Kết quả nghiên cứu ở Bảng 15 và Hình 35 cho thấy, hiệu quả xử lý DDT rất nhanh trong giai đoạn 30 ngày đầu của quá trình xử lý. Hiệu quả xử lý đạt 87,58 % ở tầng 0 – 50 cm và 89,39 % ở tầng 50 – 100 cm sau 30 ngày xử lý. Hiệu quả xử lý tăng chậm hơn sau 30 ngày xử lý. Cụ thể tại tầng 0 – 50 cm: sau 45 ngày hiệu quả xử lý đạt
92,7 %, tăng 5,12 % so với sau 35 ngày; sau 60 ngày hiệu quả xử lý đạt 96,43 %, tăng 3,73 % so với sau 45 ngày; sau 75 ngày hiệu quả xử lý đạt 97,25%, tăng 0,82 % so với sau 60 ngày và sau 90 ngày hiệu quả xử lý đạt 97,86%, tăng 0,61 % so với sau 75 ngày. Tại tầng 50 – 100 cm: sau 45 ngày hiệu quả xử lý đạt 93,62 %, tăng 4,23 % so với sau 35 ngày; sau 60 ngày hiệu quả xử lý đạt 96,45 %, tăng 2,83 % so với sau 45 ngày; sau 75 ngày hiệu quả xử lý đạt 97,3%, tăng 0,85 % so với sau 60 ngày và sau 90 ngày hiệu quả xử lý đạt 97,87%, tăng 0,57 % so với sau 75 ngày. Hầu hết ở các khoảng thời gian nghiên cứu thì hiệu quả xử lý tại tầng 0 – 50 cm nhỏ hơn hiệu quả xử lý tại tầng 50 – 100 cm. Kết quả nghiên cứu này hoàn toàn phù hợp với lý thuyết và nghiên cứu hiệu quả xử lý DDT trong phịng thí nghiệm. Tuy nhiên hiệu quả xử lý tại thực địa có nhỏ hơn trong phịng thí nghiệm do trong phịng thí nghiệm có thể giám sát chặt chẽ các yếu tố có thể ảnh hƣởng đến hiệu quả xử lý, hơn nữa mẫu xử lý trong phịng thí nghiệm ln đƣợc giữ ở độ ẩm 80%, điều này khơng thể thực hiện ngồi thực địa.
3.7.2. Thử nghiệm xử lý DDT trong đất bằng phương pháp tại chỗ (in-situ)
Đất khu vực nghiên cứu là nền kho Hƣơng Vân, xã Lạc Vệ, huyên Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh bị ơ nhiễm DDT với nồng độ là 762 µg/kg (tầng 0 – 50 cm) và 978 µg/kg (tầng 50 – 100 cm). Để thử nghiệm xử lý DDT ngoài thực địa bằng phƣơng pháp tại chỗ, nghiên cứu đã tiến hành khoan các lỗ với đƣờng kính 27 mm và độ sâu 100 cm (cụ
thể ở phần 2.3.6), sau đó đổ dung dịch chứa Fe0 nano (với tỷ lệ trung bình Fe0
nano/DDT là 4/1) vào các lỗ sao cho dung dịch có thể thấm đều ra xung quanh. Giữ nguyên theo hiện trạng tự nhiên và cứ sau 15 ngày thí nghiệm, lấy mẫu và phân tích hàm lƣợng DDT cịn lại. Kết quả đƣợc thể hiện ở Bảng 16.
Bảng 16. Hiệu quả xử lý DDT ngoài thực địa bằng phƣơng pháp tại chỗ TT Thời gian xử TT Thời gian xử lý, ngày Độ sâu lấy mẫu, cm Nồng độ DDT, µg/kg Hiệu quả xử lý, % Trước xử lý Sau xử lý 1. 15 0 – 50 762 577,0 24,28 2. 50 – 100 978 720,1 26,37 3. 30 0 – 50 762 456,3 40,12 4. 50 – 100 978 549,2 43,84 5. 45 0 – 50 762 381,2 49,97 6. 50 – 100 978 451,7 53,81 7. 60 0 – 50 762 323,1 57,60 8. 50 – 100 978 373,8 61,78 9. 75 0 – 50 762 266,3 65,05 10. 50 – 100 978 302,2 69,10 11. 90 0 – 50 762 239,7 68,54 12. 50 – 100 978 256,2 73,80 0 20 40 60 80 100 120
0 ngày 15 ngày 30 ngày 45 ngày 60 ngày 75 ngày 90 ngày
Thời gian xử lý H iệu quả xử lý , %
Phương pháp chuyển vị Phương pháp tại chỗ
Hình 36. So sánh hiệu quả xử lý DDT bằng phương pháp chuyển vị và phương pháp tại chỗ
Kết quả nghiên cứu ở Bảng 16 cho thấy, giống nhƣ thí nghiệm xử lý DDT trong đất bằng phƣơng pháp chuyển vị, phƣơng pháp tại chỗ cũng cho hiệu quả xử lý DDT rất nhanh trong giai đoạn 30 ngày đầu của quá trình xử lý. Hiệu quả xử lý đạt 40,12 %
ở tầng 0 – 50 cm và 43,84 % ở tầng 50 – 100 cm sau 30 ngày xử lý. Hiệu quả xử lý tăng chậm hơn sau 30 ngày xử lý. Hiệu quả xử lý lớn nhất sau 90 ngày đạt 68,54 % tại tầng 0 – 50 cm và 73,8 % tại tầng 50 – 100 cm.
Kết quả nghiên cứu ở Hình 36 cho thấy, hiệu quả xử lý của phƣơng pháp tại chỗ là kém hơn so với phƣơng pháp chuyển vị ở tất cả các khoảng thời gian xử lý. Sau 15 ngày xử lý thì hiệu quả xử lý của phƣơng pháp tại chỗ là 24,28 % tầng 0 -50 cm và 26,37 % tầng 50 – 100 cm tƣơng ứng bằng 67 và 68,3 % so với phƣơng pháp chuyển vị; Sau 30 ngày xử lý thì hiệu quả xử lý của phƣơng pháp tại chỗ là 40,12 tầng 0 -50 cm và 43,84 % tầng 50 – 100 cm tƣơng ứng bằng 45,8 và 49,0 % so với phƣơng pháp chuyển vị; Sau 45 ngày xử lý thì hiệu quả xử lý của phƣơng pháp tại chỗ là 49,975 tầng 0 -50 cm và 53,81 % tầng 50 – 100 cm tƣơng ứng bằng 53,9 và 57,5 % so với phƣơng pháp chuyển vị; Sau 60 ngày xử lý thì hiệu quả xử lý của phƣơng pháp tại chỗ là 57,6 % tầng 0 -50 cm và 61,78 % tầng 50 – 100 cm tƣơng ứng bằng 59,7 và 64,1 % so với phƣơng pháp chuyển vị; Sau 75 ngày xử lý thì hiệu quả xử lý của phƣơng pháp tại chỗ là 65,05% tầng 0 -50 cm và 69,1 % tầng 50 – 100 cm tƣơng ứng bằng 66,9 và 71 % so với phƣơng pháp chuyển vị; Sau 90 ngày xử lý thì hiệu quả xử lý của phƣơng pháp tại chỗ là 68,54 tầng 0 -50 cm và 73,8 % tầng 50 – 100 cm tƣơng ứng bằng 70 và 75,4 % so với phƣơng pháp chuyển vị. Phƣơng pháp chuyển vị có hiệu quả cao hơn là do đất
đƣợc đào lên và trộn đều với Fe0
nano nên Fe0 nano rất dễ dàng tiếp xúc với DDT làm
tăng hiệu quả của quá trình xử lý. Phƣơng pháp tại chỗ Fe0
nano đƣợc bổ sung từ lỗ khoan sau đó mới thấm dần đến các lớp đất khác, vì vậy ít nhiều ảnh hƣởng đến sự tiếp
cận của Fe0
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Kết luận
Đất nghiên cứu có hàm lƣợng chất dinh dƣỡng nghèo P2O5 tổng số là 0,057 %;
P2O5 dễ tiêu là 0,243 mg/100 g đất; hàm lƣợng chất hữu cơ là 1,79 %. Giá trị pH = 3,46
ở mức rất chua, thành phần cơ giới nhẹ, thịt pha cát; dung tích trao đổi cation thấp 6,25
mgđlg/100g đất; hàm lƣợng Fe2+ rất nhỏ 0,95 mg/100g đất; hàm lƣợng NO3- ở mức
trung bình 3,372 mg/100g đất.
Dƣ lƣợng hóa chất bảo vệ thực vật tại kho Hƣơng vân chủ yếu là DDT, nồng độ DDT tại vị trí trung tâm có giá trị cao nhất, vƣợt QCVN 04/2008/BTNMT từ 76,2 đến 96,8 lần và giảm dần theo khoảng cách 30, 100 và 200m.
Fe0 nano đƣợc chế tạo bằng phƣơng pháp sử dụng NaBH4 khử muối sắt (II) pha
trong cồn có sử dụng chất phân tán là PAA, sản phẩm tạo thành rất thuần nhất (hồn
tồn là Fe0), có kích thƣớc tƣơng đối nhỏ (10 - 18,6 nm), có diện tích bề mặt lớn (60
m2/g) và có thể làm khơ và bảo quản ở nhiệt độ phịng.
Đối với nƣớc đƣợc gây nhiễm DDT nhân tạo với nồng độ 35 mg/l, tỷ lệ Fe0
nano/DDT là 19/1 thì sau 24 giờ xử lý hiệu quả xử lý đạt 84,1%. Tại pH = 3 hiệu quả xử lý đạt giá trị cao nhất 82,51% và nhỏ nhất là 69,74% tại pH = 7.
Đất nền kho Hƣơng Vân có nồng độ DDT là 978 µg/kg, với lệ Fe0
nano/DDT đƣợc sử dụng là 205/1 thì sau 10 ngày tồn bộ lƣợng DDT trong đất đã đƣợc xử lý. Với
tỷ lệ Fe0 nano/DDT là 4/1 thì sau 20 ngày có thể xử lý đƣợc 78 %. Khi tăng tỷ lệ Fe0
nano/DDT từ 2/1 đến 12/1 thì hiệu quả xử lý DDT tăng từ 46,91 đến 92,76 %. Tại pH đất bằng 3 hiệu quả xử lý DDT là cao nhất (79,33 % sau 20 ngày) và sau đó giảm dần
khi tăng pH lên 5 và 7. Hiệu quả xử lý DDT bởi Fe0 nano chịu ảnh hƣởng lớn vào hàm
lƣợng axit humic. Hiệu quả xử lý DDT đã giảm từ 78 % xuống còn 20 % khi bổ sung thêm vào đất 50% lƣợng axit humic ban đầu.
Đối với xử lý đất ơ nhiễm DDT ngồi thực địa thì hiệu quả xử lý theo phƣơng pháp tại chỗ là kém hiệu quả hơn so với theo phƣơng pháp chuyển vị. Sau 90 ngày xử lý thì hiệu quả xử lý của phƣơng pháp tại chỗ là 68,54 % ở tầng 0 - 50 cm và 73,8 % ở tầng 50 – 100 cm tƣơng ứng chỉ bằng 70 và 75,4 % so với phƣơng pháp chuyển vị.
Khuyến nghị
Lĩnh vực nghiên cứu sử dụng Fe0 nano nhằm xử lý mơi trƣờng nói chung và xử
lý đất nhiễm thuốc bảo vệ thực vật DDT nói riêng là hƣớng nghiên cứu mới có nhiều triển vọng phát triển và mở rộng nghiên cứu. Đề tài kiến nghị một số nội dung cần nghiên cứu ở các giai đoạn tiếp theo nhƣ sau:
- Nghiên cứu môi trƣờng điều chế Fe0
nano để có thể tạo đƣợc Fe0 nano có kích
thƣớc nhỏ hơn.
- Nghiên cứu ảnh hƣởng của các kim loại nặng, các anion và vi sinh vật đến hiệu
quả xử lý DDT và sử dụng chỉ tiêu đánh giá tổng hợp để tính tốn hiệu quả xử lý của các loại đất khác nhau khi biết các đặc điểm, tính chất của loại đất đó.
- Nghiên cứu chế tạo vật liệu Fe0
nano gắn trên nền chất mang khác nhau để có thể ứng dụng rộng rãi và hiệu quả hơn trong xử lý môi trƣờng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Đào Thị Ngọc Ánh (2009), Nghiên cứu phân loại khả năng phân hủy DDT và sinh
Laccase của chủng nấm sợi phân lập từ đất ô nhiễm hỗn hợp thuốc trừ sâu, Luận văn thạc sỹ khoa học, Đại học Thái nguyên.
2. Lâm Vĩnh Ánh, Võ Thành Vinh (2005), Công nghệ tiêu huỷ thuốc bảo vệ thực vật
tồn đọng, cấm sử dụng bằng phương pháp thiêu đốt trên hệ thống lò thiêu đốt hai cấp, http://www.nea.gov.vn/tapchi/Toanvan/01-2k3-18.htm.
3. Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Nguyễn Xuân Cự, Phạm Văn Khang, Nguyễn Ngọc Minh
(2004), Một số phƣơng pháp phân tích mơi trƣờng, Nhà xuất bản Quốc gia Hà Nội.
4. Nguyễn Hoàng Hải (2008), Chế tạo và nghiên cứu chất lỏng từ tính, Đề tài NCKH.
QT.07.10, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.
5. Trần Quang Hƣng (1995), Thuốc bảo vệ thực vật, NXB. Nông nghiệp, Hà Nội.
6. Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Cự, Bùi Thị Ngọc Dung, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp,
Cái Văn Tranh (2000), Phương pháp phân tích đất nước phân bón cây trồng, NXB Giáo dục, Hà Nội.
7. La Vũ Thùy Linh (2010), Công nghệ nano-cuộc cách mạng trong khoa học kỹ thuật
thế kỷ 21. Tạp chí Khoa học & ứng dụng số 12, tr 14 – 26.
8. Nguyễn Văn Minh và các cộng sự (2002), Nghiên cứu phương pháp xử lý chất độc
da cam-đioxin tồn lưu phù hợp với điều kiện ở Việt Nam, Đề tài cấp Bộ Quốc
phòng.
9. QCVN 04:2008/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về dƣ lƣợng hoá chất bảo
vệ thực vật trong đất.
10. Trịnh Thị Thanh, Nguyễn Khắc Kim (2005), Quản lý chất thải nguy hại, NXB Đại
11. Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 7538-2 : 2005), Chất lƣợng đất – Hƣớng dẫn kỹ thuật lấy mẫu.
12. TCVN 6124:1996._ Chất lƣợng đất. Xác định dƣ lƣợng DDT trong đất.
13. Trung tâm Công nghệ xử lý Mơi trƣờng – Bộ Tƣ lệnh Hố 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.
14. Trung tâm Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia (2005), Chiến lược phát
triển một số ngành công nghệ cao của một số nước trên thế giới - Phần II, Chiến lược phát triển công nghệ nano, http://www.ebook.edu.vn.
15. Bùi Cách Tuyết (2000), Bảo vệ thực vật, Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh
16. Viện Thổ nhƣỡng nơng hố (1999), Sổ tay phân tích đất nước phân bón và cây
trồng, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội.
17. Võ Thành Vinh (2006), Nghiên cứu quá trình xử lý một số chất độc quân sự bằng
phương pháp ơxi hố điện hố, Luận án Tiến sỹ.
Tiếng Anh
18. Agency for Toxic Substances & Disease Registry, (2002), Toxicological Profile for
DDT, DDE and DDD, http://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp35.pdf.
19. Amal Kumar Mondal, Sanjukta Mondal (Parui)*, Sumana Samanta and Sudebi
Mallick (2011), Synthesis of Ecofriendly Silver Nanoparticle from Plant Latex used
as an Important Taxonomic Tool for Phylogenetic Interrelationship, Advances in bioresearch, vol. 2 [1], 122 – 133.
20. Angela Volpe, Antonio Lopez, Giuseppe Mascolo và Antonio Detomaso-Italia,
(2004), Chlorinated herbicide (triallate) dehalogenation by iron powder, (Chemos -
21. Ben-Dyke R., Sanderson D., Noakes D., (1970), Acute toxicity data for pesticides,
World Rev Pestic Cont, 9, pp.119- 127.
22. Chul C.H., Mohammad A.B., Raj S. (2008) Method of sunthesing air-stable zero-
valent iron nanoparticles at room temperature and application, United States
Patent Application 2008/009105.
23. Le Duc, Pham Viet Duc "Testing of nano iron for removal of DDT in soils collected
in the vicinity of a pesticide stockpile in North VietNam" VietNam National
University, HaNoi, Journal of Science - Natural Sciences and Technology, Vol. 26, No 5S, 2010, p. 696-702.
24. Efecan N. and Shahwan T., Ahmet E., Eroglu A.E., Lieberwirth (2009) "Characte-
rization of the uptake of aqueous Ni2+ ions on nanoparticles of zero- valent iron (nZVI)”, Desalination 249,1048- 1054.
25. Glavee G.H., Klabunde K.J, Sorensen Ch.M.& Hadjipanayis G. (1995), Chemistry
of borohydride reduction of iron(II) and iron(III) in aqueous and nonaqueous media. Formation of nanoscale Fe, FeB, and Fe2B powders. Inorg. Chem. Vol.
34, pp. 28-35
26. Heesu Park, Yong-Min Park, Kyoung-Min Yoo and Sang-Hyup Lee (2009),
Reduction of nitrate by resin-supported nanoscale zero-valent iron, Water Science
& Technology—WST Vol 59 No 11 pp 2153–2157.
27. Hui Chen, Ronny Berndtsson, Mingguang Ma, Kun Zhu (2008), Characterization
of insolubilized humic acid and its sorption behaviors, http://www.springerlink. com/content/e0158x36q7146647/.
28. Kuo-Cheng Huang and Sheryl H. Ehrman (2006), Synthesis of Iron Nanoparticles
29. Li X., Daniel W.E., and Zhang W . (2006), “Zero-valent iron nanoparticles for Abatement of Environmental Pollutants: Materials and Engineering Aspects”,
Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences, 31:111-122.
30. Lin K.S., Chang N.B., and Chuang T.D. ( 2008) " Fine structure of nitrites and
nitrates in wastewater and growdwater ", Science and Technology of Advanced Materials 9025015.
31. María E. Morgada, Ivana K. Levy, Vanesa Salomone, Silvia S. Farías, Gerardo López, Marta I. Litter (2009), Effects of hardness and alkalinity on the removal of arsenic(V)
from humic acid-deficient and humic acid-rich groundwater by zero-valent iron, Water
Research, Volume: 43, Issue: 17, Publisher: Elsevier Ltd, Pages: 4296-4304.
32. Mason.C.F (1996), Biology of freshwater pollution, Longman Group limited.
33. Nazli Efecan, Talal Shahwan, Ahmet E.Eroglu, Ingo Lieberwirth (2008),
Characterization of the adsorption behaviour of aqueous Cd(II) and Ni(II) ions on nanoparticles of zero-valent iron, School of Engineering and Science of İzmir
Institute of Technology in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of master of science in Chemistry.
34. National Academy of Sciences (1993), Alternative technologies for the destruction
of Chemical Agents and Munitions, Committee on alternative chemical demilita- rizeation on army science and technology commission on engineering and technical systems national research council, Washington, D.C.
35. Patanjali Varanasi, Andres Fullana, Sukh Sidhu (2007), “Remediation of PCB con-
taminated soils using iron nano-particles”, Chemosphere 66, 1031-1038.
36. Salomons.W; W.M.Stigliani (1995), Biogeodynamics of pollutants in soils and se-
diments, Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
38. Shah, M. M.; Barr, D. P.; Chung, N.; Aust S.D., (1992),“ Use of white rot fungi for
the degradation of environmental cheicals”, Toxicology letters, 64/65, pp.493- 501.
39. Shea, P. J., Machacek; T.A., Comfort, S.D (2004), Accelerated remediation of
pesticide-contaminated soil with zerovalent iron, Environmental Pollution, 2004
(vol.132) (No.2) 183-188.
40. Staples C., Werner A., Hoogheem T., (1985) “Assessment of priority pollutant
concentrations in the United States using STORET database”, Environ Toxicol
Chem 4, pp.131- 14.
41. Suwanee Junyapoon (2005), Use of zero-valent iron for wastewater treatment,
KMITL Science and Technology Journal, Bangkok, Thailand.
42. The Use and Effectiveness of Phytoremediation to Treat Persistent Organic