Đất nhiễm DDT
Xúc lên sân phơi, để khô tự nhiên đến độ ẩm nhỏ hơn 20% Nghiền nhỏ đến cỡ hạt 2mm, trộn với 10% cát đen Đổ xuống hố xử lý thành từng lớp theo thiết kế Lu lèn, trồng cỏ và đóng bãi Xử lý tuần hồn nhiều lần với dung dịch hóa chất Pha dung dịch hóa chất Kiểm tra các chỉ tiêu đất
3.4.2. Đề xuất q trình thi cơng xử lý khu vực ơ nhiễm DDT
3.4.2.1. Thứ tự thi công
Các bước thi cơng gồm:
1- Cơng tác giải phóng mặt bằng
2- Dựng hàng rào chắn bụi vật liệu mềm ( bạt che chắn)
3- Xây mương phong tỏa nước mặt và hệ thống thu gom, xử lý nước thải và nước chảy tràn
4- Chuẩn bị sân phơi đất nhiễm
5- Đào hố, chuẩn bị hố để xử lý đất nhiễm nặng 6- Đào đất nhiễm nặng đổ lên sân phơi
7- Nghiền trộn đất nhiễm nặng và 10% cát đen cho vào hố thành từng lớp 50cm cùng với hệ thống phân phối dung dịch hóa chất và tiến hành xử lý theo cơng nghệ
8- Đào xúc theo hình thức cuốn chiếu phần đất nhiễm nhẹ lên sân phơi và xử lý hóa học rồi đổ vào hố chơn theo cơng nghệ
9- Lu lèn, trồng cỏ, hồn trả mặt bằng
10- Tháo giỡ các cơng trình phụ trợ, xử lý than hoạt tính sau hấp phụ, các loại vật liệu nhiễm
11- Vệ sinh tiêu độc khu vực xử lý và tổ chức nghiệm thu bàn giao mặt bằng
3.4.2.2. Giải pháp thi công
Hố chôn được thi công theo hai giai đoạn để phù hợp với diện tích mặt bằng cho phép. Sau khi đào xúc hết lớp đất nhiễm của ½ diện tích đất cần xử lý (với độ sâu 2m) đổ lên sân phơi đã được lót một lớp vải địa chống thấm. Tiếp tục đào thêm 0,6m đất không nhiễm đổ ra bãi thải và vận chuyển đi trong khu vực bãi đất nhiễm để lấy thể tích đủ chơn lấp. Tiếp tục xử lý thành hố và đáy hố theo thiết kế, trải đáy hố bằng một lớp cát đen trộn 10% Bentonit, san phẳng và lu lèn chặt. Trải lớp vải địa chống thấm và HDPE. Phần tiếp giáp với khu vực đất nhiễm chưa đào xúc được ngăn cách bởi bờ tường làm bằng bao cát theo thiết kế.
- Khu vực nghiền trộn sẽ được bố trí trên phần đất chưa xử lý để tiết kiệm diện tích và thuận tiện cho q trình thi cơng. Ở giai đoạn 2, khu vực này được chuyển sang phần hố chôn đất đã xử lý ở giai đoạn 1.
- Sau khi đổ đầy lớp đất nhiễm đã xử lý giai đoạn 1 xuống hố chôn, tiếp tục đào phần đất nhiễm còn lại lên sân phơi và xử lý theo quy trình cơng nghệ như trên.
- Đất nhiễm sau khi xử lý được để ổn định phản ứng trong thời gian khoảng 30 ngày, kiểm tra các chỉ tiêu của đất khi đạt tiêu chuẩn đất trồng, thì tiếp tục cho bổ sung 20cm lớp đất màu sau đó lu lèn và trồng cỏ.
- Cơng đoạn hồn trả mặt bằng cần chú ý tiêu độc, san gạt mặt bằng và trả lại hiện trạng ban đầu.
3.4.3. Yêu cầu của hố chôn lấp cô lập và hố xử lý đất nhiễm
* Về vị trí: Vị trí hố chơn được chọn nêu trên đảm bảo u cầu của hố chơn
chất thải nguy hại nói chung và đất nhiễm TBVTV nói riêng.
* Về kết cấu và thông số kỹ thuật
Hố chôn lấp cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Có kích thước hợp lý cả về chiều sâu, chiều rộng và chiều dài để tiết kiệm diện tích đất và chí phí xử lý. Hố có thể có nhiều lớp, nhiều ngăn tùy theo khối lượng đất nhiễm cần xử lý (trong cơng trình này sử dụng hố chơn 02 ngăn);
- Có kết cấu bên vững, đồng bộ, an tồn, tính chất của chất thải; có khả năng cách ly tốt với môi trường xung quanh;
- Đất nhiễm hoặc vật liệu nhiễm trong hố phải bố trí hợp lý, đầm nén đồng nhất nhằm đảm bảo không ảnh hưởng tới yêu cầu và kỹ thuật thi cơng ;
- Có cọc mốc, biển báo, biển cảnh báo, biển tin về hố chôn.
Đáy hố chôn:
Trên cơ sở các yêu cầu trên, hố chơn đất nhiễm tại hố chơn cần có các lớp kết cấu sau:
- Lớp gia cường:
Thường là lớp hỗn hợp: cát, đất được bổ sung vật liệu bentonite 4-10% (chiều dày lớp gia cường từ 10 đến 20 cm). Đây là lớp kết cấu thay thế lớp sét theo Quyết
định số 60/QĐ-BKHCNMT ngày 7/8/2002 của Bộ trưởng Bộ KHCNMT về việc ban hành “Hướng dẫn chôn lấp chất thải nguy hại”, vì kết cấu địa chất ở vị trí hố chơn khơng có lớp sét tự nhiên theo yêu cầu.
- Lớp vải địa kỹ thuật: Ở các vùng đất “yếu” lớp này là lớp vải cốt để tăng
cường khả năng chịu lực của đất, chống rửa trơi, xói mịn.
- Lớp màng cách ly: Thường làm bằng màng HDPE, đây là loại màng có độ bền mơi trường cao, có khả năng chống thấm rất tốt (~5.10-11, m/s), tính chất cơ lý đảm bảo, chịu hóa chất.
Thành hố chơn:
Thi cơng Làm phẳng, đầm chặt theo kiểu taluy tùy theo kết cấu đất để bảo vệ lớp màng cách ly. Thành hố cũng có một số lớp tương tự như đáy hố, gồm lớp gia cường, lớp vải địa kỹ thuật và màng cách ly.
Mặt trên hố chôn:
Có lớp đất phủ bề mặt (thường là đất mầu) và trồng lớp cỏ bảo vệ. Nếu lớp đất phủ dẫn nước tốt thì khơng cần lớp thu nước và độ dốc của lớp này không quá cao để tránh bị nước mưa rửa trơi vì độ bám giữ giữa lớp đất và lớp vật liệu yếu.
Đất sau xử lý hóa học và bổ sung phân vi sinh sẽ được hồn trả ngay tại chỗ theo hình thức cuốn chiếu. Ngồi bổ sung phân vi sinh bề mặt đất nhiễm đã xử lý sẽ được phủ một lớp đất màu (nếu cần để phục vụ cho mục đích nơng nghiệp). Lớp đất bổ sung có bề dày khoảng 0,2m được đầm nén chặt và trồng cỏ lên trên bề mặt.
Bảng 3.11 : Các lớp kết cấu hố và thông số kỹ thuật hố xử lý
TT Thứ thự các lớp từ dƣới lên Kích
thƣớc
Hố chôn lấp Độ sâu hố xử lý sâu 2,5m.
Sâu 2,5 m so với
cốt 0-0
Lớp 1 Tầng đáy được san gạt đều và lu chặt theo yêu cầu. Sau đó
đổ cát, đất trộn 10% bentonit 200mm Lớp 2 Lớp vải địa KT 250 PP làm cốt chịu lực 1mm Lớp 3 Lớp vật liệu cách ly HDPE chuyên dụng phía đáy hố 1,5mm
Lớp 4 Lớp đất nhiễm(chia làm 4 lớp, trên mỗi lớp đặt một dàn
ống phân phối hóa chất) 2000mm Lớp 5 Lớp đất phủ bề mặt dày 300mm 300mm Lớp 6 Lớp cỏ rễ ngang (thảo mộc) trồng trên mặt hố
Hình 3.6. Sơ đồ cơng nghệ hố xử lý đất nhiễm
Nguồn: [12]
Tại các hố xử lý đất nhiễm, bố trí các đường ống dẫn theo hình xương cá (3) để có thể bơm dung dịch oxy hóa dàn trải đều khắp từng lớp đất của hố xử lý. Nước sạch
được bơm (9) cùng với chất oxi hóa Fe-TAML và H2O2 được đựng trong các bể chứa hóa chất (7), (8) đi vào các tầng đất. Nước thải sau quá trình xử lý sẽ được dẫn theo bơm (5) đi qua bể xử lý than hoạt tính (10). Kết thúc quá trính, nước thải sau xử lý được thu gom vào bể chứa rồi thải ra mơi trường bên ngồi.
KẾT LUẬN
Qua việc nghiên cứu tài liệu, kết hợp với việc tiến hành khảo sát thực địa, phân tích mẫu và thử nghiệm xử lý mẫu đất nhiễm thuốc BVTV, có thể rút ra một số kết luận sau:
- Đã điều tra khảo sát và phân vùng được diện tích khu đất bị ơ nhiễm thuốc BVTV DDT tại xã Định Trung, TP Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc, gồm 2 khu vực bị ô nhiễm: Khu vực ơ nhiễm mức cao với diện tích là 220,248m2, thể tích đất nhiễm mức cao cần xử lý là 550,62 m3. Thể tích này sẽ được đào xúc và xử lý tuần hoàn nhiều lần với tác nhân Fe-TAML/ H2O2 trong hố xử lý cô lập. Khu vực ô nhiễm mức thấp có diện tích là 1.500m2, thể tích đất ơ nhiễm mức thấp là 2.250m3 cũng sẽ được xử lý trong hố xử lý cô lập
- Kết quả phân tích mẫu đất,bùn cho thấy, tại khu vực là nền kho chứa thuốc BVTV cũ thì hàm lượng DDT bị nhiễm rất nặng so với các lân cận. Hàm lượng DDT trong đất tại nền kho cũ dao động từ 2.664,485mg/kg đến 10.635,55mg/kg, vượt từ 2.421 đến 9.668 lần so với tiêu chuẩn cho phép QCVN 54:2013/BTNMT. Đối với các mẫu bùn, đất lân cận có hàm lượng DDT nhỏ nhất là 0,0003mg/kg, cao nhất là 2,0916mg/kg, cao hơn tiêu chuẩn cho phép từ 2 lần. Điều đó cho thấy, mơi trường đất ở khu vực này cần phải đưa ra biện pháp xử lý. Ngồi ra, dựa trên kết quả phân tích có thể chỉ ra được rằng so với vị trí nền kho thuốc BVTV thì các điểm có khoảng cách càng xa thì sự tồn lưu DDT càng giảm, tương tự vậy theo độ sâu thì càng xuống sâu hàm lượng DDT cũng giảm dần.
- Luận văn cũng đã cơ bản nghiên cứu về hiệu quả phân hủy DDT của hệ xúc tác ơxi hóa mạnh Fe-TAML/H2O2 trong việc xử lý triệt để lượng DDT tồn lưu trong đất nhiễm tại khu vực nghiên cứu. Từ đó đưa ra những điều kiện tối ưu nhằm nâng cao hiệu suất phân hủy DDT gồm nồng độ H2O 10mM; nồng độ Fe-TAML 1mM; pH ≈ 6; thời gian phản ứng 120 phút thì hiệu suất phân hủy đạt hơn 50%
Các nghiên cứu thực nghiệm đã cho thấy hệ tác nhân Fe-TAML/ H2O2 có khả năng oxy hóa rất mạnh (gấp hàng nghìn lần tác nhân Fenton) và có tính chọn lọc nên
có khả năng oxy hóa sâu các hợp chất ơ nhiễm hữu cơ khó phân hủy, tạo ra các sản phẩm thân thiện hơn với môi trường và dễ bị phân hủy hoàn toàn bởi các tác nhân sinh học khác và ít làm thối hóa đất như nhiều tác nhân hóa học khác.
Phương án xử lý mà luận văn tiến hành đề xuất là một phương pháp tiên tiến trên thế giới, thực hiện kết hợp giữa cơ lập và xử lý tuần hồn nhiều lần bằng hệ phản ứng Fe-TAML/H2O2 để xử lý hóa chất DDT tồn lưu tại khu vực ô nhiễm xã Định Trung, TP Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc và không gây ô nhiễm thứ cấp.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Lê Huy Bá (2008), Giáo trình Độc học mơi trường, NXB Đại Học Quốc Gia, Hà Nội
2. Hoàng Anh Cung (1993), “Ảnh hưởng của 2,4,5-T đến cây lúa và vi sinh
vật trong đất. Chất diệt cỏ, tác hại lâu dài đối với con người và thiên nhiên”, Hội thảo quốc tế lần II: tr 139-141.
3. Phạm Việt Đức (2008), Nghiên cứu thử nghiệm áp dụng sắt nano xử lý DDT
tồn lưu trong đất ở khu chứa hóa chất bảo vệ thực vật tại xã Định Trung, thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Khoa học
Tự nhiên-ĐHQGHN
4. Đỗ Ngọc Khuê, Nguyễn Văn Đạt (2002), Giáo trình các phương pháp
phân tích hóa lý, NXB Qn đội nhân dân, Hà Nội.
5. Đỗ Ngọc Khuê, Tô Ngọc Tú, Phạm Kiên Cường (2006), “Hiện trạng công nghệ xử lý , tiêu độc cho đất bị ơ nhiễm các tác nhân hóa học độc hại”, Tạp chí nghiên cứu KHKT&CNQS, số 15-06-2006.
6. Hồng Đình Hịa (2005), Nghiên cứu giải pháp mới của công nghệ sinh
học xử lý chất thải gây ô nhiễm môi trường, Báo cáo tổng kết KHKT đề tài cấp Nhà
nước mã số KC.04.02, Bộ KH&CN.
7. Nguyễn Thị Hồng (2008), Nghiên cứu khả năng xử lý chất hữu cơ độc hại
bằng hệ fenton và ozon, Luận văn thac sỹ, Trường ĐHSP Hà nội.
8. Đặng Thị Cẩm Hà cùng cộng sự (2005), Nghiên cứu phát triển công
nghệ phân hủy sinh học và kỹ thuật nhả chậm làm sạch chất độc hóa học trong đất,
Báo cáo nghiệm thu đề tài nhà nước thuộc chương trình 33, Hà Nội.
9. Lương Văn Trường (2008), Chất độc và phân tích chất độc, Trường SQPH, Hà Nội.
10. Trần Mạnh Trí, Trần Mạnh Trung (2006), Các q trình oxy hố nâng
cao trong xử lý nước và nước thải, NXB Khoa học & Kỹ thuật.
do tồn dư hóa chất Thuốc BVTV tại xóm 5 xã Quỳnh Châu, huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An, Báo cáo tổng kết, Hà Nội.
12. Viện Hóa học- Mơi trường qn sự (2012), Xử lý đất nhiễm hóa chất thuốc bảo
vệ thực vật tồn lưu tại Lữ đoàn 204 – Binh chủng Pháo Binh, Báo cáo thuyết minh dự
án, Hà Nội.
Tiếng Anh
13. Terrence J.Collions (2008), “Destruction of Estrogens Using Fe- TAML /Peroxide Catalysis”, Environ. Sci. Technol, 42, pp 1296–1300.
14. Luis Eglinton Rios (2010), “Removal of DDT from Soil using Combinations of Surfactants”, A thesis presented to the University of Waterloo, Canada.
15. Lauren Ward (2006) “Fe-TAML Activators Developed at Carnegie Mellon Work with Oxygen in Unprecedented Chemistry”, Department of Media Relations Carnegie Mellon University.
16. Terrence J. Collins (2006) “Fe-TAML catalyzed green oxidative degradation of the azo dye orange II by H2O2 and organic peroxides: products, toxicity, kinetics, and mechanisms”.
17. Valerie J. Brown (2006) “Fe-TAML: Catalyst for Cleanup”, Environmental
Health Perspectives, Vol 114. .
PHỤ LỤC
SẮC ĐỒ CỦA DDT CĨ TRONG MẪU ĐẤT THÍ NGHIỆM