kho chứa, trộn và nạp; và trầm tích trong các khu kênh rạch vẫn cao Đặc biệt, là dioxin được tìm thấy trong nước ngầm với nồng độ khoảng 0,86 ppt TEQ, chúng tỏ dioxin đã có khả năng ngấm sâu vào các mạch nước ngầm

Tình hình xử lý dioxin tại Đà Nẵng:

Đất và trầm tích ô nhiễm hiện đang được xử lý bằng công nghệ bằng công

nghệ giải hấp nhiệt tại mố (IPTD, in pile thermal destruction)

Tháng 4/2011 Bộ Quốc phòng đã phê duyệt dự án xử lý môi trường ô nhiễm dioxin tại sân bay Đà Nằng do Quân chủng Phòng không - Không quân (PK-KQ) làm chủ đầu tư với tổng mức đầu tư là 84 triệu USD và 35 tỷ đồng (trong đó: 84

triệu USD là vốn viện trợ không hoàn lại của Chính phủ Mỹ, 35 tỷ đồng là vốn đối ứng trong nước từ ngân sách nhà nước); tiến độ thực hiện 2011-2015

Mục tiêu, qui mô của dự án: Theo thiết kế được duyệt, mục tiêu là đào xúc

và xử lý triệt để tối thiểu 72.900 m3 đất, bùn ô nhiễm dioxin, trong đó: giai đoạn 1 (năm 2013, 2014) xử lý 34.800 - 41.500 m3; giai đoạn 2 (năm 2015, 2016) xử lý

khoảng 38.100 - 45.600 m3 (Dự án Dioxin,2011)

c Tình trạng ô nhiễm tại sân bay Phù Cát

Theo tài liệu do Bộ Quốc phòng Mỹ cung cấp , sân bay Phù Cát phục vụ cho chiến dịch “Ranch Hand” từ tháng 6 năm 1968 đến tháng 5 năm 1970 Lượng hóa chất tập trung tại sân bay Phù Cát gồm: chất da cam: 17.000 thùng, chất trắng 9.000 thùng và chất xanh 2.900 thùng Chính vì vậy, Trong sân bay Phù Cát đã hình thành khu nhiễm chất da cam/dioxin: khu chứa, nạp, khu rửa phương tiện sau phun rải Sau một thời gian dài, chất da cam/dioxin đã thấm sâu vào đất

Văn phòng33/Hatfield/UNDP/Ban 10-80 (Hatfield/Ban 10-80 (1998, 2000,

2003, 2006, 2007) tại khu vực sân bay Phù Cát như sau:

Nồng độ dioxin tại khu vực kho chứa vẫn còn rất cao (tới 236.000 pg/g TCDD) và nồng độ này tương đương với kết quả tìm thấy tại Biên Hòa và Đà Nẵng Cần xử lý lâu dài và liên tục đất tại khu vực này để làm giảm sự phơi nhiễm dioxin tiềm tàng cho các công nhân làm việc trong sân bay và cộng đồng dân cư sống ở gần khu sân bay

Trong khu vực nạp và rửa, nồng độ dioxin thấp hơn rất nhiều và có lẽ không có nguy cơ lớn đối với sức khỏe con người và môi trường Tương tự như vậy mẫu tại bể

sa lắng và các hồ A, B và C có nồng độ dioxin thấp Do đó, không đòi hỏi cần khảo sát tiếp theo cũng như các biện pháp làm giảm ô nhiễm

Các mẫu lấy tại các khu vực do Bộ Quốc phòng Mỹ giới thiệu (khu vực góc Đông Nam của sân bay), tuy nhiên các mẫu này đều có nồng độ dioxin thấp và tỷ lệ TCDD trên tổng TEQ nhỏ (dưới 50%) Kết quả cho thấy khu vực này có lẽ không bị

sử dụng nhiều chất độc da cam trong thời gian chiến tranh, mà có thể đã được sử dụng để làm văn phòng, doanh trại quân đội và các mục đích giải trí

Đến năm 2011, trong khuôn khổ Dự án “Xử lý ô nhiễm môi trường tại những điểm nóng ô nhiễm nặng dioxin tại Việt Nam”, từ nguồn kinh phí Quỹ Môi trường

toàn cầu (GEF) tài trợ thông qua Chương trình Phát triển Liên hợp quốc (UNDP), Văn phòng Ban Chỉ đạo 33 (Chủ dự án) năm 2011-2012 đã tiến hành chôn lấp, cô lập 7.500m3 đất và trầm tích nhiễm dioxin trên diện tích 2,06 ha (Dự án Dioxin,2011)

1.2 Các phương pháp xử lý dioxin

Xuất phát từ nhu cầu thực tế về việc bảo vệ và phục hồi môi trường, đặc biệt

là khắc phục hậu quả do chiến tranh để lại, từ những năm 90 của thế kỷ trước các nhà nghiên cứu môi trường của Việt Nam cùng với sự hỗ trợ của các tổ chức, các nhà khoa học Quốc tế đã triển khai một số công trình nghiên cứu nhằm tìm ra các giải pháp tẩy độc cho các khu vực bị ô nhiễm nặng chất độc da cam/dioxin ở sân bay Biên Hòa, Đà Nẵng và Phù Cát Các công nghệ đã và đang được nghiên cứu, thử nghiệm và áp dụng tại Việt Nam được trình bầy sau đây:

1.2.1 Công nghệ Hóa Cơ (Dehalogenation by mechanochemical reaction- DMCR)

Trong báo cáo công nghệ hóa cơ (Mechano-Chemical Destruction) (John

Robertson,2008) của công ty Environmental Decontamination, New Zealand có giới

thiệu Quá trình xay nghiền tạo ra nguồn năng lượng lớn trong quá trình nghiền vật liệu tạo ra một phản ứng đám mây tầng sôi của các hạt khoáng và một lượng lớn electron (gốc phản ứng tự do) và ion trên bề mặt Công nghệ này hoạt động tốt nhất khi các chất chứa nhiều khoáng giòn và cứng Khi những tinh thể bị đứt gẫy thì các liên kết hóa học cũng bị phá vỡ theo nhiều cách khác nhau, đồng thời giải phóng năng lượng

Cấu tạo máy nghiền (ball –milling)

Máy nghiền sử dụng tất cả các dạng bi khác nhau Những viên bi cứng được đẩy đi theo nhiều hướng khác nhau trong lò quay, và tổng hợp tất cả các tác động, ma sát và áp lực cơ học khác nhau phá vỡ hợp chất liên tiếp thành những dạng nhỏ hơn

Hình 1.2 Cấu tạo máy nghiền bi

Nhiệt độ trong máy nghiền là một chức năng quan trọng trong máy nghiền năng lượng cao nhiệt độ lên đến 1800 C Nhiệt độ cao hơn thúc đẩy phản ứng nhanh hơn và bất kỳ sản phẩm của sự giảm nhiệt độ làm phá hủy nhanh chóng

Cơ chế hoạt động:

Những hạt khoáng bị phá hủy hay bị nén đủ lực bị bẻ gẫy

Các tinh thể và các liên kết hóa học từ những hạt bị vỡ Chất rắn bị bẻ gẫy làm các liên kết hóa học cũng bị bẻ gẫy chỗ bị gẫy có thể bị phân giải thành các ion, gốc điện tử và giải phóng năng lượng phân chia các gốc tự do xuất hiện là cơ chế chính

Hình 1.3 Mô tả quá trình đứt gẫy các liên kết hóa học

Quá trình phá hủy có thể được mô tả như sau:

Trung gian đầu tiên

↓ Trung gian thứ 2

↓ Dạng nhỏ

↓ Sản phẩm phá hủy cuối cùng

1.2.2 Giải hấp nhiệt trong mố (In Situ Thermal Desorption- ISTD/IPTD)

Phương pháp do Terra-Therm Inc.(USA) đề xuất, hiện nay đã và đang được

áp dụng xử lý tại Sân bay Đà Nẵng Phương pháp gồm hai bước, bước một là dùng điện cực gia nhiệt cho đất, bùn nhiễm trong mố (ụ đất) đến nhiệt độ thích hợp để làm bay hơi các hợp chất hữu cơ độc hại gây ô nhiễm (hình 1.4); bước hai là thu

gom và xử lý bằng các phương pháp thích hợp khác (CDM Smith,2009 )

Hình 1.4 Mô hình công nghệ giải hấp nhiệt trong mố

1.2.3 Công nghệ Sinh học

Biện pháp sinh học xử lý chất ô nhiễm nói chung và các hợp chất dioxin nói riêng đã được nghiên cứu ứng dụng từ lâu đã dần trở thành hướng đi triển vọng vì đây là một biện pháp tuy có nhược điểm là thời gian xử lý kéo dài nhưng là một biện pháp hiệu quả, rẻ tiền và đặc biệt là không tạo sản phẩm thứ cấp, an toàn đối với con người và hệ sinh thái Công nghệ này được chia thành 3 phương pháp:

- Bổ sung các vi sinh vật có khả năng phân hủy chất ô nhiễm vào vùng ô nhiễm mà ở đó điều kiện môi trường có thể điều khiển được (bioaugmentation)

(Wise, 2000)

- Kích thích phát triển của vi sinh vật bản địa ngay tại nơi bị ô nhiễm (biostimulation);

- Phân hủy bằng thực vật (phytoremediation) (Vroblesky và cs, 1998);

Đối với đất nhiễm dioxin tại các điểm nóng Biên Hòa và Đà Nẵng, Viện

công nghệ sinh học thuộc Viện khoa học công nghệ Việt Nam (2004) đã có các

nghiên cứu khảo sát ban đầu, đánh giá khả năng phân hủy dioxin của các vi sinh vật bản địa Các nghiên cứu ở điều kiện pilot hiện trường, số lượng vi sinh vật trong các

lô xử lý tăng rõ rệt (vài chục lần đến hàng nghìn, hàng triệu lần) đạt mức độ khác

nhau so với các lô đối chứng và đất trước khi xử lý Trong đó, vi sinh vật ở các lô đối chứng cũng tăng hơn so với đất nguyên thủy trước khi xử lý Như vậy, biện pháp cô lập, chôn lấp và hấp phụ đã tạo nên môi trường tương đối ổn định để vi sinh vật phát triển Điều này chứng tỏ công nghệ chôn lấp tích cực đã mang lại kết quả khả quan; Gần đây nhất, bằng nguồn tài trợ của Quỹ Ford, Hoa Kỳ, Viện cùng với US EPA đã triển khai thử nghiệm tại Đà Nẵng một số mô hình xử lý đất nhiễm bằng vi sinh vật Tuy nhiên, kết quả thử nghiệm sau 180 ngày tại thực địa cho thấy mức độ suy giảm dioxin chưa thật rõ ràng, đặc biệt đối với khoảng nồng độ dioxin

hố chôn có quy mô nhỏ, có kích thước từ vài khối đến vài chục khối, được xây bằng gạch hoặc bê tông, chưa bọc lót bằng các vật liệu chống thấm và cách ly với môi trường tốt Những năm gần đây những khu đất nhiễm thuốc BVTV như DDT, GCB cũng đã được thu gom và chôn cách ly trong những hố chôn đảm bảo tiêu chuẩn tương tự như hố chôn đối với chất thải nguy hại

Từ năm 2006 đến 2009 tai sân bay Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai, cũng trên cơ sở loại hình công nghệ này đã tiến hành cô lập triệt để tại chỗ khoảng gần 100.000m3trên diện tích 4,3 ha đất nhiễm chất đôc da cam/dioxin trong các hố chôn an toàn

(báo cáo Dự án Z1, Bộ Quốc phòng) Vào năm 2012, Bộ Quốc phòng phối hợp với

Cơ quan phát triển Quốc tế Hoa Kỳ bằng ngân sách của Chính phủ Mỹ thực hiện đã chôn lấp hoàn toàn 7.500m3 đất nhiễm tại sân bay Phù Cát do Văn phòng 33 làm

chủ dự án (2011-2012)

Phương pháp chôn cô lập không phải là phương pháp xử lý tận gốc nguồn gây nhiễm, nhưng là giải pháp cô lập và ngăn chặn triệt để nguồn gây nhiễm; giải pháp đơn giản, rẻ tiền có thể áp dụng trên nhiều vùng miền của Việt Nam

1.3 Kinh nghiệm trên thế giới áp dụng công nghệ cơ hóa trong xử

lý dioxin

Theo báo cáo của Công ty EDL (EDL company,2011) thì dây truyền công

nghệ MCD của New Zealand đã được áp dụng thực tế xử lý đất bị ô nhiễm dioxin ở các quy mô khác nhau và ở một số quốc gia, kết quả được trình bày trong bảng dưới đây

Bảng 1.3 Một số dự án thử nghiệm công nghệ Hóa Cơ

Năm Địa điểm/dự án Khối lượng Công nghệ áp

2006 USA – Francisco 9x10kg batch trial 1 Drum, Sr.V Dioxins, thuốc trừ sâu

2007 USA - Francisco 12x20kg batch trial 1 Drum, Sr.V Dioxins, Kim loại nặng

2010 Japan Osaka trail 200 kg batch 2 Drum Sr.V Dioxins

- Năm 2006, EDL đã tiến hành thử nghiệm công nghệ ở Hunters Point Shipyard, San Francisco cho lực lượng Hải quân mỹ để đánh giá hiệu quả công nghệ MCD xử lý PCBs rò rỉ từ kho dự trữ hàng hóa Kết quả cuộc thử nghiệm cho thấy các hợp chất POPs bao gồm thuốc trừ sâu, Dioxins, Pentachlorophenol (PCP), Total Petroleum Hydrocarbons (TPHs) và các chất ô nhiễm khác đạt hiệu quả cao hơn 99% sau 45 phút xử lý

Bảng 1.4: Kết quả xử lý PCPs (ug/kg)

- Năm 2007, công ty EDL tiếp tục tiến hành thử nghiệm xử lý đất nhiễm POPs, Dioxins… tại San Fransisco Kết quả xử lý dioxin và furan cho thấy trong 15 phút đầu, nồng độ dioxin và furan còn cao hơn nhiều lần so với nồng độ ban đầu

Có thể giải thích rằng dioxin, furan được tạo thành do sự phá hủy thứ cấp của các hợp chất hữu cơ khác Sau 15 phút, dioxin và furan bắt đầu được phá hủy, và trung bình sau 60 phút xử lý hiệu quả đạt đến 94%

Bảng 1.5: kết quả xử lý dioxin và furan (Đơn vị tính:TEQ)

- Năm 2011, EDL tiến hành thử nghiệm xử lý ở Osaka, Japan Với hệ thống

xử lý cải tiến hơn so với các cuộc thử nghiệm trước Mô hình xử lý này giống với mô hình công nghệ đã tiến hành thử nghiệm tại sân bay Biên Hòa vào cuối năm 2012

200kg đất đã được xử lý với độ ẩm 10%, kết quả được tóm tắt trong bảng sau:

Bảng 1.6 : Kết quả xử lý Dioxins (total)

Reactor 1 out: mẫu đất trước khi ra khỏi lò phản ứng số 1

Reactor 2 out: mẫu đất ra khỏ lò phản ứng số 2

Ngoài ra EDL còn tiến hành xử lý một số các hợp chất hữu cơ khó phân hủy khác như Aldrien, thuốc trừ sâu và cả kim loại nặng… đều cho thấy hiệu quả xử lý khá tốt của công nghệ MCD, đó là:

Năm 2004 Mapua, tại New Zealand công nghệ hóa cơ đã xử lý 8.650 m3 xử lý: Sr IIIl DDT, aldrien, dieldrin, lindane

2006 Hồng Kông 4x10kg thử nghiệm 1 thùng, Sr V TPH, kim loại nặng

2007 Trung Quốc Philippines 4x10kg thử nghiệm 1 thùng, Sr V Thuốc trừ sâu

2009 Nhật Bản Bộ thử 14x10kg thử nghiệm 1 thùng, Sr V dioxin, PCBs, BHC

2009 Alaska, Hoa Kỳ 140m3 quy mô đầy đủ xử lý , Sr V PCBs

CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

2.1.1 Tính toán khối lượng đất nhiễm dioxin cần phải xử lý tại sân bay Biên Hòa

Khu vực Tây Nam của đường băng (Pacer Ivy)

Trước những năm 2008, Bộ Quốc phòng và Văn phòng 33 không tập trung vào nghiên cứu, khảo sát tại khu vực này Đến năm 2007, dự án UNDP – Văn phòng 33 (UNDP-Văn phòng 33 2008 & 2011) đã tiến hành lấy mẫu tại một số ở khu vực phía Tây và Tây nam đường băng sân bay Biên Hòa Kết quả cho thấy nhiễm độc không đáng kể tại khu vực phía Tây nam sân bay Biên Hòa (30% mẫu lấy tại khu vực này cho thấy hàm lượng trên 1.000 ppt TEQ) Tuy nhiên, trong nghiên cứu ban đầu, số mẫu đã lấy không đủ để đưa ra một kết luận tổng quát về phạm vi và sự mở rộng vùng nhiễm độc CĐHH/dioxin tại khu vực Pacer Ivy

Vào năm 2008, đây là đợt khảo sát lấy mẫu chính thức đầu tiên được tiến hành Sau khi phía Bộ Quốc phòng Mỹ đề nghị khảo sát vì trước kia được sử dụng làm nơi lưu trữ thuốc diệt cỏ Diện tích khu vực lấy mẫu là 150.000 m2, bao gồm một kho chứa bê tông Ở phía Tây Nam của kho chứa là vùng vành đai dốc xuống

hệ thống rãnh thoát nước, lạch và ao nhỏ Người dân ở đây nuôi và đánh bắt cá tại các ao này

Tại khu vực này, phân tích 15 mẫu trong tổng số 19 mẫu đất và trầm tích Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga phân tích 11 mẫu và Công ty AXYS phân tích 4 mẫu, bao gồm 2 mẫu lặp lại để kiểm chứng phương pháp

Kết quả phân tích cho thấy, phía tây của khu vực này (chân dốc đường băng)

có nồng độ dioxin cao (2.000 và 22.300 ppt TEQ) Tại khu vực phía Tây - Nam mức độ ô nhiễm thấp hơn Đối với trầm tích, mẫu lấy tại cá ao hồ và rãnh thoát nước dọc theo hướng dòng chẩy từ đường băng thì nồng độ dioxin đều cao hơn ngưỡng cho phép của Việt Nam và Quốc tế (1090, 1500 và 5970 ppt TEQ) Đây là khu vực có địa hình phức tạp với nhiều ao nuôi cá và hồ.Mức độ ô nhiễm dioxin rất

khác nhau tại từng khu vực và có xu hướng tập trung tại các hệ thống rãnh thoát nước ở cuối dòng chẩy

Kết quả của đợt khảo sát này, mới chỉ cho thấy sơ bộ tình hình ô nhiễm tại khu vực này Để có thể đánh giá chính xác mức độ, phạm vi và khối lượng đất cần được xử lý, cần phải có thêm đợt nghiên cứu sâu hơn nữa

Hình 2.1 Kết quả lấy mẫu dioxin tại phía Tây Nam đường bay (Pacer Ivy)

(Kết quả báo cáo Hatfield, 2008)

Để có thể xây dựng kế hoạch tổng thể xử lý triệt để ô nhiễm tại ba điểm nóng Năm 2012,dự án xử lý dioxin tại các điểm nóng ô nhiễm chất da cam/dioxin

do UNDP tài trợ đã kế hoạch đành đánh giá bổ sung ô nhiễm dioxin tại các khu vực mới phát hiện ở sân bay Biên Hòa và Phù Cát, xác định khối lượng, diện tích đất cần phải xử lý Tại Biên Hòa đợt khảo sát lần này nhóm nghiên cứu lấy tổng 104 mẫu (đất, trầm tích và các mẫu QC) được lấy, trong đó có 43 mẫu bề mặt, 48 mẫu đất theo chiều sâu và 13 mẫu kiểm soát chất lượng (gồm 8 mẫu lặp, 2 mẫu trắng di chuyển và 3 mẫu trắng hiện trường/ rửa thiết bị)

Tổng số 104 mẫu đã được phân tích Trong đó, số mẫu đất bề mặt là 43, số mẫu đất theo chiều sâu là 48, các mẫu được phân tích tại phòng thí nghiệm dioxin

thuộc Tổng cục Môi trường Kết quả số liệu mẫu trắng, các mẫu lặp và mẫu kiểm tra chéo do phòng thí nghiệm dioxin phân tích được gửi đến phòng thí nghiệm AXYS để viết báo cáo đánh giá QC Kết quả phân tích kiểm tra chéo các mẫu lặp cho thấy sự tương đồng tốt giữa hai phòng thí nghiệm

2.1.2 Công nghệ Hóa-Cơ (MCD) xử lý đất bị ô nhiễm tại sân bay Biên Hòa

a Bối cảnh thử nghiệm và mục tiêu xử lý dioxin của cộng nghệ Hóa Cơ Trong chương trình thử ghiệm được tài trợ chính bởi Quỹ Môi trường toàn cầu (GEF) và một phần từ Chính phủ New Zealand Đây là một hoạt động quan trọng trong dự án “Xử lý ô nhiễm dioxin tại các vùng nóng ở Việt Nam” do GEF tài trợ và cũng là một trong số các Chương trình thử nghiệm công nghệ nhằm tìm kiếm khả năng áp dụng một loại công nghệ mới đã được thương mại hóa để xử lý đất nhiễm các chất POPs theo như Công ước Stockholm Dự án của GEF, cụ thể là hoạt động này được Văn phòng UNDP điều phối và Bộ TNMT là Cơ quan quốc gia thực hiện dự án Dự án do Văn phòng Ban chỉ đạo 33 (Văn phòng 33) trực tiếp triển khai thực hiện

Chương trình thử nghiệm được thiết kế với sự phối hợp của các bên gồm Chương trình Phát triển liên hợp quốc (UNDP), Văn phòng 33 và các chuyên gia trong nước, theo đó nhất trí thử nghiệm trên 100 m3 đất nhiễm dioxin thuộc 2 khu vực trong sân bay Biên Hòa với nồng độ nhiễm được xác định trước đó Mục tiêu là thực hiện thử nghiệm đất nhiễm ở 3 mức độ nhiễm khác nhau: cao (>10,000ppt TEQ), trung bình (2.000-10.000ppt TEQ) và thấp (<2.000ppt TEQ) Quá trình thử nghiệm sử dụng thiết kế cơ sở hệ thống nghiền bi của Công ty EDL.Tổng cộng 100 tấn đất nhiễm được chia thành 42 mẻ xử lý, mỗi mẻ từ 2-6 tấn.Các mẻ được xử lý với các điều kiện và thông số vận hành khác nhau, đặc biệt là sẽ tập trung vào đánh giá xử lý đất nhiễm ở mức trung bình vì đây được xem là mức phổ biến khi tiến hành xử lý đại trà sau này Với mục tiêu xử lý là đưa ngưỡng dioxin về dưới 1.000ppt TEQ sau xử lý là phù hợp với mục tiêu của quốc gia và quốc tế và theo đó kết quả xử lý tham chiếu hoặc hiệu suất xử lý 99% đã được đề ra Toàn bộ chương trình thử nghiệm được chi tiết hóa bằng Kế hoạch thực hiện do công ty của New Zealand xây dựng và được UNDP và Văn phòng 33 ký duyệt

b Dây truyền công nghệ Hóa-Cơ áp dụng xử lý tại sân bay Biên Hòa Đất nhiễm dioxin được đưa qua hệ thống máy sàng để loại bỏ đất quá cỡ (>10mm) Sau đó đất được đưa vào máy sấy khô, tại đây đất được sấy xuống độ ẩm dưới 2% Hơi nước và bụi được hấp thu qua than hoạt tính trước khi ra ngoài môi trường Cuối cùng đất sấy khô được xử lý qua 4 lò quay lắp thẳng đứng nối tiếp nhau Các thiết bị được mô tả như sau:

- Máy sấy băng truyền

Đây là một thiết bị chính vì đất phải được sấy tới độ ẩm <2%

Máy sấy được làm nóng gián tiếp bằng các dòng dầu nóng tuần hoàn

Vận tốc quay của máy sấy được giữ ở mức thấp để giảm thiểu khả năng tạo bụi

Hình 2.2 Thiết bị sấy khô

- Lò phản ứng (lò quay)

Có bốn lò phản ứng được sắp xếp theo chiều từ trên xuống dưới

Hệ thống được hàn bằng một van quay tại đầu xả của phễu nạp, và máy nhào tại điểm cuối của hệ thống

Mỗi lò phản ứng được nạp một số lượng bi thép khác nhau

Mỗi lò phản ứng có thể vận hành ở một vận tốc quay khác nhau

Hình 2.3 Bốn lò phản ứng được lắp song song

- Máy nhào

Đây là một hệ thống cho phép bổ sung nước vào đất, tạo độ ẩm cho đất sau

xử lý

Hình 2.4 Hệ thống máy nhào đất sau xử lý

c Kế hoạch thử nghiệm xử lý dioxin

* Đào xúc và chuẩn bị đất cho thử nghiệm

có độ nhiễm thấp hơn, dưới ngưỡng xử lý

- Đất nhiễm được cho vào từng bao (mỗi bao khoảng 1 tấn)

Hình 2.5 Các bao đất nhiễm dioxin lưu tại nhà kho

*Kế hoạch vận hành và lấy mẫu

- Khối lượng đất thực tế đưa vào hệ thống xử lý khoảng 110 tấn, các phần tử

có kích thước lớn được lọc ra

Đất được xử lý qua 42 mẻ (Mỗi mẻ từ 2-8 bao theo thiết kế ban đầu)

- Việc xử lý được tiến hành với đất có nồng độ dioxin cao trước, nồng độ thấp sau

- Mỗi bao đất được lấy 2 mẫu: 1 mẫu trước khi xử lý và 1 mẫu sau khi xử lý

- Tổng cộng 300 mẫu đất và 01 mẫu than hoạt tính Ngoài ra, trong quá trình

xử lý còn đo lượng bụi trong khu vực xử lý và lấy mẫu khí thải ở đầu ra của bộ lọc than hoạt tính

* Các thông số về hệ thống xử lý tại Biên Hòa

- Từ mẻ 1 đến mẻ 23, xử lý đất nhiễm có kích thước hạt<20mm Từ mẻ 24 đến mẻ 42, xử lý đất nhiễm có kíchthước hạt <10mm

- Thành phần cơ lý của đất: thành phần chủ yếu là cát pha, kích thước hạt

>20mm chiếm khoảng 30% đến 50% vềthể tích

- Tốc độ nạp đất đầu vào khoảng 100-900kg/giờ Phần lớnduy trì ở tốc độ 300-500kg/giờ

- Tốc độ quay trong lò xử lý là khoảng từ 250 đến 375 vòng/phút

- Một số mẻ xử lý đã được bổ sung thêm cát thạch anh (tỷ lệ từ 0 – 5% theo khối lượng khô)

- Thời gian để khởi động hệ thống là khoảng 1.5 giờ và thời gian để ngừng

hệ thống xử lý trước khi bắt đầu

- 84 mẫu trộn (42 mẫu trước xử lý và 42 mẫu sau xử lý) được phân tích PCDD/F (mỗi mẻ 1 mẫu)

- 26 mẫu đơn (13 mẫu trước xử lý và 13 mẫu sau xử lý) đã được phân tích PCDD/F, kim loại nặng, VOC (mỗi bao 1 mẫu)

- Việc phân tích mẫu trên được Dự án quản lý độc lập

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp kế thừa, thu thập và tổng hợp tài liệu

Phương pháp phân tích tổng hợp tài liệu là rất quan trọng, giúp kế thừa được các kết quả nghiên cứu đã có, tiết kiệm thời gian và kinh phí; đồng thời có được những định hướng đúng đắn cho việc nghiên cứu

Các tài liệu thu thập được từ nhiều nguồn khác nhau đều được phân tích xử

lý và lựa chọn sắp xếp theo mục đích sử dụng, theo luận văn

Việc thu thập tài liệu bao gồm các công việc:

Đề tài đánh giá mức độ tồn lưu chất độc da cam … trong đất tại khu vực nghiên cứu liến quan đến rất nhiều lĩnh vực: địa chất, môi trường, thổ nhưỡng,… Chính vì vậy các tài liệu cần thu thập khá đa dạng, bao gồm: các tài liệu về địa lý tự nhiên, kinh tế - xã hội, địa chất thủy văn, các loại bản đồ: bản đồ phân vùng ô nhiễm, sơ đồ hiện trạng tồn lưu dioxin tại các khu vực sân bay, sơ đồ tồn lưu dioxin trong đất theo từng vùng,… và các dạng tài liệu có liên quan khác (tạp trí, báo cáo khoa học,…)

2.2.2 Phương pháp lấy mẫu

Nhằm phân tích hiện trạng tồn lưu dioxin trong đất tại khu vực nghiên cứu, ngoài việc thu thập tài liệu và tổng hợp các thông tin về đánh giá về đặc điểm tồn lưu ở dioxin tại sân bay Biên Hòa Trong phạm vi nghiên cứu và luận văn đã tiến hành thu thập và lấy mẫu

Công tác lấy mẫu được tuân thủ theo nguyên tắc sau:

a Loại mẫu, lượng mẫu: tiến hành lấymẫu đất tại khu vực Biên Hòa

b Dụng cụ, hóa chất dung trong lấy mẫu: khoan tay, xẻng, khay chứ mẫu, thìa lấy mẫu, thùng chứa và vận chuyển mẫu, găng tay, ủng cao su, chất rửa dụng cụ lấy mẫu, nước (sinh hoạt) để rửa dụng cụ, dung môi (hexan, axeton loại dung trong phân tích) và máy định vị GPS, máy ảnh

c Lấy các loại mẫu:

Thiết kế sơ đồ lấy mẫu theo yêu cầu của nhiệm vụ nghiên cứu Để đảm bảo tính đại diện khi lấy mẫu, sẽ sử dụng sơ đồ tuyến.Sử dụng máy định vị GPS để xác định vị trí chính xác khi lấy mẫu, ở khu vực nghiên cứu chi tiết đan dày mạng tuyến lấy mẫu Ưu tiên lấy mẫu theo hướng lan tỏa do đất, bị rửa trôi theo nước mua hoặc theo kênh mương (theo yếu tố địa hình)

* Mẫu đất:

Các thao tác kỹ thuật khi lấy mẫu:

- Xác định vị trí lấy mẫu ở hiện trường theo sơ đồ thiết kế lấy mẫu

- Phát dọn cỏ, dò tìm cắm cờ hiệu cho chỗ khoan/đào phẫu diện lấy mẫu

- Chuẩn bị các dụng cụ lấy mẫu cần thiết sử dụng cho vị trí lấy mẫu này

- Rửa dụng cụ lấy mẫu

- Lấy mẫu: mỗi mẫu là tập hợp của nhiều mẫu nhỏ

- Chuyển mẫu vào khay chứa

- Trộn đều, chuyển vào túi đựng

- Ghi nhãn cho từng túi đựng mẫu

Về cơ bản, quy trình lấy mẫu đã theo sát những quy trình đã được sử dụng theo tiêu chuẩn của công ti tư vấn Hatfield Canada thực hiện Chỉ có một ngoại trừ

là quy trình lấy mẫu đất theo chiều sâu đến 3,2m, phòng thí nghiệm Dioxin – Trung tâm QT Môi trường đã thiết kế một thiết bị lấy mẫu có khả năng lấy mẫu đến độ sâu 3,2m giảm được nhiễm chéo rất nhiều Hình 2.6 mô tả kĩ thuật lấy mẫu đất sâu bằng thiết bị lấy mẫu đa chiều

Hình 2.6 Phương pháp lấy mẫu đất dưới bề mặt

- Ghi biên bản (nhật ký): Nơi lấy, ký hiệu, tọa độ, ngày lấy, dụng cụ lấy (khoan/gầu, xẻng/đào phẫu diện…), mã file các ảnh kỹ thuật số, mô tả ngắn gọn vị trí lấy mẫu, đặc điểm mẫu lấy, đặc điểm địa hình, thảm thực vật, đặc điểm địa chất khu vực lấy mẫu và đánh dấu vị trí trên sơ đồ lấy mẫu

- Xếp đặt mẫu vào thùng lưu chứa, bảo quản nơi râm mát

d Đảm bảo chất lượng và kiểm soát chất lượng (QA/QC)

QA/QC trong lấy mẫu là rất cần thiết để đảm bảo chắc chắn là không có sự lây nhiễm bẩn chéo và nếu có thì kiểm soát được mức lây nhiễm bẩn do dụng cụ trong quá trình lấy mẫu

Để tránh lây nhiễm bẩn trong quá trình lấy mẫu, trước khi lấy hoặc giữa các lần lấy mẫu, tất cả dụng cụ lấy mẫu phải được rửa sạch Dùng loại nước rửa thường

sử dụng để rửa dụng cụ phòng thí nghiệm pha với nước sạch (nước sinh hoạt) Rửa tiếp 3 lần bằng dung môi hexan, rồi axeton

Mẫu QA/QC chiếm khoảng 5% tổng số mẫu đã lấy, bao gồm mẫu trắng hiện trường (mẫu nước tráng rửa dụng cụ sau khi đã rửa sạch giữa các lần lấy mẫu), mẫu lặp duplicate trong lấy mẫu của một vị trí và mẫu chia từ một bình đựng mẫu

e Bảo quản mẫu:

Niêm phòng bình được mẫu bằng băng giấy parafin Xếp đặt vào thùng lưu chứa mẫu, lắp kín.Đánh số thùng, lập danh sách mẫu trong thùng.Vận chuyển thùng

về phòng thí nghiệm

2.2.3 Phương pháp điều tra và nghiên cứu ngoài thực địa

Thử nghiệm công nghệ dioxin được xây dựng trong sân bay Biên Hòa - Đồng Nai Các thông tin được thu thập trực tiếp tại hiện trường xử lý, và khu vực nghiên cứu tại phía Tây sân bay Biên Hòa

2.2.4 Phương pháp chuyên gia

Các ý kiến tư vấn của thầy cô hướng dẫn, các chuyên gia kỹ sư làm việc trực tiếp tại khu vực xử lý

2.2.5 Phương pháp tính toán

- Tính toán Khối lượng đất nhiễm cần xử lý tại khu vực Pacer Ivy:

Để có thể xác định phạm vi và mức độ ô nhiễm cần xử lý ta chia khu vực cần đánh giá thành những ô vuông có diện tích 50x50m Sau đó tiến hành lấy mẫu xác định những ô đất nào bị nhiễm và độ sâu cần xử lý từ đó ta có thể tính toán được khối lượng đất cần xử lý (diện tích nhân với chiều sâu)

- Áp dụng phương pháp Hồi quy đa tuyến tính, để đánh giá mối tương quan giữa các thông số ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý dioxin bằng công nghệ Hóa Cơ Từ

đó có thể rút ra được các kết luận trong việc điều chỉnh các thông số độc lập để tăng hiệu quả xử lý

Phương trình hồi quy: y = b + b1x1 +b2x2 + … +bnxn

2.2.6 Phương pháp phân tích tổng hợp đánh giá

Dựa trên số liệu sẵn có để tổng hợp và rút ra được những kết luận hữu ích nhất để phục vụ cho nghiên cứu

CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 Nghiên cứu, xác định mức độ ô nhiễm tại khu vực phía tây nam sân bay Biên Hòa (khu vực Pacer Ivy)

Khu vực nghiên cứu được chia thành các lô (50x50m) và lấy mẫu bên trong mỗi lô, có tổng 104 mẫu đã được phân tích, bao gồm 43 mẫu đất bề mặt, 48 chiều sâu và mẫu trầm tích và các mẫu kiểm soát chất lượng (QA,QC) Các mẫu theo chiều sâu được lấy trong khoảng: 0-30cm, (2) 30-60

cm, (3) 60-90 cm, (4) 90-120 cm, (5) 120-150 cm, (6) 150-180 cm, (7)

180-210 cm…, vị trí các mẫu được mô tả trong hình 3.1

Đề xác định mức độ ô nhiễm và tính toán khối lượng đất nhiễm dioxin cần được xử lý, cần đánh giá:

Đánh giá mức độ ô nhiễm bề mặt (đất, trầm tích)

Đánh giá mức độ ô nhiễm theo chiều sâu

Tính diện tích và độ sâu đất nhiễm dioxin cần xử lý