Ở nhiệt độ thấp dưới 100o C:
Khi phân hủy ở nhiệt độ thấp (từ 50°C đến 70°C) thì có sự chuyển hóa DDT và DDD thành DDE, do vậy nồng độ DDE trong đất tăng.
Dưới tác dụng của nhiệt, một phần DDT trong đất đã chuyển sang dạng hơi, thoát ra khỏi đất, đây là một nguyên nhân chính khiến tổng DDT trong đất giảm mạnh, tuy nhiên, cũng là một nguồn gây ô nhiễm thứ cấp trong q trình xử lý DDT.
Khi có xúc tác CaO không phát hiện thấy cả DDT, DDD, DDE trong mẫu khí, điều đó chứng tỏ CaO có vai trị trong việc nâng cao hiệu suất phân hủy DDT.
Ở 50°C, đối với mẫu khí vẫn tìm thấy DDT, DDE khi có xúc tác CaO + BT, chứng tỏ BT chưa thực sự đóng góp nhiều vào q trình phân hủy DDT. Nhưng khi tăng nhiệt độ lên 70°C, không phát hiện DDT, DDD và DDE, chứng tỏ BT bắt đầu đóng vai trị trong q trình phân hủy DDT.
Trong tất cả các thí nghiệm, hiệu suất phân hủy DDT khá cao tuy nhiên, hàm lượng DDT sau phân hủy nhiệt vẫn cao hơn so với Tiêu chuẩn Việt Nam (0,01 mg/kg).
Ở nhiệt độ trung bình từ 100-200o C:
Ở cùng nhiệt độ phân hủy, với 100°C khi thay đổi số lượng thành phần chất trong ống phản ứng thì hiệu suất phân hủy DDT cũng thay đổi theo tăng từ 99,39% lên 100%; ở 200°C hiệu suất phân hủy tăng từ 99,6% lên 100%. Như vậy số lượng thành phần chất thêm vào đất đã làm ảnh hưởng đến phản ứng phân hủy nhiệt đối với DDT. Đặc biệt khi có mặt của BT có chứa các kim loại đã làm cho việc phân hủy DDT xảy ra hoàn toàn, đạt hiệu suất 100%.
Khi tăng nhiệt độ từ 100°C lên 200°C, nồng độ DDE bắt đầu giảm từ 0,0536 xuống cịn 0,0046mg/L đối với mẫu khơng xúc tác và giảm từ 0,1322 xuống 0,0017mg/L đối với mẫu có xúc tác CaO; phân hủy hồn tồn đối với mẫu có mặt CaO+BT. Điều đó cho thấy lúc này DDE mới thực sự bắt đầu phân hủy nhiệt.
Sau khi phân hủy nhiệt ở dải nhiệt độ trung bình, đối với mẫu M9 và M12, nồng độ DDTtổng không phát hiện thấy.
Ở 100°C, hàm lượng DDT sau phân hủy đối với mẫu không xúc tác và có xúc tác CaO vẫn cao hơn Tiêu chuẩn cho phép. Khi tăng nhiệt độ lên 200°C, hàm lượng DDT sau xử lý giảm từ mức cao hơn Tiêu chuẩn 1,5 lần xuống mức đạt Tiêu chuẩn cho phép. Đặc biệt, trong mâu có xúc tác BT + CaO sau phân hủy ở 100°C, 200°C đạt Tiêu chuẩn Việt Nam (0,01mg/kg).
3.7.Đánh giá nguy cơ rủi ro khi tiếp xúc với DDT trong đất trƣớc và sau xử lý ở 100°C qua đƣờng ăn uống.
Dựa vào nồng độ DDT, DDE, DDD trước và sau khi xử lý đất nhiễm DDT và các giả thiết về điều kiện sống để tính tốn và đánh giá nguy cơ rủi ro xảy ra khi phơi nhiễm DDTtổng qua đường ăn uống.
Sử dụng công thức 1.2 và các giả thiết về các thơng số nêu dưới đây để tính lượng chất độc trung bình một đời người (hoặc một quãng đời) tiếp nhận trong một ngày theo con đường ăn uống (IT) [20].
+ CS = là các giá trị nồng độ DDTtổng trong mẫu đất thực tế trước và sau khi xử lý.
- Đối với người lớn 70 năm sống tại khu đất bị ô nhiễm DDT: FI = 1.0
EF = 365 ngày/ năm ED = 70 năm
AT = 365 ngày/ năm x 70 năm CF = 10-6 kg/mg
IR = 100mg đất/ngày ABS = 1.0
BW = 60 kg cân nặng cơ thể
- Đối với người lớn 30 năm sống tại khu đất bị ơ nhiễm DDT và có thời gian sống xa nhà nhất định:
FI x EF x ED = 5880 ngày ED = 30 năm
AT = 365 ngày/ năm x 70 năm CF = 10-6 kg/mg
IR = 100mg đất/ngày ABS = 1.0
BW = 60 kg cân nặng cơ thể
- Đối với trẻ em học tập tại khu đất bị ô nhiễm DDT: FI x EF x ED = 1080 ngày
EF = 180 ngày/năm
ED = 12 năm ( đối với trẻ từ 6 đến 17 tuổi) AT = 365 ngày/ năm x 70 năm
CF = 10-6 kg/mg IR = 110mg đất/ngày ABS = 1.0
BW = 41,6 kg cân nặng cơ thể
Kết quả tính và đánh giá mức độ rủi do tiếp xúc với trong đất nhiễm DDT cho 3 trường hợp khác nhau được chỉ ra trong bảng 21:
Bảng 21: Kết quả tính nguy cơ rủi ro khi tiếp xúc với DDT trong đất trước và sau xử lý ở 100°C qua đường ăn uống
Mẫu nghiên cứu Các trƣờng hợp đánh giá rủi ro sống trên đất nhiễm DDTtổng Nồng độ DDTtổng ban đầu trong mẫu đất (mg/kg) Nguy cơ rủi ro DDTtổng ban đầu (mg/kg) Nồng độ DDTtổng sau xử lý (mg/kg) Nguy cơ rủi ro DDTtổng sau xử lý (mg/kg) Mức rủi ro cho phép đối với DDTtổng trong đất (mg/kg) M7 Người lớn sống 70 năm sống liên tục ở nhà 4,4218 73.10-7 0,1216 2,03.10-7 10.10-7 Người lớn sống 30 năm và có thời gian sống xa nhà 16,96.10-7 0,46.10-7
Trẻ em 6-17 sinh hoạt ở trường 4,95.10-7 0,14.10-7 M8 Người lớn sống 70 năm sống liên tục ở nhà 4,4218 73,0.10-7 0,1532 2,5. 10-7 Người lớn sống 30 năm và có thời gian sống xa nhà 16,96.10-7 0,59.10-7 Trẻ em 6-17 sinh hoạt ở trường 4,95.10-7 0,17.10-7 M9 Người lớn sống 70 năm sống liên tục ở nhà 4,4218 73.10-7 - - Người lớn sống 30 năm và có thời gian sống xa nhà 16,96.10-7 - Trẻ em 6-17 sinh hoạt ở trường 4,95.10-7 -
Nhận xét chung:
Đối với đất chưa xử lý, có nồng độ DDTtổng trong đất là 4,4218 mg/kg, nếu:
Những người lớn cư trú tại vùng đất này 70 năm liên tục thì mức rủi ro phơi nhiễm DDTtổng là 73.10-7 mg/kg, có nghĩa là, trong thời gian sống 70 năm cứ 10 triệu cá thể thì có khoảng 73 trường hợp bị phơi nhiễm DDTtổng vượt mức rủi ro cho phép (10.10-7
mg/kg) và có khả năng bị ung thư.
Những người lớn sống 30 năm, có những thời gian sống xa nhà nhất định tại khu vực đất bị ơ nhiễm DDTtổng là 4,4218 mg/kg, thì mức rủi ro phơi nhiễm DDTtổng là 16,96.10-7 mg/kg, có nghĩa là, trong thời gian sống 30 năm cứ 10 triệu cá thể thì có khoảng 16 trường hợp bị phơi nhiễm DDTtổng vượt mức rủi ro cho phép và có khả năng bị ung thư.
Đặc biệt đối với trẻ em học tại trường xây dựng trên khu vực đất bị ô nhiễm DDTtổng là 4,4218 mg/kg, thì mức rủi ro phơi nhiễm DDTtổng là 4,95.10-7 mg/kg, có nghĩa là, trong thời gian sống ở trường cứ 10 triệu cá thể thì có khoảng 4 trường hợp bị phơi nhiễm DDTtổng vượt mức rủi ro cho phép và có khả năng bị ung thư.
Đối với đất đã xử lý, với các mức nồng độ DDTtổng khác nhau, thì thấy: Mẫu M1: nồng độ DDTtổng là 0,1216 mg/kg, mức rủi ro giảm từ 2,03.10-7 mg/kg xuống 0,136.10-7 mg/kg tương đương từ 2 trường hợp/10 triệu cá thể có khả năng phơi nhiễm DDTtổng xuống còn 0,1 trường hợp/ 10 triệu cá thể, thấp hơn nhiều so với mức rủi ro có thể chấp nhận được (10.10-7
mg/kg). Mẫu M2: nồng độ DDTtổng là 0,1532mg/kg (do DDT, DDD chuyển hết sang DDE), do vậy, mức rủi tăng cao hơn. Với lượng DDTtổng là 0,1532mg/kg thì mức rủi ro giảm từ 2,5.10-7
mg/kg xuống 0,17.10-7mg/kg tương đương với từ 2 trường hợp/10 triệu cá thể có khả năng phơi nhiễm DDTtổng xuống còn 0,17 trường hợp/10 triệu cá thể, thấp hơn nhiều so với mức rủi ro có thể chấp nhận được.
Mẫu M3: DDT và DDD, DDE đã phân hủy hết nên đất sau xử lý trong trường hợp này an toàn với người.
KẾT LUẬN
1. Kết quả phân tích DDT trong đất tại kho chứa hóa chất bảo vệ thực vật tại xóm 15, Quỳnh Lâm, Quỳnh Lưu, Nghệ An đã xác định được nồng độ DDT trong đất là 4,42 mg/kg, cao hơn Tiêu chuẩn cho phép của Việt Nam 442 lần.
2. Các thí nghiệm đánh giá q trình phân hủy nhiệt của DDT trong mẫu đất tại khu vực nghiên cứu cho thấy:
a. Ở dải nhiệt độ thấp, trong khoảng nhiệt độ 50oC đến 70o
C, có sự chuyển hóa DDT và DDD thành DDE, do vậy nồng độ DDE trong đất tăng. Dưới tác dụng của nhiệt, một phần DDT và DDE trong đất đã chuyển sang dạng hơi, được dịng khí chuyển ra khỏi ống dịng phản ứng và hấp phụ vào n-Hexan.
b. Ở dải nhiệt độ trung bình, trong khoảng nhiệt độ từ 100°C đến 200°C, nồng độ DDT giảm so với dải nhiệt độ thấp; Ở 200°C, nồng độ DDE đối với mẫu không xúc tác và mẫu chỉ sử dụng CaO giảm một cách đáng kể so với nồng độ DDE ban đầu, mẫu đất có mặt xúc tác CaO và BT sau thí nghiệm có hàm lượng DDT tổng đạt Tiêu chuẩn Việt Nam (0,01mg/kg).
c. Ở nhiệt độ cao, hàm lượng DDT sau phân hủy vẫn cao hơn so với Tiêu chuẩn Việt Nam; ở 500°C, khi có xúc tác CaO hàm lượng DDT sau phân hủy đạt Tiêu chuẩn Việt Nam (0,01mg/kg). d. Mức độ rủi ro DDTtổng trong đất sau xử lý ở 100°C giảm từ
2,03.10-7mg/kg xuống không phát hiện thấy so với mức rủi ro của đất nhiễm DDT chưa qua xử lý. Đặc biệt đối với người lớn(70 năm) cư trú tại vùng đất bị nhiễm DDT bị phơi nhiễm cao nhất. Mức rủi ro DDTtổng đối với mẫu có xúc tác BT + CaO đạt tiêu chuẩn mức rủi ro cho phép trong đất (0,1.10-7
mg/kg).
e. Đã xác định các sản phẩm khí sinh ra từ q trình phân hủy nhiệt DDT trong đất trên GC/MS. Số lượng chất trong sản phẩm khí ở 100°C ít hơn ở 400°C. Khi phân hủy DDT trong đất ở 400°C sinh ra 46 sản phẩm khí chứa vịng thơm benzen và furan điển hình là Benzofuran, 2, 3-dihydro; Benzofuran, 2-methyl; Biphenyl; Dibenzofuran. Trong khi đó phân hủy DDT trong đất ở 100°C khơng tìm thấy các chất này.
KHUYẾN NGHỊ
Ở Việt Nam cịn nhiều nơi đất bị ơ nhiễm DDT nặng đến rất nặng, do vậy nghiên cứu xử lý đất nhiễm DDT bằng phương pháp phân hủy nhiệt có ý nghĩa thực tiễn và khoa học cao. Cần có những nghiên cứu sâu hơn về phương pháp phân hủy nhiệt DDT trong đất để có được kết quả phù hợp, hiệu quả cao, chi phí thấp, sớm áp dụng trong thực tế.
Cần tiếp tục nghiên cứu làm sáng tỏ vai trò của bentonit như chất xúc tác trong phân hủy DDT ở các nhiệt độ khác nhau.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt
1. Cục Môi trường (2006), Kế hoạch hành động quốc gia thực hiện Công ước Stochkolm về các chất hữu cơ gây ơ nhiễm khó phân hủy đến năm 2020, Hà Nội.
2. Nguyễn Đức Chuy, Trần Thị Mây, Nguyễn Thị Thu (2002), “Nghiên cứu chuyển hóa tro MBy Phả Lại thành sản phẩm chứa zeolit và một số tính chất đặc trương của chúng”, Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, số 4, tr. 35 – 40.
3. Hoàng Thị Mỹ Hạnh, Nguyễn Đương Nhã, Đặng Thị Cẩm Hà (2004).
Nấm sợi phân hủy hydrocarbon thơm đa nhân phân lập từ cặn dầu thô của giếng khai thác dầu, Vũng Tàu. Tạp chí Cơng nghệ Sinh học, số 1
(tập 2): 255- 264.
4. Trương Minh Lương (2001), Nghiên cứu xử lý và biến tính Bentonit Thuận Hải làm xúc tác cho phản ứng Ankyl hóa Hydrocacbon thơm,
Luận án tiến sỹ khoa học, Hà Nội.
5. Nghiêm Ngọc Minh, Vũ Mạnh Chiến, Đặng Thị Cẩm Hà (2006).
Nghiên cứu phân loại và khả năng sử dụng DDT của chủng XKNA21 được phân lập từ đất ơ nhiễm DDT. Tạp chí cơng nghệ sinh
học, số 4 (tập 2): 257-264.
6. Nguyễn Văn Minh và các cộng sự (2002), Nghiên cứu phương pháp xử lý chất độc da cam- ddiooxxin tồn lưu phù hợp với điều kiện ở Việt Nam,
Đề tài cấp Bộ Quốc phòng.
7. Bùi Trung Thành (2013), Nghiên cứu đề xuất và thử nghiệm công nghệ xử lý Policlobiphenyl trong dầu biến thế phế thải, Luận văn Thạc sỹ Khoa học, Khoa Môi trường, trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà nội.
8. Trịnh Thị Thanh, Nguyễn Khắc Linh (2005), Quản lý chất thải nguy hại. NXB ĐH QG Hà Nội, Hà Nội.
9. 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.
10. Nguyễn Văn Thường, Lâm Vĩnh Ánh, Nguyễn Kiều Hưng, Đỗ Quang Huy (2010), "Nghiên cứu xử lý clobenzen bằng phương pháp oxy hoá nhiệt trên xúc tác oxit kim loại", Tạp chí Hóa học và Ứng dụng, số 2, tr. 33-37.
11. Tổng cục môi trường và vụ pháp chế (2008), QCVN 15:2008/BTNMT: Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong đất, Hà Nội.
12. Trung tâm Công nghệ xử lý Mơi trường- Bộ Tư lệnh Hóa Học (2008),
Nghiên cứu lập Dự án đầu tư xử lý thuốc bảo vệ thực vật DDT tồn lưu tại Lữ đoàn 204 – Binh chủng Pháo binh, Hà Nội.
13. Phạm Hùng Việt (2005), Sắc ký khí cơ sở lý thuyết và khả năng ứng dụng, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.
Tài liệu Tiếng Anh
14. Adrinens and et al (1999), Emerging technology series, Genetic
Engineering and Biotechnology Monitor, No.1 and No.2, 1999.
15. Agency for Toxic Substances and Disease Registry (2002). Toxicology profile for DDT, DDE and DDD.
16. Howard P.H. (1991), Handbook of Environmental Fate and Exposure Data for Organic Chemicals. Vol.III. Pesticide. CRC/Lewis Pusblishers, Boca Raton.
17. Lawrence Fishbein (1974), “Chromatographic and biological aspects of DDT and its metabolites”, Joural of Chromatography, 98, pp.177- 251.
18. Miyata, H.; Mashiko, M; Mrasek, F.Aerobic (1998), Treatment of PCDD/Fin fly ash by amine compounds, Organohalogen Compounds,
36, p.245 – 248.
19. National Academy of Sciences (1993), Alternative technologies for the destruction of Chemical Agents and Munitions, Committee on alternative
chemical demilitarization on army science and technology commission on engineering and technical systems national research council, Washington, D.C.
20. Office of the science advisor, “DDT in soil: Guidance for the assessment of health risk to humans”, chapter 8.
21. Van den Berg M. (1998), Toxic Equivalency Factors (TEFs) for PCBs, PCDDs, PCDFs for Humans and Wildlife, Emvironment Health Perspect (12), pp.775-792.
22. WHO (2003), Polychlorinated biphenyls: Human Health Aspects, UNEP and WHO joint sponsorship Publisher, Geneva.
23. Zhang, H., Lu.,Y., Dawson, R.W, Shi,Y., Wang,T. (2005), “Classification and ordination of DDT and HCH in soil samples from the Guanting Reservoir, China”, Chemosphere, 60 (6), pp. 762 – 769.
24. Zaidi R., Baquar. And Imam H. S (1999), “Factors affecting microbial degradation of polycyclic aromatic hydrocacbon phenanthrene in the Caribbean coastal water”, Marine Pollution Bulletin, 38, pp.737- 742.
Tài liệu Interner
25. http://www.tinmoitruong.vn/xa-hoi/nghe-an-chua-xu-ly-dut-diem-tinh- trang-ton-du-thuoc-bao-ve-thuc-vat_46_26290_1.html
PHỤ LỤC
Hình 1P: Sắc đồ phân tích các chất trong mẫu đất khi phân hủy nhiệt DDT, DDD và DDE ở 200°C, không xúc tác trong 3 giờ
Hình 2P: Sắc đồ phân tích các chất trong mẫu đất khi phân hủy nhiệt DDT, DDD và DDE ở 200°C có thêm 0,5g CaO trong 3 giờ.
Hình 3P: Sắc đồ phân tích các chất trong mẫu đất khi phân hủy nhiệt DDT, DDD và DDE ở 200°C có thêm 0,5g CaO+0,5gBT trong 3 giờ
Hình 4P: Sắc đồ phân tích các chất trong mẫu đất khi phân hủy nhiệt DDT, DDD và DDE ở 50°C khơng xúc tác trong 6 giờ
Hình 5P: Sắc đồ phân tích các chất trong mẫu đất khi phân hủy nhiệt DDT, DDD và DDE ở 50°C có thêm 0,5g CaO + 0,5g BT, trong 6 giờ
Hình 6P: Sắc đồ phân tích các chất trong mẫu đất khi phân hủy nhiệt DDT, DDD và DDE ở 70°C khơng xúc tác trong 6 giờ
Hình 7P: Sắc đồ phân tích các chất trong mẫu đất khi phân hủy nhiệt DDT, DDD và DDE ở 70°C có thêm 0,5g CaO + 0,5g BT, trong 6 giờ
Hình 8P: Sắc đồ phân tích các chất trong mẫu đất khi phân hủy nhiệt DDT, DDD và DDE ở 150°C có thêm 0,5g CaO + 0,5g BT, trong 3 giờ
Hình 9P: Sắc đồ phân tích các chất trong mẫu đất khi phân hủy nhiệt DDT, DDD và DDE ở 150°C có thêm 0,5g CaO +1,5g BT, trong 3 giờ
Hình 10P: Sắc đồ phân tích các chất trong mẫu đất khi phân hủy nhiệt