Tổng hàm lượng chất BVTV thu được sau các lần chiết với nồng độ dung môi khác nhau được thể hiện ở hình 3.8
POP tong 150 Lan 3 120 Lan 2 Lan 1 90 60 30 0 0 10 20 30 40 V (%)
Hình 3.8. Lượng POP các lần chiết bằng dung môi QH2
Dựa vào các hình ta thấy sự biến đổi của đồ thị có sự tương đồng, khác nhau không đáng kể. Khi tăng nồng độ của dung môi thì các hàm lượng DDT thành phần tách được ở các lần chiết đều tăng. Ở lần chiết 1 hàm lượng chất tách được thấp nhất. Hàm lượng các DDT thành phần tách được ở lần chiết 2 tăng mạnh hơn so với lần chiết 1. Ở lần chiết 3, khi nồng độ dung môi ở khoảng 10 – 20% hàm lượng DDT, DDD và DDE tách được ở các lần chiết được tăng mạnh nhất.
Tuy nhiên khi tăng nồng độ dung môi lên 30% thì hàm lượng các chất tách được ở các lần chiết lại giảm và có xu hướng tăng lại khi nồng
độ dung môi tăng lên 40%. Điều này cho thấy tổng hàm lượng các DDT thành phần tách được ở 3 lần chiết không bao giờ vượt quá lượng DDT ban đầu có trong mẫu. Vì vậy ở lần chiết 1 và lần chiết 2, hàm lượng chất tách được luôn có xu hướng tăng nhưng đến lần chiết 3 sẽ giảm để đảm bảo hàm lượng tách chiết được ở các lần chiết không vượt quá lượng ban đầu có trong mẫu. Điều này là hợp lý.
Như vậy ở cả 3 lần chiết hàm lượng DDT, DDD, DDE thu được tăng nhiều nhất khi nồng độ dung môi ở khoảng 10 – 20%.
3.3. Hiệu suất tách chiết
Hiệu suất chiết tách hóa chất thuốc BVTV thu được sau các lần chiết với nồng độ dung môikhác nhau được thể hiện ở hình 3.9.
100 POP tong 80 Lan 3 Lan 2 % H 60 Lan 1 40 20 0 0 10 20 30 40 V (%)
Hình 3.9. Hiệu suất chiết tách POP bằng dung môi QH2
Hiệu suất chiết tách hóa chất thuốc BVTV ở lần chiết 1 và lần chiết 2 đều tăng khi nồng độ dung môi càng cao. Hiệu suất chiết tách ở lần chiết 2 cao hơn so với lần chiết 1. Ở khoảng nồng độ dung môi từ 10 - 20% hiệu suất tách chiết tăng đột biến đặc biệt là lần chiết 3 tăng rõ rệt nhất. Nhưng khi nồng độ dung môi tăng lên 30% thì hiệu suất chiết tách lần 3 lại giảm sau đó tăng không đáng kể. Từ hình 3.9 ta thấy, hiệu suất của quá trình chiết tách khá cao đạt (96,26% khi nồng độ dung môi là
Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp
40%). Dựa vào đó sẽ thấy việc lựa chọn nồng độ dung môi khoảng 20 – 30% thì sẽ đạt được hiệu suất cao mà lại giảm chi phí chiết tách.
3.4. Tỉ lệ của khối lượng các hợp chất DDT thành phần tách chiết
3.4.1. Tỉ lệ các hợp chất của lần chiết 1
Tỉ lệ của khối lượng hợp chất DDE, DDD, DDT tách chiết được ở các lần chiết 1 so với khối lượng tổng của ba hợp chất (DDE + DDD + DDT) ở lần chiết đó được thể hiện trong các hình từ 3.10.
60 45 DDE - 1 DDE - 0 30 DDD - 1 DDD - 0 15 DDT -1 DDT - 0 0 0 15 30 45 60 V (%) Hình 3.10. Tỉ lệ các DDT thành phần của lần chiết 1 bằng QH2
Số liệu ở hình 3.10 được xử lí bằng cách lấy hàm lượng của các DDT thành phần tách được ở lần chiết 1 chia cho tổng hàm lượng (DDT + DDD + DDE) tách được ở lần chiết 1 rồi đem so sánh với hàm lượng ban đầu có trong mẫu.
Dựa vào hình 3.10 ta thấy, hàm lượng DDT thành phần của lần chiết 1 luôn thấp hơn so với hàm lượng của DDT ban đầu. Ở khoảng nồng độ dung môi từ 0 –10% hàm lượng DDT thành phần của lần chiết 1 là cao nhất. Tuy nhiên hàm lượng này lại giảm trong khoảng nồng độ dung môi từ 10 –30% và lại có xu hướng tăng khi tăng nồng độ dung môi lên 40%. Hàm lượng của DDT thành phần tách được ở lần chiết 1 cao nhất khi nồng độ dung môi là 0% và thấp nhất khi nồng độ dung môi là 30%.
Hàm lượng DDD thành phần của lần chiết 1 luôn cao hơn so với hàm lượng DDD ban đầu. Hàm lượng DDD tách được tăng dần khi tăng nồng độ của dung môi từ 0 – 30% sau đó lại giảm khi nồng độ của dung môi là 40%. Hàm lượng thành phần của DDD tách được ở lần chiết 1 cao nhất khi nồng độ của dung môi là 30% và thấp nhất khi nồng độ dung môi là 0%.
Hàm lượng DDE thành phần của lần chiết 1 xấp xỉ bằng với hàm lượng DDD ban đầu. Khi thay đổi nồng độ dung môi hàm lượng DDE thành phần tách được cũng thay đổi nhưng không đáng kể. Ở nồng độ 10% hàm lượng DDE thành phần ở lần chiết 1 là thấp nhấp.
3.4.2. Tỉ lệ các hợp chất của lần chiết 2
Tỉ lệ của khối lượng hợp chất DDE, DDD, DDT tách chiết được ở các lần chiết 2 so với khối lượng tổng của ba hợp chất (DDE + DDD + DDT) ở lần chiết đó được thể hiện trong các hình từ 3.11.
60 45 m 30 % 15 0 DDE-2 DDE-0 DDD-2 DDD-0 DDT-2 DDT-0 0 15 30 45 60 V (%) Hình 3.11. Tỉ lệ các DDT thành phần của lần chiết 2 bằng QH2
Số liệu ở hình 3.11 được xử lí bằng cách lấy hàm lượng của các DDT thành phần tách được ở lần chiết 2 chia cho tổng hàm lượng (DDT + DDD + DDE) tách được ở lần chiết 2 rồi đem so sánh với hàm lượng ban đầu có trong mẫu.
Dựa vào hình 3.11 ta thấy hàm lượng DDT thành phần tách được hầu như thấp hơn so với hàm lượng DDT ban đầu. Khi nồng độ dung môi
Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp
ở khoảng 0 – 10% hàm lượng DDT thành phần thu được tăng đột biến và tăng cao hơn so với hàm lượng DDT ban đầu khi nồng độ của dung môi là 10%. Sau đó lại giảm mạnh khi tăng nồng độ dung môi lên 20%. Hàm lượng DDT thành phần thay đổi không đáng kể khi nồng độ dung môi trong khoảng 20 – 40%.
Hàm lượng DDD thành phần thu được ở lần chiết 2 luôn cao hơn so với hàm lượng DDD ban đầu. Khi tăng nồng độ từ 0% lên 10% hàm lượng DDD thành phần thu được giảm nhưng sau đó lại tăng đột biến khi tăng nồng độ dung môi lên 20%. Hàm lượng DDD thành phần tách được lúc này là cao nhất sau đó thay đổi không đáng kể khi tăng nồng độ dung môi.
Hàm lượng DDE thành phần tách được ở lần chiết 2 không có sự chênh lệch nhiều so với hàm lượng DDE ban đầu.
3.4.3. Tỉ lệ các hợp chất của lần chiết 3
Tỉ lệ của khối lượng hợp chất DDE, DDD, DDT tách chiết được ở các lần chiết 2 so với khối lượng tổng của ba hợp chất (DDE + DDD + DDT) ở lần chiết đó được thể hiện trong các hình từ 3.12.
60 45 DDT-0 DDT-3 DDD-0 30 DDD-3 DDE-0 15 DDE-3 0 0 15 30 45 60 V (%) Hình 3.12. Tỉ lệ các DDT thành phần của lần chiết 3 bằng QH2
Số liệu ở hình 3.12 được xử lí bằng cách lấy hàm lượng của các DDT thành phần tách được ở lần chiết 3 chia cho tổng hàm lượng (DDT +
DDD+ DDE) tách được ở lần chiết 3 rồi đem so sánh với hàm lượng ban đầu có trong mẫu.
Dựa vào hình 3.12 ta thấy hàm lượng các chất thành phần tách được ở lần chiết 3 không có sự biến đổi nhiều như lần chiết 2 và lần chiết 1.
Hàm lượng DDT thành phần tách được ở lần chiết 3 luôn thấp hơn so với hàm lượng DDT ban đầu. Hàm lượng này thay đổi không đáng kể khi tăng nồng độ dung môi hữu cơ.
Hàm lượng DDD thành phần thu được ở lần chiết 3 luôn cao hơn so với hàm lượng DDD ban đầu. Ở khoảng nồng độ dung môi từ 0 – 10% hàm lượng chất tách được tăng sau đó thay đổi không đáng kể khi tiếp tục tăng nồng độ của dung môi.
Hàm lượng DDE thành phần tách được ở lần chiết 3 luôn xấp xỉ bằng hàm lượng DDE ban đầu. Khi nồng độ dung môi là 0% lượng chất tách được cao hơn so với hàm lượng ban đầu nhưng sau đó lại giảm xuống thấp hơn so với hàm lượng ban đầu khi tăng nồng độ dung môi lên 10%. Sau đó thay đổi không đáng kể khi tăng nồng độ dung môi.
3.4.4. Tỉ lệ tổng các hợp chất chiết tách được
Tỉ lệ tổng khối lượng các hợp chất DDE, DDD, DDT tách chiết được so với khối lượng tổng của ba hợp chất (DDE + DDD + DDT) ban đầu được thể hiện trong các hình từ 3.13.
60 45 DDT-0 DDT- tong 30 DDD-0 DDD- tong DDE-0 15 DDE- tong 0 0 15 30 45 60 V (%) Hình 3.13. Tỉ lệ tổng các hợp chất nhóm DDT chiết được bằng QH2
Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp
Số liệu ở hình 3.10 được xử lí bằng cách lấy tổng hàm lượng của các DDT thành phần tách được ở các lần chiết chia cho tổng hàm lượng (DDT + DDD + DDE) tách được rồi đem so sánh với hàm lượng ban đầu có trong mẫu.
Dựa vào hình 3.13 ta thấy, tỉ lệ khối lượng DDT tách chiết được luôn thấp hơn so với hàm lượng DDT ban đầu. Khi nồng độ dung môi ở khoảng 0 - 10% hàm lượng DDT tách chiết được có xu hướng tăng nhưng khi tăng nồng độ dung môi lên 20% thì hàm lượng DDT tách được lại giảm sau đó thay đổi không đáng kể. Tỉ lệ khối lượng DDD tách chiết được luôn cao hơn so với hàm lượng DDD ban đầu. Khi tăng nồng độ dung môi lên càng cao thì hàm lượng DDD tách chiết được càng nhiều. Tỉ lệ khối lượng DDE tách chiết được hơn kém không đáng kể so với hàm lượng DDE ban đầu.
Tổng hàm lượng DDE và DDD tách chiết được luôn có xu hướng tăng chỉ có hàm lượng DDT sẽ giảm ở khoảng nồng độ 10 – 20%. Do tổng hàm lượng DDT, DDD và DDE tách chiết được không bao giờ cao hơn tổng hàm lượng DDT, DDD và DDE ban đầu có trong mẫu.
DDT là một chất ít tan trong nước. Vì vậy, để hòa tan DDT người ta sẽ sử dụng các chất hoạt động bề mặt. Trên thực tế, trong thành phần của hóa chất thuốc BVTV cũng có các chất hoạt động bề mặt. Chính vì thế, đất bị ô nhiễm hóa chất thuốc BVTV sẽ được xử lí bằng dung môi có chứa các chất phụ gia hoạt động bề mặt gốc ancol QH2. Từ kết quả thực nghiệm cho thấy, hàm lượng DDT tách chiết được luôn thấp hơn so với hàm lượng DDT ban đầu. Hàm lượng DDD tách chiết được ngược lại luôn cao hơn so với hàm lượng DDD ban đầu và hàm lượng DDE tách chiết được thì xấp xỉ bằng hàm lượng DDE ban đầu. Điều này chứng tỏ DDT bị chuyển hóa một phần thành DDD và DDE. Nhất là trong môi trường đất, dưới điều kiện ánh sáng mặt trời và sự có mặt của các vi sinh vật thì việc phân hủy DDT thành DDD và DDE càng dễ dàng hơn.
KẾT LUẬN
Đã tiến hành tách chiết đất ô nhiễm thuốc BVTV khó phân huỷ (POP) bằng dung môi có chứa các chất phụ gia hoạt động bề mặt có các nồng độ 0%; 10%; 20%; 30%; 40%. Kết quả phân tích cho thấy, thành phần thu được trong dung dịch chiết là DDT, DDD, DDE.
Từ hiệu suất tách chiết các DDT ta thấy, sử dụng dung môi có nồng độ khoảng 20 –30% sẽ đạt hiệu suất khá cao (80 –90%). Mặc dù khi tăng nồng độ dung môi 40% thì hiệu suất vẫn tăng nhưng rất ít. Vì vậy ta sẽ chọn nồng độ dung môi khoảng 20 – 30% để quá trình tách chiết đạt hiệu suất cao mà lại giảm được chi phí.
Hàm lượng DDD tách được luôn cao hơn hàm lượng DDD ban đầu, hàm lượng DDT tách được luôn thấp hơn hàm lượng DDT ban đầu, hàm lượng DDE hơn kém không đáng kể so với hàm lượng DDE ban đầu. Điều này chứng tỏ, DDT bị chuyển hóa một phần thành DDD và DDE.
Kiến nghị: Cần có các nghiên cứu sâu thêm khả năng tách chiết các hợp chất DDT từ đất ô nhiễm và quá trình biến đổi hợp chất DDT thành DDD khi sử dụng hệ dung môi QH2 để làm rõ về cơ chế chuyển hóa trên.
Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp
TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Tài liệu tiếng Việt
1. Lê Văn Thiện (2009), “Đánh giá sự tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật
trong môi trường đất vùng thâm canh hoa xã Tây Tựu, huyện Từ Liêm,
Hà Nội”, Tạp chí Khoa học Đất, số 31,tr.98.
2. Tổng cục môi trường và vụ pháp chế (2008), QCVN 15:2008/BTNMT: Quychuẩn Kỹ thuật Quốc gia về dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong đất, HàNội.
3. Trịnh Thị Thanh, Nguyễn Khắc Linh (2005), Quản lý chất thải nguy hại. NXB ĐH QG Hà Nội, Hà Nội.
4. Tổng cục Môi trường (2015), "Hiện trạng ô nhiễm môi trường do hóa chất BVTV tồn lưu thuộc nhóm chất hữu cơ khó phân hủy tại Việt
Nam", Hà Nội, tr.24 –26.
5. Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (2014), " Báo cáo Thực trạng và giải pháp quản lý thuốc bảo vệ thực vật".
6. Tổng cục Môi trường (2015), "Báo cáo kết quả điều tra, khảo sát
100-150 điểm ô nhiễm môi trường do hóa chất BVTV POP tồn lưu tại
Việt Nam", Ban Quản lý dự án POP Pesticides.
7. Hội nông dân Việt Nam, Môi trường nông thôn (2015), “Thựctrạng ô nhiễm do hóa chất thuốc BVTV tại Việt Nam”.
8. Văn Hữu Tập (26-10-2015), “Chất thải rắn và nguy hại, công nghệ môi trường, phương pháp ĐTM, đánhgiá tác động môi trường”.
9. Nguyễn Quang Hợp, Trần Quang Thiện, Dương Quang Huấn, Nguyễn Văn Bằng, Lê Xuân Quế, “Nghiên cứu sự ảnh hưởng của các chất phụ gia đến hiệu quả chiết rửa đất ô nhiễm thuốc BVTV khó phân
hủy”, Tạp chí Hóa học, T. 53(5E3), 103-106 (2015).
10. Quỹ Công lý Môi trường (EJF) “What’s Your Poison? Health
Threats Posed by Pesticides in Developing Countries”,2003.
11. Chi cục bảo vệ thực vật Phú Thọ (2009) “Hiểu biết thuốc bảo vệ thực vật”.
12. Osvaldo Karnitz Jr, L.V.A. Gurgel, J.C.P. de Melo, V.R. Botaro, T.M.S. Melo, R.P.de Freitas Gil and L.F. Gil (2007), Adsorption of heavy metal ion from aqueous single metal solution by chemically modified sugarcane bagasse, Bioresource Technology, 98, 1291-1297. 13. Trivette Vanghan., Chung W.Seo., Wayne E.Marshall (2001),
“Removal of selected metal ions from aqueous solution using modified
corncobs”, Bioresource Technology,pp.133
14. R. Ansari, J.Feizy, Ali F.Delavar (Iran), Removal of arsenic ions from Aqueous solutions using conducting polymer, Vol.5, No.4, pp 853-863, October 2008.
15. R.K.Gupta, R.A.Singh, S.S. Dubey (India), Removal of mercury ions from aqueous solutions by composite of polyaniline with polystyrene, Separation and Purification Technology, Volume 38, Issue 3, September 2004, pp 225-232.
16. Julie Louise Gerberding (2002), "Toxicological Profile for DDT,
DDE and DDD", Agency for Toxic Substances & Disease Registry,
USA.
17. C. C. Rimayi (2011), "Influence of matrix effect on selected organochlorine pesticide residues in water form the jukskei river
catchment: Gauteng, South Africa ", Vaal University of Technology.
18. Howard P.H. (1991), Handbook of Environmental Fate and Exposure Data for Organic Chemicals. Vol.III. Pesticide. CRC/Lewis Pusblishers, Boca Raton.
19. Le Thi Bich Thuy (1999), "Persistent Organic Pollutants in
Vietnam", UNEP Proceedings of the Regional Workshop on the
Management of Persistent Organic Pollutants, tr. 377-379.
20. Toxicological Profile: for DDT, DDE, and DDE. Agency for Toxic Substances and Disease Registry, September 2002.