Bai 1 2 dioxin trong dat o viet nam LVKH

DIOXIN TRONG ĐẤT Ở VIỆT NAM GS.TS Lê Văn Khoa Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Đại học Quốc gia Hà Nội I Cấu trúc chức hệ sinh thái đất Đất hệ sinh thái (HST) bao gồm sinh vật sản xuất địa y, tảo rêu, vi sinh vật cố định nitơ thực vật bậc cao sống đất Sinh vật tiêu thụ sinh vật phân hủy khu hệ động vật đất, nấm vi sinh vật Các sinh vật đất phong phú số lượng thể loại, phụ thuộc vào độ phì nhiêu nhiều tính chất lý, hóa học đất Hợp phần khơng sống bao gồm: nước, chất khống, chất hữu khơng khí Giống HST khác, yếu tố sống không sống đất xảy trao đổi lượng vật chất, phản ánh tính chức HST HST đất có khả tự điều chỉnh để lập lại cân bằng, giúp cho hệ ổn định có tác động từ bên Tuy nhiên, tự điều chỉnh HST đất có giới hạn định, trường hợp có nhiều chất độc hại Dioxin xâm nhập vào đất gây nhiều thay đổi vượt ngưỡng giới hạn tự điều chỉnh HST đất khả hậu đất bị ô nhiễm Như vậy, Dioxin trở thành nhân tố sinh thái giới hạn mơi trường đất II.Diện tích đất bị tác động Dioxin miền Nam Việt Nam Theo tài liệu Lê Cao Đài (1986) miền Nam diện tích bị rải chất độc hóa học (CĐHH) 30.101 km , chiếm 16,51% (Bảng 1) Bảng Diện tích bị rải CĐHH miền Nam TT Địa phương TP HCM Diện tích tự nhiên( km ) Diện tích bị rải (km ) Tỷ lệ % 2.029 530 26 Bình Trị Thiên 18.340 3678 20 Quảng Nam – Đà Nẵng 11.989 2639 22 Nghĩa Bình 11.900 2049 17 Gia Lai- Kontum 25.536 3.301 12 Đắk Lắk 19.800 727 Phú Khánh 9.804 1.638 16 TT Địa phương Diện tích tự nhiên( km ) Diện tích bị rải Tỷ lệ % (km ) Lâm Đồng 9.933 720 Thuận Hải 11.374 1.918 16 10 Sông Bé 9.899 4.217 42 11 Tây Ninh 4.030 4.480 36 12 Đồng Nai 7.7578 3.773 49 13 Long An 4.355 582 13 14 Tiền Giang 2.377 158 15 Bến Tre 2.225 444 19 16 Đồng Tháp 3.393 100 17 An Giang 3.493 11 0,3 18 Kiên Giang 6.358 298 19 Hậu Giang 6.126 270 20 Cửu Long 3.854 300 21 Minh Hải 7.697 1.226 16 22 Vũng Tàu – Côn Đảo 244 36 14 Nguồn: Lê Cao Đài, 1986 Hồng Đình Cầu dẫn số liệu A.H Westing "Herbicides in war the long term ecological and human consequences" (SIPRI, 1984) ước lượng máy bay rải chất diệt cỏ phát quang diện tích bị rải đến nhiều lần Bảng Bảng Diện tích rải hóa chất máy bay (Đơn vị: 1.000 ha) Diện tích che phủ Diện tích Diện tích bị rải lần nhiều lần Rừng rậm nhiệt đới 5.800 1.077 Rừng thưa 2.000 100 Rừng tre nứa Rừng 800 40 đước (RNM) Rừng 500 151 cao su 100 30 Rừng thông 100 10.400 1.434 2.500 59 Rừng Ruộng lúa nước Đất trồng hoa màu 500 177 Đất trồng ngũ cốc 3.000 236 Các loại đất khác 3.926 17.326 1.670 Tổng cộng Nguồn: Hồng Đình Cầu, 2000 Sau Thế chiến thứ II, 2-4-5 T dùng trừ cỏ Nhưng sau phát chất có TCDD nhiều nước kể Mỹ hạn chế cấm sử dụng Liều lượng từ kg đến 1,5 kg/ha 2-4-5T trừ cỏ rộng, không trừ cỏ hòa thảo Trong năm từ 1962-1968, Mỹ rải hàng vạn CĐHH, có chứa chất da cam chứa 2-4-5T, hủy diệt 1.709 rừng nông nghiệp Liều lượng gấp 28-30 lần thuốc dùng trừ cỏ (Hồng Dình Cầu, 2000) [3] Số liệu Bảng cho thấy, diện tích bị phun rải chất độc vào khoảng 13,6 triệu ha, số diện tích bị phun rải lần chiếm 66%, hai lần chiếm 22%, lần chiếm 8%, lần trở lên chiếm 1% Tuy vậy, việc sử dụng CĐHH nằm đầu nguồn nhiều sông lớn sông Bến Hải, sông Cửu Long, sông Hương, sông Hàn, sông Đồng Nai, sông Bé, sông Vàm Cỏ, gió, bão, lụt lội nhiều yếu tố tự nhiên-xã hội khác làm cho chất độc truyền lan gần tồn diện tích đất đai miền Nam Việt Nam Các tỉnh thuộc Chiến khu C, D mà cụ thể tỉnh xung quanh Sài Gòn Tây Ninh, Đồng Nai, Bình Dương, Bà Rịa – Vũng Tàu nơi bị phun rải nhiều nhất, chiếm 50% tổng khối lượng chất diệt cây, tiếp đến tỉnh Kon Tum, Gia Lai, Đắk Lắc, Bình Định, Phú n, Khánh Hịa, tức tỉnh Tây Nguyên Nam Trung Bộ chiếm 20%; sau tỉnh giáp Vĩ tuyến 17 Quảng Trị, Thừa Thiên – Huế, Quảng Nam chiếm 16%, thấp tỉnh đồng sông Cửu Long 8% [6] Các chất diệt chủ yếu sử dụng để phá hủy rừng, nơi quân đội Mỹ cho Quân giải phóng miền Nam, chiếm khoảng 85% tổng khối lượng, lại khoảng 15% dùng để phá hủy ruộng nương, hoa màu nhằm trực tiếp tiêu hủy nguồn lương thực quân dân miền Nam Việt Nam Theo A.N Westing (1983), chất độc rải có nồng độ gấp 20-40 lần nồng độ dùng nông nghiệp rải lặp lại nhiều lần khoảng thời gian dài với nồng độ cao, làm chết cối, động vật, mà gây ô nhiễm môi trường đất, nước đảo lộn hệ sinh thái tự nhiên hệ sinh thái đất (Bảng3) Bảng Diện tích bị rải chất độc hóa học (Đơn vị: 1.000 ha) Địa phương Các tỉnh Trung Trung Bộ Diện tích tự nhiên (Stn) 960.120 Diện tích bị rải (Sr) 323.866 % (Sr/Stn) 33 Các tỉnh Nam Trung Bộ 4.588.021 930.723 20 Các tỉnh Tây Nguyên 5.613.390 740.393 13 Các tỉnh miền Đông Nam Bộ 2.350.414 1.338.423 56 Các tỉnh miền Tây Nam Bộ 3.881.089 492.575 Nguồn: A.H Westing, 1983 III Đặc điểm Dioxin tồn lưu chúng đất Dioxin tên chung để gọi dibenzo-para-dioxin gắn với nguyên tử clo, chất 2,3,7,8-TCDD chất có độc tính mạnh Do đó, Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) xác định hệ số đương lượng độc tố gọi WHO-TEF để tính giá trị độc tổng hợp cho họ PCDD, PCDF PCB đối tượng mơi trường, 2,3,7,8-TCDD 1,2,3,7,8-PeCDD chất độc có hệ số đồng phân độc PCDD hệ số nhỏ dần 0,0001 OCDD Hầu hết chất diệt cỏ, phát quang bị phân hủy nhanh sau rải Riêng chất Dioxin có độc tính cao chất mà người chế tạo đến nay; có thời gian phân hủy ước tính 15-20 năm, nên tồn lưu lâu mơi trường đất, nước thể người -4 Dioxin khơng hịa tan nước, độ hịa tan ước tính x 10 ppm, lơ lửng nước, có thể: + Làm thành lớp mỏng mặt nước yên tĩnh bị quang-phân hủy + Lắng đọng dần xuống đáy môi trường nước tồn lâu dài lớp trầm tích Sự phân hủy điều kiện kỵ khí kéo theo nhiều ngày; thời gian bán phân hủy đến 600 ngày + Nếu mơi trường dịng chảy, Dioxin bị lơi vùng thấp trũng hạ lưu cuối biển; bị giữ lại đọng ngóc ngách điểm cản dịng chảy + Bị động vật sống nước nuốt hấp thụ vào thể Dioxin tích lũy thể cá, tồn lưu lâu dài với hàm lượng cao gấp nhiều lần so với hàm lượng có mơi trường xung quanh, cá tồn lâu dài, không bị đánh bắt + Rơi xuống đất, Dioxin dính vào bề mặt hạt đất, hạt cát, không ngấm sâu vào bên Phân chất hàm lượng Dioxin đất thường tìm thấy lớp đất dày từ 0-10 cm; từ 10-30 cm tìm thấy Dioxin [4, 20], có gặp nồng độ thấp Tuy nhiên, nơi đất tơi xốp, dễ ngấm nước Dioxin ngấm sâu 30 cm Một số loại đất có thành phần giới nặng sét bentonit Di Linh, Lâm Đồng có khả hấp phụ Dioxin cao loại Dioxin khỏi nước (Đỗ Quang Huy, 2000) Dioxin rơi xuống đất có khả bị phân hủy dần ánh sáng mặt trời Theo số tác giả sau năm 50% lượng Dioxin bị phân hủy (Kearney cộng sự, 1972) Phân hủy nấm VSV: Việt Nam tận dụng ưu đường phân hủy quang học (ánh sáng mặt trời) kết hợp với hút than hoạt tính, bón phân hữu để phát triển tập đồn vi sinh vật Như vậy, 2-4-5T ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng lúa khu hệ VSV đất Khi dùng từ kg/ha trở lên Lượng 20 kg/ha lượng hủy diệt đất trồng lúa [16] Đất rừng Theo thống kê, chất độc hóa học (CĐHH) rải xuống gần 17% diện tích rừng đất nơng nghiệp tồn miền Nam từ đến nhiều lần, để lại hậu nặng nề lâu dài môi trường đất, nước, hủy hoại HST Trong năm trước chiến tranh, độ che phủ rừng tự nhiên từ Nam Vĩ tuyến 17 trở vào 60-70% Tài nguyên rừng phong phú đa dạng, rừng có trữ lượng gỗ khoảng 200-300 m /ha Cấu trúc rừng phức tạp, gồm nhiều tầng có nhiều lồi gỗ q, đường kính 1-2 m, cao 30-40 m, nguồn tài nguyên quý giá đất nước Trong chiến dịch Ranch Hand, phi vụ tập trung vào khu rừng từ vùng núi cao tới vùng ven biển Từ vùng ẩm ướt tới vùng khô hạn trải dài từ Vĩ tuyến 17 đến Cà Mau Vùng cao bị rải chất độc hóa học khu rừng thuộc Vườn Quốc gia Bạch Mã (Thừa Thiên – Huế) độ cao 1.500 m Các vùng khác bị rải Chiến khu D, Chiến khu C, rừng Bời Lời, rừng Củ Chi, khu vực hàng rào điện tử McNamara (Quảng Trị), A Lưới (Thừa Thiên – Huế), khu Sa Thầy (Kom Tum), khu Cần Giờ (TP Hồ Chí Minh) khu Cà Mau Kết quả, nhiều khu rừng bị triệt phá hoàn toàn, đến rừng chưa phục hồi, chưa có dấu hiệu rừng địa mọc trở lại Các số liệu thu thập khu rừng nguyên sinh bị rải CĐHH Mã Đà năm 1977, 1978 cho thấy phần lớn tầng trội bị ảnh hưởng, số bị rụng chết khô Số chết phân bố không nhiều không ảnh hưởng đến trạng thái sinh cảnh rừng nguồn giống tái sinh [15] CĐHH thông qua việc hủy hoại tồn thảm thực vật làm nhiều tính chất đất thay đổi nhanh chóng, đất bề mặt bị xói mịn rửa trơi, phơi nắng, mưa, cấu trúc đất bị phá hủy theo chiều hướng suy thoái Kể từ Mỹ ngừng rải chất độc da cam đến nay, 30 năm trôi qua, nhưng: + Trong đất vùng rừng núi 2,3,7,8-TCDD tồn mức tương đương với đất nước công nghiệp phát triển, đặc biệt số nơi mức cao {6}, vùng đồng mức hàm lượng 2,3,7,8-TCDD thấp nhiều đất thường xuyên bị cày xới tiếp xúc nhiều với ánh sáng mặt trời Tình trạng kéo dài nhiều thập kỷ + Trên đất rừng, điều kiện để 2,3,7,8-TCDD tiếp xúc với ánh sáng khơng nhiều nên tồn lưu lâu đất (Bảng 4) Bảng Hàm lượng 2,3,7,8-TCDD đất, bùn địa phương khác TT Địa phương Các mẫu đất, mẫu sinh phẩm khác (pg/g) Hà Nội mẫu bùn sông Hồng: không phát Pleicu-Gia Lai Đất Pleicu: 3,5 Chư Jok: 9,2 Tây Ninh Đất: 14,0 Sơng Bé (Bình Dương) Đất: 6,0 TP HCM Đất rạch Thị Nghè: không Bùn sông: 190 H Duyên Hải Mẫu đất: 5,4 Tam Hiệp 32,5-47,0 Rừng Sát Đất: 6,0 22,7 A Lưới (TT Huế) Đất: 17,3 115,2 Bệnh viện 103 Hà Nội ND BV Thừa Thiên – Huế 8,6; 17,3; 62,7 A Lưới 115,2; ND 10 Sông Bé 6,0 11 Biên Hịa 22,7 Nguồn: Hồng Trọng Quỳnh, 2002 Có thể nêu ảnh hưởng CĐHH tài nguyên rừng đất rừng Việt Nam sau: − Khi rừng mùa mưa đất bị xói mịn, trơi xuống sơng, rạch làm cạn lịng kênh rạch, làm biến đổi đặc tính thủy vực − Do lượng chất diệt cỏ rải với quy mô lớn, lặp lại nhiều lần nhiều năm, nên làm cho nguồn hạt giống nhiều loại đất trở nên khan tiệt chủng, điều làm ảnh hưởng trực tiếp đến trình diễn thế, phục hồi rừng, ảnh hưởng tới vai trò phòng hộ đầu nguồn rừng lưu vực sơng − Các CĐHH làm cho gen số loài bị biến đổi, dẫn đến làm xuất loài thực vật lạ số khu vực bị rải CĐHH xuất loại cỏ mới, người dân đặt tên "cỏ Mỹ" − Đất rừng bị rải CĐHH bị hoang hoá, hàm lượng ion Fe 2+ Fe3+, Al3+, SO42-, - 2+ Cl cao đất rừng nguyên sinh nhiều lần Lượng Mg đất rừng tái 3+ 3+ sinh cao đất rừng nguyên sinh Hàm lượng Fe Al đất thối hóa tăng dần [8, 9] − Chất độc HH thơng qua việc hủy diệt tồn thảm thực vật làm cho chất hữu N, P tổng số, Ca, Mg trao đổi giảm xuống, giảm nghiêm trọng độ phì nhiêu đất địa hình đồi núi khơng phẳng, vùng đồi núi, đó, hàm 3+ 3+ 2+ lượng Fe , Al , Mn linh động tăng, làm độ chua tiềm tàng đất tăng lên gây ảnh hưởng xấu đến tính chất dung dịch đất cấu trúc đất hoạt động vi sinh vật đất [1] − Do thảm thực vật bị CĐHH phá hủy, xói mịn bề mặt tăng, q trình rửa trơi xảy mạnh, làm đất, nghèo kiệt chất dinh dưỡng, gây thối hóa đất − Tại rừng núi 2,3,7,8-TCDD đất thường cao tồn lưu lâu hàng kỷ, hàm lượng trung bình ppt Tại đồng bằng, đất cày xới, phơi nắng nên hàm lượng 2,3,7,8-TCDD thấp nhiều [6] − Tại số nơi bị máy bay rải lại bị phun thêm chất độc da cam chỗ nên hàm lượng 2,3,7,8-TCDD cao, có điểm cao tới 897,5 ppt Nhưng số nơi lại ít, chứng tỏ tồn lưu theo kiểu da báo [6] − Mưa làm di chuyển phát tán 2,3,7,8-TCDD nhiều nơi Những ao, sau 6-9 năm tích tụ hàm lượng trung bình 5,43 ppt 2,3,7,8-TCDD bùn đáy ao Động vật có bị nhiễm, hàm lượng 2,3,7,8-TCDD giảm dần theo thời gian Hoàng Trọng Quỳnh (2002) tiến hành lấy mẫu đất lần cách năm, 2,7,3,8-TCDD đất không thay đổi Địa hình rừng núi với bụi phủ tối quanh năm khiến tồn nhiều năm 2,7,3,8-TCDD bền vững nơi thiếu ánh sáng (Bảng 5) Cho đến nay, 30 năm sau bị rải chất diệt cỏ, khu rừng bị rải nhiều lần khu vực A lưới, Sa Thày, Mã Đà, khu hệ thực vật giới động vật giới phục hồi chậm chạp chuyển hướng theo HST nghèo nàn HST rừng ẩm nhiệt đới trước khó có điều kiện phục hồi cách tự nhiên Phân bố Dioxin khơng đồng tồn lãnh thổ Việt Nam, cịn nhiều điểm nóng mà nồng độ Dioxin đất cao sân bay quân cũ vùng lân cận, vùng chiến thuật quân đội Mỹ quyền Sài Gịn chiến tranh Theo thời gian, điều kiện khí hậu nhiệt đới có tác động phá hủy chất HH Dioxin, môi trường đất Việt Nam bị ô nhiễm Dioxin Sự ô nhiễm tiếp tục xâm nhập vào thể người bị phơi nhiễm thành nhiều nguyên nhân gây bệnh tai biến sinh sản cho phận nhân dân bị phơi nhiễm hậu duệ họ Nó cịn tác động thời gian vài thập kỷ tới kỷ XXI Bảng So sánh hàm lượng 2,7,3,8- TCDD đất rừng núi đồng Đơn vị: ppt Địa điểm Tây Mẫu đất Ninh Phú Lộc (TTH) Bình Đồng Vĩnh Sóc Bạc Cà Dương Cộng Tháp Long Trăng Liêu Mau Cộng (1) (2) (3) Số mẫu phân tích 54 11 Số mẫu có 2,7,3,8TCDD 14 1,2,3 = đất rừng núi (4) (5) (6) (7) (8) 71 3 16 19 0 0 0 4,5,6,7,8 = đất đồng CĐHH gây ra: − Độ phì nhiêu đất bị ảnh hưởng theo chiều hướng thối hóa − Trong điều kiện nhiệt đới đất xảy biến đổi có hại, xuất nhiều độc tố − Gây xói mịn làm đất Phan Nguyên Hồng (1983) khẳng định, nhiều loài ngập mặn nhạy cảm với chất độc hóa học cấu trúc chức sinh lý chúng phù hợp với môi trường kiềm mặn không chịu loại ester muối axit chất độc hóa học Sau bị rải chất độc hóa học, nhiều ngập mặn bị chết, đất bị thối hóa dần, biến đổi từ phèn tiềm tàng sang đất phèn hoạt tính vừa chua vừa mặn Ở rừng Mắm Avicennia alba rừng Đước Rhizophora apiculata tái sinh đất bị rải 2+ 3+ 3+ CĐHH có lượng mùn, nitơ tổng số, cation Mg , Al , Fe cao rừng nguyên 2+ sinh, lượng P2O5, K2O cation Ca thấp rừng nguyên sinh đất rừng tái sinh có nhiều xác có thời gian bị phơi trống trước mọc lại Nguyễn Hưng Phúc (2000) cho biết, chất diệt cỏ chất phân hủy chúng tồn lưu lâu dài đất Trong số mẫu đất lấy năm 1976 Đồng Nai Bến Tre, hàm lượng asen chất Xanh cao nhiều so với đất bình thường.Trong mẫu đất lấy năm 1976 1981 phát thấy clorophenol chất phân hủy chất da cam Các clorophenol phân hủy từ phenoxy axit asen chất Xanh có hoạt tính sinh học cao, nên khơng diệt cối mà tồn lưu lâu dài đất, làm giảm độ phì nhiêu đất thời gian dài Nguyễn Tiến Dũng (2005) lấy mẫu đất Đồng Xoài – đại diện cho khu vực rừng chưa bị làm trụi khu vực bị ảnh hưởng CĐHH, 300 mẫu đất lấy thượng du vùng bị rải CĐHH không bị rải, 150 mẫu đất vùng đất ngập mặn nơi có rải khơng có rải đến kết luận sau: − Các rừng kín có xu hướng phì nhiêu có khả lớn tích lũy yếu tố độ phì đất rừng mở − Trong so sánh đất khu rừng bị rụng sau năm không bị rụng thấy, lớp đất bề mặt có thay đổi đáng kể yếu tố độ phì N P Trong trường hợp nghiên cứu (trụi lá) này, hàm lượng P giảm gần 1/2 lần Hàm lượng N giảm 10% vùng rụng lá, đất chua hơn, pH giảm từ 7,0 xuống 6,0 Vùng rụng hàm lượng cacbon giảm, khác biệt khơng có ý nghĩa Khơng có khác biệt đáng kể vùng rụng vùng khơng rụng dung tích hấp thu (CEC) hay Ca, Mg, K trao đổi Tuy nhiên Na trao đổi vùng rụng cao cách đáng kể so với vùng không rụng CĐHH rải xuống gần 17% diện tích rừng đất nơng nghiệp tồn miền Nam từ nhiều lần, để lại hậu nặng nề lâu dài thiên nhiên, hủy hoại môi trường HST Phân tích mẫu đất A So (nay Đông Sơn), huyện A Lưới, tỉnh Thừa Thiên – Huế cho kết sau: Năm 1990: 115,2 pg Năm 1996: 112,0 pg Năm 1997: đất sân bay A So cũ: 597,3 pg đất đường băng sân bay: 89,3 pg Như vậy: − Lượng Dioxin nguyên thủy rải xuống A Lưới lớn, theo tài liệu Mỹ vào khoảng 434.812 gallon, với lượng Dioxin khoảng 11 kg thời gian từ 1965-1970 − Với thời gian bán hủy dài, tồn lưu Dioxin đất địa phương phía Nam Vĩ tuyến 17 cịn kéo dài tình hình bệnh tật, dị tật bẩm sinh hệ (F1) cháu (F2) nạn nhân bị nhiễm chất da cam cịn kéo dài đến năm 40 hay 50 kỷ XXI − Nghiên cứu đánh giá độ tồn lưu Dioxin môi trường đất, sinh phẩm, tập trung số vùng trọng điểm A Lưới, Thừa Thiên – Huế, Biên Hòa, Đà Nẵng nhiều tác giả có nhận xét: Năm 1963, quân đội Mỹ bắt đầu sử dụng chất diệt cỏ Việt Nam để làm rụng cối phá hủy mùa màng (IOM, 2001) Việc rải chất da cam lúc đầu máy bay vận tải C-123 phương tiện mặt đất xe vận tải, xe có máy phun đặt phía sau tàu thủy đường sơng Trên 72 triệu lít chất diệt cỏ rải khắp miền Nam Việt Nam (Westing, 1984; IOM, 1974) kết thúc năm 1971 Theo thống kê, 61% chất diệt cỏ sử dụng Việt Nam chất da cam, hỗn hợp 50/50 axit 2,4-diclorophenoxyaxetic (2,4-D) 2,4,5-tricloro phenoxyaxetic (2,4,5-T) Trong cấu phần chất 2,4,5-T chất da cam có chứa hóa chất, lúc đầu tên, 2,3,7,8-tetraclo dibenzo-P-dioxin (TCDD) Thung lũng A Lưới xem lý tưởng để so sánh tồn lưu chất da cam đất khu vực có rải đường khơng khu vực kho bãi, phân phối chất diệt cỏ Hoàng Văn Huây Nguyễn Xuân Cự (1983) cho biết, CĐHH thơng qua việc hủy diệt tồn thảm thực vật làm cho chất hữu tổng số đất phân bố địa hình khơng phẳng, vùng đồi núi giảm nghiêm trọng, đất thung lũng xu ngược lại Do thảm thực vật bị phá hủy, xói mịn bề mặt tăng, q trình rửa trơi xảy mạnh làm cho hàm lượng chất hữu cơ, nitơ, phôtpho tổng số, canxi 3+ 3+ 2+ magiê trao đổi giảm ngược lại, hàm lượng chất độc Al , Fe , Mn linh động tăng lên đáng kể Kết phân tích mẫu đất xã huyện A Lưới Nguyễn Xuân Quýnh dẫn Bảng Sự chuyển hóa hóa chất hữu nguy hại mơi trường đất q trình trao đổi chất vi sinh vật chế Bollag Liu (1990) xác định trình xảy q trình Đó là: − Sự thối hóa sinh học: Là q trình mà phân tử hữu nguy hại − − − − − đóng vai trị chất để tăng trưởng vi sinh vật; Chuyển hóa mạch (cometabolic): Là chuyển hóa gồm thối hóa phân tử hữu độc hại nhờ vi sinh vật; Polime hóa tiếp hợp q trình mà phân tử hữu nguy hại bị biến đổi vi sinh vật nhờ phản ứng ơxy hóa kép dẫn đến việc đưa thêm chất lạ vào thành phần chất hữu đất; Sự tích lũy vi sinh: Là chuyển hóa phụ vi sinh vật ,nó tác động đến trạng thái hóa chất hữu nguy hại mơi trường đất Tốc độ tích lũy phụ thuộc vào tính chất vi sinh vật chất hữu nguy hại Sự chuyển hóa chất hữu nguy hại khơng có tham gia enzyme kết hoạt tính vi sinh vật; Các phản ứng ơxy hóa quan trọng q trình chuyển hóa có tham gia nhóm enzyme ơxy hóa Peroxidaza; lactaza; oxidaza Những phản ứng ơxy hóa trình bày Bảng 24 Hydroxin hóa RCH RCOH ArHArOH Khử ankyl hóa nitơ RNCH2CH3RNH + CH3CHO ArNRR'ArNH2 Ơxy hóa Khử cacbơxyl hóa Phân cắt ête  ArO(CH2)nCH2CH2COOH RCOOH RH + CO2 ArH + CO2 ArCOOH ArO(CH2)nCOOH ArCH2COOH Ar2CH2 + CO2 ROCH2R'  ROH + R'CHO ArOH + R'CHO O ArOCH2R' RCH  - CHR' RCH = CHR' Epoxit hóa Ôxy hóa kép Sunfat hóa ArOH RSR'    (Ar)2(OH)2 RS(O)R'' RS(O)2R' R = gốc hữu cơ;Ar - gốc nhân thơm Bảng 24 Các phản ứng ơxy hóa chuyển hóa chất hữu nguy hại vi sinh vật (Bollag, 1990) Những phản ứng khử vi sinh vật xúc tác bao gồm khử nhóm nitro liên kết đôi, liên kết ba, khử sulfoxit khử halogen khử (Bảng 25) Sự khử nhóm nitro tới amin bao gồm thành tạo trung gian nitraza nhóm hydrơxyamin Bảng 25 Các phản ứng khử thủy phân chất hữu nguy hại có vi sinh vật tham gia RNO2 → ROH RNO2 → RNH2 Khử liên kết nối đôi nối ba Ar2C = CH2 → Ar2CHCH3 RC ≡ CH → RCH = CH2< ' Khử sulfoxit RS(O)R' → RSR Khử halogen hóa khử Ar2CHCCl3 → Ar2CHCHCl2 ' ' Thủy phân ête ROR + H2O → ROH + R OH ' / Thủy phân este RC(O)OR + H2O → RC(O)OH + R OH Thủy phân este - photpho (RO)2P(O)OR' + H2O → (RO)2P(O)OH + ' ' '' ' '" R OH Thủy phân axit RC(O)NR R + H2O → RC(O)OH + HNR R Thủy phân khử halogen RCl + H2O → ROH + Khử nhóm nitro: Những phản ứng tổng hợp xảy ảnh hưởng hoạt tính vi sinh vật, hóa chất hữu độc hại bị liên kết liên kết hợp chất hữu tự nhiên có sẵn mơi trường đất Bollag (1990) chia phản ứng tổng hợp thành: phản ứng kết hợp metyl hóa axetyl hóa thường xảy trao đổi chất vi sinh vật với chất lạ Các phenolôxydaza peroxidaza vi sinh vật xúc tác chuyển hóa hợp chất anilic phenolic thành sản phẩm polime Ví dụ: Đa số thuốc trừ sâu photpho hữu thủy phân, tồn dư chúng nước tự nhiên kiểm sốt nhờ lực hóa học nhờ hoạt tính sinh học Tốc độ thủy phân parathion phụ thuộc vào pH, nghĩa phản ứng xúc tác ion hydronium (H3O+) hydroxit (OH-) S(O) OP (OC2H5)2 + H2 O NO NO2 OH H3 O OH S + + NO2 HOP (OC2H5)2 o Goma Faust (1971) cho biết, nhìn chung 200 C thủy phân parathion tăng tương đối nhanh so với thủy phân paraoxon pH = lần nhanh pH = 10,4 Như vậy, thủy phân parathion khơng q trình phi sinh học mà cịn q trình men hóa Các phản ứng ơxy hóa biến đổi thuốc trừ sâu vi sinh vật nghiên cứu Sự phân hủy thuốc trừ sâu 2,4D ví dụ 2,4D bị phân hủy tới 2,4 diclorophenol, chất bị ôxy hóa gấp lần nhờ enzyme phenolôxydaza xúc tác Minard (1981) cho biết, lactaza phân lập từ nấm đất Rhizoctonia praticola polime hóa 2,4 diclorophenol sản phẩm phức tạp Trong nghiên cứu khẳng định phenol thuốc trừ sâu trải qua tạo thành sản phẩm trung gian với cấu tử mùn phenol axit syringic; axit vanilic vanilin OCH2COOH OH Cl Cl Cl Cl Cl OH OH Cl Cl Cl Theo tính tốn, liều lượng trung bình làm chết người lần tiếp xúc qua đường ăn uống 0,05-0,07 ppm Nhưng điều nguy hại tác động tích luỹ kéo dài nhiều năm Dioxin nồng độ thấp Theo quy định WHO liều lượng tối đa cho phép người 1-4 pg/kg ngày đêm, nghĩa người có cân nặng 50 kg ngày đêm cho phép liều lượng nhỏ 50-200 pg (tức 50-200 phần nghìn tỷ gam) Dioxin coi chất độc bậc gây tác hại liều lượng thấp, gây ung thư dị dạng có tác động di truyền đến hệ sau, làm tăng tác hại phóng xạ chất độc Diôxin tác động đến hệ thống miễn dịch làm tăng tần suất mắc bệnh người bị nhiễm.Ngưỡng cho phép Dioxin mơi trường đất trầm tích số nước công nghiệp tiên tiến Bảng 26 Bảng 26 Ngưỡng cho phép Dioxin TT Đối tượng Đơn vị Mỹ Đức Italia Hà Lan Nga Trầm tích đáy ng/kg - 10 - - Đất ng/kg - Nông nghiệp 27 50 - < 1.000 ng IChất độc Thống kê TEQ/kg Bệnh tật ≥ 1.000 ng I-TEQ/kg Mức cần ngăn ngừa Vùng thuộc Cục Bảo vệ Môi trường Mỹ Mức cần đánh giá Mức cần hành động (ATDR, 1998) Đề xuất tiêu chuẩn Dioxin môi trường đất Việt Nam Dựa vào kết nghiên cứu từ Nhật Bản, Mỹ quy định hành nước này, đặc biệt dựa tổng hợp kết nghiên cứu độc học dịch tễ học có liên quan đến TCDD phơi nhiễm tiềm ẩn môi trường đất, Nguyễn Tiến Dũng (2005) đề xuất tiêu chuẩn tạm thời Dioxin đất Việt Nam biện pháp xử lý tương ứng nhằm ngăn ngừa ảnh hưởng chất độc lên sức khỏe cộng đồng Mức 1: Mức giới hạn cho phép hàm lượng Dioxin khu dân cư < 50 (ng TEQ/kg) mức = 50 (ng TEQ/kg) mức cần ngăn ngừa Tại mức cần xem xét đánh giá lại cách định lượng mẫu đất vùng cụ thể so sánh với giới hạn cho phép hàm lượng Dioxin, đồng thời có quan tâm nhiều tới sức khỏe cộng đồng mối liên kết với độc tố khác có vùng ngồi Dioxin Mức 2: Mức giới hạn hàm lượng Dioxin từ > 50 đến < 1.000 (ng TEQ/kg) mức cảnh báo Với mức bước cần xác định đường dẫn tới phơi nhiễm tiềm ẩn, cụ thể xác định mức độ nghiêm trọng, mức độ tin cậy trình phơi nhiễm ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng dân cư Phạm vi giới hạn phơi nhiễm mức tính từ hàm lượng Dioxin đất từ 50 ppt tới gần ppb TEQ đó, xử lý chuyên gia y tế phải trả lời câu hỏi sau đây: − Phạm vi nhiễm độc nào? − Việc nhiễm cô lập hay lan rộng? − Việc nhiễm lớp đất bề mặt hay khu dễ tiếp cận với trẻ em hay người lớn? Có khu trồng trọt hay không? − Tại điểm này, việc phơi nhiễm có chắn xảy thường xuyên hay không? (Cụ thể hàng ngày, hàng tháng, hàng năm hay đời) Mức 3: Mức giới hạn hàm lượng Dioxin ≥ 1.000 (ng TEQ/kg) gọi "điểm nóng" mức cần có biện pháp xử lý, loại bỏ di dời dân khỏi vùng ô nhiễm nặng Trong trường hợp này, hoạt động y tế cần phải tiến hành ngay, cụ thể giám sát, điều tra, nghiên cứu sức khỏe, giáo dục cộng đồng, điều tra phơi nhiễm, đồng thời đánh giá, khoanh vùng khu vực nhiễm để tìm biện pháp xử lý, tẩy độc di dời dân khỏi khu vực bị nhiễm nặng ("điểm nóng") nhằm ngăn ngừa phơi nhiễm ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng dân cư Như vậy, đề xuất tạm thời giới hạn tiêu chuẩn cho phép Dioxin đất khu vực dân cư có giá trị bảo vệ sức khỏe cộng đồng phối hợp chặt chẽ với thông tin khác nguy phơi nhiễm từ đất cư trú trường hợp phơi nhiễm cư trú Chúng ta ghi nhận giá trị (TEQ) < 50 ppt (0,05 ppb) > 0,05 ppb < 1ppb > ppb đất cư trú, giá trị hướng dẫn nhằm bảo vệ sức khỏe cộng đồng dân cư, đề biện pháp làm môi trường khu ô nhiễm Dioxin đất cư trú khu vực cụ thể "điểm nóng" sân bay: Biên Hòa, Đà Nẵng, Phù Cát, A So Tổ chức Y tế giới (WHO) Chương chình Quốc tế Nguồn An tồn Hóa học (Ahlborg cộng sự, 1994) nhiều nhóm nghiên cứu khác xác định chất gây nhiễm nguy tiềm ẩn sức khỏe người có liên quan khu nhiễm nghiêm trọng Dioxin Trong đó, có nêu giới hạn hàm lượng 50 ppt (0,05 ppb) TCDD, tương đồng với 50 ppt (0,05 ppb) TEQ phơi nhiễm từ đất Lượng hóa chất coi ngưỡng xảy phơi nhiễm ppb TCDD đất cư trú (do Kimbrough cộng đề xuất năm 1984) VII.Các biện pháp xử lý Dioxin môi trường đất Các nhà khoa học giới nghiên cứu nhiều biện pháp xử lý Dioxin như: Phân hủy o nhiệt lò đốt có nhiệt độ lớn 1.200 C, sử dụng tác nhân hóa học để phân hủy, declo hóa oxy hóa với có mặt chất xúc tác, phân hủy sinh vật, chơn lấp có kiểm soát Trong thời gian qua, nhiều nhà khoa học Việt Nam tập trung nghiên cứu số phương pháp tẩy độc Dioxin sau đây: − Phương pháp quang hóa; − Phương pháp hóa học; − Phương pháp sinh học; − Phương pháp cô lập Phương pháp quang hóa Nguyên lý phương pháp tác động tia cực tím, tia Gama ánh sáng mặt trời, phân tử PCDD PCDF xảy tượng Declo hóa Kết vài nguyên tử clo bị bật khỏi phân tử PCDD PCDF, tạo hỗn hợp đồng phân có tính độc khác cho ta sản phẩm khơng độc Kết nghiên cứu quang phân hủy Dioxin đất cho thấy: − Dưới tác động ánh sáng mặt trời xảy trình quang phân hủy Dioxin đất Sản phẩm q trình hợp chất có số ngun tử clo độc tính giảm − Q trình quang phân hủy có hiệu lớp đất mặt Năng lượng xạ bị giảm nhanh qua lớp bề mặt khơng cịn khả quang hóa lớp đất sâu Phương pháp hóa học Có thể sử dụng tác nhân hóa học khác để phân hủy Dioxin: Thủy phân chất kiềm Natri Polyetylenglycolat Declo hóa Oxy hóa dùng để phân hủy Dioxin Phản ứng Declo hóa (khử clo) Q trình Declo hóa dựa phản ứng PCDD//PCDF với hydro Việc thay Clo phân tử Dioxin Hydro tạo hợp chất độc Hiệu suất phản ứng Declo hóa khơng phụ thuộc vào lượng tác nhân Hydro hóa xúc tác mà phụ thuộc vào thời gian phản ứng Hiệu suất Declo hóa cao thu là: 94% Phản ứng ơxy hóa Q trình ơxy hóa Dioxin tiến hành với việc sử dụng tác nhân oxy hóa như: Bicromat, Permangat, Hydroperoxyt, Ozon Từ kết nghiên cứu thực tế cho thấy để tăng cường hiệu phân hủy Dioxin, cần thực trình kết hợp phản ứng Declo hóa tiếp nối phản ứng ơxy hóa với tham gia chất xúc tác thích hợp Kết nghiên cứu phịng thí nghiệm cho thấy hiệu phân hủy Dioxin đạt 9599% Hiệu tiêu độc thực địa tiến hành quy mô thử nghiệm đạt khoảng 90-95% Phương pháp hóa học bao gồm q trình Declo hóa ơxy hóa giải pháp khả thi để phân hủy đất nhiễm Dioxin, song có hạn chế giá thành cịn cao đặc biệt khó tránh khỏi ô nhiễm môi trường thứ cấp sử dụng tác nhân hóa học Phương pháp sinh học Phương pháp sinh học ứng dụng để xử lý ô nhiễm môi trường nói chung xử lý Dioxin nói riêng bao gồm hướng sau: − Tìm kiếm phân lập chủng vi sinh vật có khả hấp thụ chất ô nhiễm từ môi trường − Nuôi cấy phát triển chủng vi sinh vật có khả phân hủy chất nhiễm Việt Nam triển khai nghiên cứu thử nghiệm việc phân hủy Dioxin đất nhiễm độc phương pháp sinh học sở kích thích vi sinh vật địa phát triển để tăng cường khả phân hủy chất độc Kết bước đầu cho thấy vi sinh vật có khả phân hủy từ 43-53% Dioxin thời gian từ tháng đến tháng Điều mở triển vọng việc áp dụng phương pháp sinh học kết hợp với phương pháp khác phương pháp cô lập để xử lý Dioxin Phương pháp cô lập Cho đến phương pháp chôn lấp cô lập công nhận phương pháp chủ yếu để xử lý đất ô nhiễm Dioxin nhiều nước giới ứng dụng như: Italia, Mỹ, Hà Lan Từ giải pháp trình bày trên, có hai giải pháp khả thi để xử lý khu vực ô nhiễm nặng chất Da cam/Dioxin sân bay là: + Cô lập triệt để: Phương pháp sử dụng vật liệu cách ly DHPE vật liệu lọc ENVIROMAT để cô lập đất ô nhiễm Dioxin Phương pháp cho phép cách ly hoàn toàn chất độc Dioxin với mơi trường + Cơ lập tích cực: Giải pháp hợp phương pháp cô lập với phương pháp lấp, chất độc phân hủy vi ộc giảm dần giảm đến nồng độ Giải pháp khả thi chi phí thấp thiết bị phức tạp đồng thời địi hỏi cơng nghệ kết sinh học Như vậy, q trình chơn sinh vật Theo thời gian, nồng độ chất đ ngưỡng Dioxin cho phép đất Khả sử dụng VSV để phân giải 2,4-D Ngoài kết nghiên cứu việc sử giả khác, nghiên : dụng VSV để phân giải CĐHH tác xác định phân Bảng 29 Khả phân giải 2,4-D vi sinh vật STT Chủng Hàm lượng 2,4-D cịn lại dịch ni, mg/l Hàm lượng 2,4-D chuyển hóa, mg/l % H3 39,0 211,0 84,40 D2 52,0 198,0 79,20 Trong số 16 chủng thí nghiệm chủng (H3 D2) có khả chuyển hóa 2,4-D với hiệu suất > 70% Các chủng chọn để xác định đặc điểm sinh lý, sinh hóa cần thiết cho việc định loại VIII Đề xuất ngưỡng Dioxin cho đất Việt Nam Căn vào ngưỡng cho phép hàm lượng Dioxin đất nước công nghiệp phát triển Thế giới, Nguyễn Tiến Dũng (2005) đề xuất ngưỡng Dioxin đất Việt Nam biện pháp tẩy độc tương ứng sau: Mức 1: Mức giới hạn cho phép hàm lượng Dioxin khu dân cư < 50 (ng TEQ/kg mức = 50 (ng TEQ/kg) mức cần ngăn ngừa Mức 2: Mức giới hạn hàm lượng Dioxin từ > 50 đến < 1.000 (ng TEQ/kg) mức cảnh báo, cần thiết phải điều tra đánh giá tổng thể Mức 3: Mức giới hạn hàm lượng Dioxin từ ≥ 1.000 (ng TEQ/kg) gọi "điểm nóng" mức cần có biện pháp xử lý, loại bỏ di dời dân khỏi vùng ô nhiễm nặng TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Xuân Cự, 2000 Một số đặc trưng hóa học đất feralit vàng đỏ đất phù sa thung lũng A Lưới tỉnh Bình Trị Thiên UB 10-80, Kỷ yếu cơng trình, II, phần I Hoàng Anh Cung, 2000 Ảnh hưởng 2-4-5T đến lúa vi sinh vật đất lúa UB 10-80, Kỷ yếu cơng trình, II, phần I Hồng Đình Cầu, 2000 Các hậu chất diệt cỏ phát quang thiên nhiên người UB 10-80, Kỷ yếu cơng trình ,Quyển II, phần Chkanhikov D.I Sự phân hủy 2,4-D 2,4,5-T cối đất Nguyễn Tiến Dũng, 2004 Nghiên cứu xây dựng hệ thống thông tin phục vụ chương trình Quốc Gia khắc phục hậu CĐHH Mỹ sử dụng chiến tranh Việt Nam Báo cáo tổng kết đề tài Nguyễn Tiến Dũng, 2005 Nghiên cứu xác định mức độ ô nhiễm Dioxin đất vùng nhiễm chất độc da cam/Dioxin, cụ thể khu vực Biên Hòa, bước xây dựng đề xuất ngưỡng phục vụ cho giải pháp khắc phục Báo cáo tổng kết đề tài Lê Cao Đài, 1986 Xây dựng đồ vùng bị rải chất độc hóa học chiến tranh Đơng Dương lần thứ (Hội thảo QG lần thứ hậu chiến tranh hóa học Việt Nam) Phan Nguyên Hồng, 2000 Bước đầu nghiên cứu số tính chất đất thực vật ngập mặn vùng chịu tác động chiến tranh hóa học mũi Cà Mau Hội thảo Quốc tế tác động lâu dài chiến tranh hóa học Việt Nam Hồng Văn Huây, Nguyễn Xuân Cự, 1983 Ảnh hưởng chất độc hóa học lên số tính chất hóa học đất Hội thảo Quốc tế tác động lâu dài chiến tranh hóa học Việt Nam Tập II 10 Nguyễn Đức Huệ, Đỗ Quang Huy, 2000 Nghiên cứu quang phân hủy Dioxin với có mặt chất xúc tác bán dẫn UB 10-80, Kỷ yếu công trình, II, phần 11 Lê Văn Khoa, 2004 Sinh thái môi trường đất, NXB ĐHQG, Hà Nội 12 Nguyễn Xuân Nết, 2001 Tổng quan độ tồn lưu Dioxin khu vực nghiên cứu miền Nam Việt Nam 13 Nguyễn Thanh Phúc, Thạch Thị Trình, 1983 Về lượng tồn lưu chất da cam, chất Xanh chất phân hủy chúng đất miền Nam Việt Nam Hội thảo Quốc tế tác động lâu dài chiến tranh hóa học Việt Nam, tập II 14 Nguyễn Hưng Phúc, Thạch Thị Trình, 1983 Về lượng tồn lưu chất da cam, chất Xanh chất phân hủy chúng đất miền Nam Việt Nam 15 Hoàng Trọng Quỳnh, nguyễn Văn Tường, 2002 Hiện trạng 2,3,7,8-TCDD thiên nhiên người Việt Nam, Báo cáo tồn văn cơng trình khoa học Hội Nghị Khoa học Việt – Mỹ Dioxin 3-6/3 2002, Hà Nội 16 Nguyễn Xuân Quýnh, 2005 Báo cáo tổng kết đề tài: Đánh giá ảnh hưởng chất độc hóa học trình biến đổi HST khu vực Mã Đà (Đồng Nai, Bình Phước, Bình Dương) hồ Biên Hùng (Tp Biên Hòa) 17 Lương Văn Thanh, 2004 Báo cáo: Đánh giá ảnh hưởng CĐHH môi trường hồ Trị An - Đề xuất giải pháp khắc phục 18 UB Quốc gia điều tra hậu chiến tranh hóa học Mỹ Việt Nam, 1983 Hội thảo Quốc tế tác động lâu dài chiến tranh hóa học VN (Tập II) 19 UBQG điều tra hậu CĐHH dùng chiến tranh VN (UB 10-80), 2000 Hậu chất hóa học sử dụng chiến tranh VN 1961-1971 Kỷ yếu cơng trình, Quyển II, phần 20 Carl Herlitz, Tobias Nordstrm, 2002 Consequences of Dioxin contamination during the Vietnam War, SIDA 21 http://library.thinkquest.org/C0110400/usr/www/tq, 2006 Dioxin pollution soil 22 http://www2.kankyo.metro.tokyo.jp/kouhou/env/e Measures agaist soil and Groundwater pollution