Đánh giá mức độ và phân vùng ô nhiễm dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật tồn lưu trong đất tại xã hưng khánh huyện hưng nguyên tỉnh nghệ an

Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 32, Số (2016) 169-175 Đánh giá mức độ phân vùng nhiễm dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật tồn lưu đất xã Hưng Khánh, huyện Hưng Nguyên, tỉnh Nghệ An Lê Thị Trinh*, Trịnh Thị Thắm Khoa Môi trường, Trường Đại học Tài nguyên Môi trường, Bắc Từ Liêm, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 15 tháng năm 2016 Chỉnh sửa ngày 20 tháng năm 2016; Chấp nhận đăng ngày 01 tháng năm 2016 Tóm tắt: Bài báo giới thiệu kết nghiên cứu, đánh giá dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật clo tồn lưu đất xã Hưng Khánh, huyện Hưng Nguyên, tỉnh Nghệ An Sử dụng phương pháp nội suy Kriging để dự báo, nội suy giá trị chưa biết từ giá trị biết điểm lân cận xây dựng đồ trạng ô nhiễm, phân vùng ô nhiễm phần mềm Surfer11 Từ kết phân tích đồ phân vùng nhiễm xác định mức độ ô nhiễm, phân chia khu vực ô nhiễm chưa cần áp dụng biện pháp xử lý đặc biệt, khu vực ô nhiễm nhẹ, khu vực nhiễm trung bình khu vực nhiễm nặng Từ khố: Hóa chất bảo vệ thực vật, mức độ tồn lưu, phân vùng ô nhiễm Theo danh mục phê duyệt Quyết định số 1946/QĐ-TTg ngày 21/10/2010 việc Phê duyệt Kế hoạch xứ lý, phòng ngừa ô nhiễm môi trường hóa chất bảo vệ thực vật nước, Nghệ An địa phương có nhiều điểm ô nhiễm HCBVTV nước với 188 điểm tồn lưu gây ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt nghiêm trọng 78 điểm tồn lưu gây ô nhiễm Các điểm ô nhiễm phân bố khắp huyện địa bàn tỉnh nhiều điểm nằm khu dân cư, có hộ gia đình sống kho thuốc sâu [2] Việc đánh giá mức độ, phân vùng ô nhiễm HCBVTV điểm tồn lưu nằm mục viêu Quyết định số 1946/QĐ-TTg để có sở xử lý, cải tạo, phục hồi mơi trường điểm tồn lưu HCBVTV phịng ngừa, giảm thiểu tác hại HCBVTV tôn lưu cho người, môi trường cộng đồng Tổng quan* Hóa chất bảo vệ thực vật nhóm Clo chất phân giải chậm môi trường Phần lớn hợp chất bền vững thực vật, thể động vật, tích lũy lâu dài mơ mỡ, lipoprotein, sữa, theo thời gian gây bệnh hiểm nghèo ung thư, quái thai,… [1] Trước năm 80, nhóm hóa chất sử dụng phổ biến nông nghiệp nước ta Trong thập nhiên từ 60 đến 80, phát triển kinh tế nông nghiệp lạc hậu, việc sử dụng thiếu kiểm soát lưu giữ HCBVTV không cách để lại nhiều điểm tồn lưu HCBVTV địa bàn nước _ * Tác giả liên hệ ĐT.: 84-989203581 Email: lntrinh05@yahoo.com 169 170 L.T Trinh, T.T Thắm / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 32, Số (2016) 169-175 Khu vực xóm 4, xã Hưng Khánh, huyện Hưng Nguyên, tỉnh Nghệ An chưa có danh mục phê duyệt Quyết định số 1946/QĐ-TTg Tuy nhiên vào năm 2014, số gia đình xóm 4, xã Hưng Khánh, huyện Hưng Nguyên, tỉnh Nghệ An q trình đào đất để xây dựng cơng trình dân sinh phát mùi HCBVTV độ sâu gần 1m, tiếp tục đào sâu đến độ sâu 1,3m, mùi đậm đặc đất có màu đen Đây chứng ban đầu chứng tỏ tồn lưu HCBVTV khu vực nghiên cứu Đây xem điểm tồn lưu HCBVTV cần có nghiên cứu để bổ sung vào danh mục điểm tồn lưu HCBVTV cần xử lý Từ kết khảo sát xây dựng sơ đồ khu vực kho thuốc cũ xóm 4, Hưng Khánh hình 2.2 Lấy mẫu khảo sát đặc điểm địa chất Nghiên cứu tiến hành đào phẫu diễn đất 10 điểm vị trí kho thuốc vị trí xung quanh kho thuốc để đánh giá tính chất vật lý đất, phân bố lớp đất theo độ sâu, lan truyền chất ô nhiễm khu vực quan trắc mẫu đất Mẫu lấy phương pháp khoan xoay bơm rửa lấy đất theo độ sâu thiết bị khoan GX-1TD, ghi chép đặc điểm màu sắc, độ dày phân lớp đất, phân tích tiêu vật lý độ chặt, độ xốp, bảo quản mẫu theo quy định vận chuyển phòng thí nghiệm để xác định tính chất lý hóa đất Sau thực xong, nhóm nghiên cứu hồn thổ lại vị trí ban đầu đất đào lên trước Phương pháp nghiên cứu 2.1 Khảo sát khu vực ô nhiễm Nghiên cứu tiến hành thu thập tài liệu có điểm tồn lưu HCBVTV thuộc huyện Hưng Nguyên, tỉnh Nghệ An đơn vị quản lý nhà nước có liên quan; tiến hành khảo sát thực địa địa bàn nghiên cứu vấn người dân Trong bán kính khoảng 50m từ vị trí xác định kho HCBVTV cũ trở có khoảng 25 hộ dân cư sinh sống, đất khu vực sử dụng để xây nhà ở, canh tác loại lương thực ngắn ngày, rau màu chăn nuôi gia súc gia cầm 2.3 Lấy mẫu phân tích dư lượng HCBVTV Nghiên cứu tiến hành lấy mẫu đất theo hướng dẫn tiêu chuẩn Việt Nam [3] Mẫu đất lấy tầng với độ sâu từ 30 - 200cm, tầng cách từ 30 - 50cm Tọa độ vị trí lấy mẫu thể bảng sơ đồ vị trí thể hình Mẫu sau lấy bảo quản vận chuyển phịng thí nghiệm theo quy định Bảng Tọa độ vị trí lấy mẫu ký hiệu mẫu khu vực nghiên cứu STT Tên mẫu Đất Hưng Khánh Đất Hưng Khánh Đất Hưng Khánh Đất Hưng Khánh Đất Hưng Khánh 5 Tọa độ VN2000 X Y 2056729.805 596247.692 2056729.834 596253.555 2056726.789 596259.435 2056726.76 596253.571 2056714.476 596256.565 STT 10 Tên mẫu Đất Hưng Khánh Đất Hưng Khánh Đất Hưng Khánh Đất Hưng 10Khánh Đất Hưng Khánh 10 Tọa độ VN2000 X Y 2056699.207 596277.166 2056695.998 596250.795 2056742.222 596271.084 2056733.028 596276.994 2056754.432 596253.431 L.T Trinh, T.T Thắm / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 32, Số (2016) 169-175 171 Hình Sơ đồ khu vực kho thuốc xóm 4, xã Hưng Khánh, huyện Hưng Nguyên, tỉnh Nghệ An 2.4 Phương pháp phân tích mẫu Mẫu đất lấy kho thuốc xóm 4, xã Hưng Khánh bảo quản phân tích Phịng thí nghiệm Khoa Mơi trường, Trường Đại học Tài ngun Mơi trường Hà Nội Các tính chất đất gồm: hệ số khô kiệt, pH, độ mùn đất phân tích theo hướng dẫn tiêu chuẩn Việt Nam; Hàm lượng HCBVTV nước, đất xác định theo hướng dẫn tiêu chuẩn EPA 614.1 : 1996 EPA 81841:1996 phương pháp chiết thông thường, làm cột chiết pha rắn chứaFlorisil định lượng thiết bị GC/ECD 2.5 Phương pháp đánh giá phân vùng mức độ ô nhiễm HCBVTV Nghiên cứu sử dụng phương pháp nội suy Kriging để dự báo, nội suy giá trị chưa biết từ giá trị biết điểm lân cận Căn vào tọa độ lấy mẫu, kết phân tích mẫu địa điểm lấy theo tầng, vị trí đồ, nhóm nghiên cứu sử dụng phần mềm Surfer11 để xây dựng đồ trạng ô nhiễm phân vùng ô nhiễm phương pháp nội suy Kriging Thành lập hệ thống đồ sở quy định theo QCVN 54:2013/BTNMT để xác Hình Sơ đồ vị trí lấy mẫu đất xóm 4, xã Hưng Khánh, huyện Hưng Nguyên, tỉnh Nghệ An định mức độ ô nhiễm phân khu vực ô nhiễm chưa cần áp dụng biện pháp xử lý đặc biệt, khu vực nhiễm nhẹ, khu vực nhiễm trung bình khu vực ô nhiễm nặng Kết thảo luận 3.1 Kết xác định đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu Kết khoan khảo sát thí nghiệm mẫu phịng thí nghiệm cho thấy phân tầng phẫu diện nghiên cứu quan sát rõ, riêng lớp số số phân lớp không rõ ràng Một số đặc điểm dược mô tả sau - Lớp số (1cm - 40cm): Phần trăm thịt đất mức trung bình, tỷ lệ cát chủ yếu khoảng 3cm mặt cùng, đất có màu nâu xám, vón cục nhỏ, chặt, xốp, rễ cây, chiều dày lớp khoảng 40cm trước có phân lớp từ từ - Lớp số (40cm - 65cm): Thịt trung bình, sét thấp lớp 1, đất ẩm, có màu nâu vàng, cục bé khoảng 0,3cm, chặt, xốp, rễ cây, phân lớp rõ ràng - Lớp số (65cm - 100cm): Thịt cao, % sét thấp, cát thấp, ẩm cao, màu nâu vàng lẫn vệt đen, xuống có màu nâu vàng rõ rệt, 172 L.T Trinh, T.T Thắm / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 32, Số (2016) 169-175 chặt cao, độ xốp tốt, dính kết tốt, chuyển lớp không rõ ràng với lớp - Lớp số (100 - 130cm): Thịt cao, sét cao, cát ít, đất ẩm, có màu nâu vàng khó nhận biết với lớp 3, đất chặt, xốp, giữ nước tốt, dẻo mịn - Lớp số (130cm - 150cm): Nhiều thịt, sét giảm so với lớp mức tương đối, tỷ lệ cát lớp cao qua lớp thịt xuống tiếp Đất có màu nâu, cát pha có màu vàng nhạt, độ xốp tương đối, khả giữ nước tốt, độ dẻo đất lớp số 3.2 Kết xác định số tính chất chất lượng đất Kết phân tích pH mẫu đất nằm khoảng từ 5,79 đến 7,81 có thay đổi theo độ sâu, tầng mặt pH mức trung tính, nhiên xuống đến lớp sâu hơn, pH mẫu giảm dần giá trị khoảng pH = 6,2 Độ ẩm đất mức trung bình khoảng từ 14% đến 29% Đây đất vườn trồng rau gia đình nên đất thường xuyên tưới nước Đặc biệt, điểm HK1, HK2, đào xuống độ sâu 1m có mạch nước hàm lượng nước tầng tương đối cao Hàm lượng mùn chất hữu mẫu đất tương đối thấp giảm dần theo độ sâu tầng đất 3.3 Kết phân tích HCBVTV mẫu đất Kết phân tích mẫu đất cho thấy 10 vị trí lấy mẫu có vị trí lấy mẫu phát có hàm lượng HCBVTV nhóm clo hữu tiêu tổng DDT (DDT, DDD, DDE), Hexachloroxyclohexan, Aidrin, Toxaphene, Chlordecone Các mẫu phân tích cho kết sau - Hàm lượng tổng DDT (DDT, DDD, DDE) phân tích cao 482,13 mg/kg; hàm lượng Hexachloroxyclohexan cao 135,71 mg/kg; hàm lượng Aidrin cao 1,82 mg/kg; hàm lượng Chlordane cao 1,88 mg/kg; hàm lượng Toxaphene cao 24,61 mg/kg mẫu HK1-T2 có vị trí điểm chơn, độ sâu 100 cm - Hàm lượng Chlordecone cao 1,29 mg/kg mẫu HK1-T2 có vị trí điểm chơn, độ sâu 80 cm So với QCVN 54:2013/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia ngưỡng xử lý hóa chất bảo vệ thực vật hữu khó phân hủy tồn lưu theo mục đích sử dụng đất, nhóm - đất trồng hàng năm khác), hàm lượng HCBVTV tồn lưu đất nhiều điểm vượt quy chuẩn mức độ cao, cụ thể là: -Tại vị trí kho, độ sâu 100 cm hàm lượng tổng DDT (DDT, DDD, DDE) vượt ngưỡng 438,3 lần; Hàm lượng Hexachloroxyclohexan vượt ngưỡng 411,2 lần; Hàm lượng Aidrinvượt ngưỡng 45,5 lần; độ sâu 80 cm hàm lượng Chlordecone vượt ngưỡng 2,1 lần - Càng xa điểm chơn nồng độ HCBVTVcàng giảm việc khuyếch tán nồng độ hóa chất môi trường xung quanh - Trong mẫu, DDT tổng có nồng độ cao nhất, khu vực kho thuốc có hàm lượng cao 482,13 mg/kg tầng (độ sâu 50 – 100 cm) vượt giá trị giới hạn cho phép 438,3 lần Các vị trí xung quanh kho có nồng độ vượt giá trị giới hạn cho phép từ 16 đến 40 lần thấp dần vị trí xa kho thuốc Một số kết hàm lượng trung bình DDT tổng mẫu thể bảng Bảng Hàm lượng trung bình DDT vị trí lấy mẫu Vị trí HK1 HK2 HK3 HK4 HK5 HK6 Hàm lượng DDT (mg/Kg) 153,854 17,404 17,690 7,408 Vị trí HK7 HK8 HK9 HK10 1,145 HK11 0,800 HK12 Hàm lượng DDT (mg/Kg) 1,080 1,815 0,015