Ngay sau khi Việt Nam phê chuẩn Công ƣớc Stockholm, Cục Môi trƣờng thuộc Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trƣờng nay là Tổng cục môi trƣờng thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng đã xây dựng kế hoạch nghiên cứu và triển khai các đề tài liên quan đến tiêu hủy thuốc BVTV nhóm POPs và các chất thải đặc biệt nguy hại khác. Dƣới sự hƣớng dẫn trực tiếp của Phịng Quản lý ơ nhiễm, một loạt các đề tài nghiên cứu cơng nghệ xử lý thuốc BVTV nhóm POPs đã đƣợc các chuyên gia của Khoa Hóa và Cơng nghệ Môi trƣờng, Đại học Khoa học tự nhiên nghiên cứu và đƣa vào áp dụng thực tế. Kết quả là Quyết định số 1972/2002/QĐ-BKHCNMT đã đƣợc Bộ trƣởng Bộ KHCN&MT ban hành kèm theo Hướng dẫn kỹ thuật thực thi một số giải pháp tiêu hủy
thuốc BVTV nhóm nhóm POPs hoặc cấm sử dụng. Dƣới đây là một số loại hình cơng
nghệ xử lý thuốc BVTV tồn lƣu nhóm POPs đƣợc hƣớng dẫn trong Quyết Định số 1972/2002/QĐ-BKHCNMT.
1.1.4.1. Cơng nghệ hóa học
Nguyên tắc của các phƣơng pháp hóa học xử lý thuốc BVTV nhóm POPs là dùng các tác nhân có tính kiềm mạnh hoặc tính oxy hóa mạnh để khử tính độc của hóa chất mẹ. Methylparation (Wofatox) đã đƣợc đề nghị cho thủy phân bằng kiềm (NaOH) để chuyển sang dạng trichloro- nitrophenol, tính độc mơi trƣờng giảm nhiều. DDT cũng
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
nhƣ 666 đƣợc xử lý hoặc bằng kiềm để giảm mức chlor trong phân tử (dechlorination) sau đó dùng đồng kim loại để khử mạch vịng trong điều kiện nhiệt độ cao. Có thể nhận thấy, cơng nghệ hóa học xử lý thuốc BVTV nhóm POPs hƣớng dẫn trong QĐ- 1972/2002/BKHCN&MT có thể trở thành hiện thực nếu đó là hóa chất còn đƣợc bảo quản tốt, chúng còn đƣợc xếp chồng lên nhau (thành hàng, thành chồng, nói theo tiếng Anh đó là các stockpile). Tuy nhiên, thực tế ở Việt nam thì lại khác hồn tồn. Các kho thuốc BVTV quá hạn sử dụng nhóm POPs, gần nhƣ 100% khơng cịn đƣợc bảo quản trong các kho bãi ở điều kiện tiêu chuẩn nhƣ có mái che, tƣờng bao v.v…mà chúng thƣờng là bị chôn vùi dƣới những tầng đất sâu hàng mét và đã bị bỏ quên nhƣ đã tìm thấy dƣới hố chơn hóa chất BVTV tại xã Phúc Trìu - thành phố Thái Nguyên. Do bị chôn vùi trong đất nên do nhiều năm qua nƣớc mƣa đã thấm qua khối thuốc vận chuyển theo phƣơng thẳng đứng cũng nhƣ nằm ngang làm cho nƣớc giếng ăn của dân chúng địa phƣơng khu vực chơn lấp thuốc thƣờng có mùi thuốc trừ sâu. Theo thời gian, tất cả các hóa chất này đều đã biến chất, chúng vón cục, đóng bánh và đất xung quanh chúng bị ô nhiễm nặng, tức là đất đã thấm thuốc với hàm lƣợng cao gần nhƣ thành phần thuốc. Nếu áp dụng công nghệ xử lý theo Hƣớng dẫn 1972/2002 thì phải xây dựng nhà máy xử lý cố định ở một địa phƣơng nào đó với các trang thiết bị công nghệ hiện đại rất tốn kém. Sau đó từng địa phƣơng phải điều tra để biết số lƣợng rồi nạo vét, đóng thùng phần thuốc chơn lấp theo đúng quy định để cuối cùng chở về nhà máy xử lý. Các khâu tiến hành tƣơng tự nhƣ Hà Lan đã làm để đƣa 666 chôn lấp sang Đức xử lý đã nêu ở trên. Cách làm này không hiện thực ở Việt Nam, khi mà địa phƣơng nào cũng có thuốc chơn lấp nhƣng khối lƣợng nhỏ lẻ, chi phí cho thu gom là rất tốn kém và địi hỏi nhiều cơng sức.
1.1.4.2. Cơng nghệ hóa học xử lý và cách ly triệt để tại chỗ kết hợp xử lý bằng công nghệ sinh học và thực vật học tái tạo sinh thái khu vực ô nhiễm
Các nhà khoa học độc lập từ Viện Khoa học & kỹ thuật hạt nhân và Đại học Mỏ Địa chất đã đƣợc Trung tâm Tƣ vấn và Bảo vệ môi trƣờng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam mời làm tƣ vấn công nghệ xử lý thuốc chôn lấp khối lƣợng nhỏ lẻ ở từng địa
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
phƣơng, ngay tại nơi chúng đã chôn lấp hoặc ở một khu vực gần ngay đó để giảm chi phí đóng gói, vận chuyển đi xa, đồng thời cũng giảm nguy cơ rơi vãi dọc đƣờng vận chuyển. Nhóm chun gia cơng nghệ đã áp dụng tổng thể các loại hình cơng nghệ xử lý để:
Giai đoạn 1: giảm tính độc hại mơi trƣờng của thuốc;
Giai đoạn 2: cho chúng phân hủy chậm trong điều kiện biệt lập, có các phụ gia hấp phụ tại chỗ những sản phẩm phân hủy.
Phân hủy biệt lập đƣợc tiến hành bằng các tác nhân hóa học và sinh học trong điều kiện yếm khí. Đồng thời áp dụng các biện pháp sinh học và thực vật học phục hồi sinh thái khu vực đất bị ô nhiễm. Công nghệ cô lập đƣợc tiến hành bằng xây bể chuyên dụng khơng bị ăn mịn bởi hóa chất sử dụng. Bể đƣợc xây trên khu đất có cấu tạo địa tầng là đất sét và ở nơi ít bị rủi ro do các tai biến thiên nhiên nhƣ ngập lụt, sạt lở v.v…Sau khi xử lý và cách ly thuốc trong bể, trên nền diện tích đất đã ơ nhiễm đƣợc trồng cỏ và thảm thực vật có sinh khối nhanh là keo lá chàm và cỏ vetiver tạo điều kiện cho sinh thái tự làm sạch hết phần vết thuốc, nếu cịn sót lại. Bổ sung rơm, rạ, lá mục cho nền đất để tăng độ mùn của đất. Mùn đất là tác nhân cố định phần dƣ lƣợng thuốc BVTV cịn sót lại trong nền đất khơng cho chúng thấm sâu xuống các tầng nƣớc ngầm. Đồng thời một số chế phẩm vi sinh phân hủy dƣ lƣợng thuốc BVTV cũng sẽ đƣợc bổ sung tăng cƣờng khả năng khống hóa của thuốc.
Thực tế cho thấy Cơng nghệ này đã thành cơng ở Ninh Khánh, Ninh Bình. Sau 4 năm kể từ ngày xử lý, quan trắc môi trƣờng nƣớc và đất xung quanh khu vực xử lý không phát hiện vết dƣ lƣợng thuốc thốt ra ngồi và qua phỏng vấn dân chúng địa phƣơng cũng khơng có phàn nàn nào cả. Có thể khẳng định thuốc sẽ bị phân hủy hồn tồn trong những năm tới, hoặc ít nhất là khơng có khả năng thốt ra ngồi, đảm bảo vệ sinh môi trƣờng ở địa phƣơng. Gần đây công nghệ này đã đƣợc áp dụng để xử lý 100m3 thuốc DDT, 666 và đất tƣơng đƣơng thuốc tại thôn 13 (Làng Ải), xã Trung Môn, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang.
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 1.1.4.3. Công nghệ cách ly không triệt để
Song song với loại hình cơng nghệ tổng hợp (Hóa học, Sinh học và Thực vật học) kết hợp với lƣu giữ biệt lập trong bể chuyên dụng nhƣ trình bầy ở trên, một nhóm kỹ sƣ của Trung tâm Tƣ vấn và Bảo vệ môi trƣờng đã sử dụng cơng nghệ “cơ lập và bê tơng hóa” khu vực ô nhiễm. Công nghệ này bao gồm xây tƣờng gạch từ độ sâu nhất định, xung quanh khu vực ơ nhiễm, ví dụ nền kho cũ, thƣờng là 2 m sâu dƣới mặt đất. Trên mặt nền kho đổ xỉ than làm chất hấp phụ rồi bêtơng kín mặt nền kho. Cơng nghệ này đã đƣợc áp dụng để xử lý khu vực kho bị ô nhiễm ở nông trƣờng Vực Rồng, Tân Kỳ, Nghệ An. Ƣu điểm của cơng nghệ này là đơn giản và có lẽ cũng rẻ tiền hơn cả, tuy nhiên không chắc rằng nƣớc ngầm hoặc nƣớc mƣa thấm xuống di chuyển theo phƣơng ngang sẽ không gây rủi ro đối với nguồn nƣớc ngầm khu vực xung quanh.
1.1.4.4. Công nghệ đốt
Công nghệ này đƣợc áp dụng ở nhiều địa phƣơng do các kỹ sƣ thuộc Viện Công nghệ mơi trƣờng, Bộ Tƣ lệnh hóa học triển khai. Nhóm chuyên gia của Viện đã thiết kế loại lị hai buồng đốt, có nhiệt độ khác nhau nhằm xử lý triệt để thuốc khơng có sản phẩm phụ là dioxin và furan trong khói thải. Gần đây, nhóm này cịn cơng bố thêm loại hình cơng nghệ hai buồng đốt có xúc tác để quá trình phân hủy nhiệt xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn và nhƣ vậy hiệu quả đốt sẽ đƣợc tăng lên. Tuy nhiên, một vấn đề vẫn đƣợc nhiều nhà chuyên môn quan tâm là hàm lƣợng dioxin và furan trong khói thải của loại lị đốt này trong điều kiện tối ƣu là bao nhiêu vẫn chƣa có lời giải đáp bằng những kiểm tra cụ thể. Lò đốt tiêu hủy thuốc BVTV lần đầu tiên đƣợc vận hành tại trƣờng bắn Sơn Tây, cách biệt dân chúng, với nhiều chủng loại hóa chất BVTV quá hạn sử dụng. Các địa phƣơng thu gom và chở về trƣờng bắn, các chuyên gia Viện Công nghệ môi trƣờng, xử lý. Sau này và hiện tại lò đƣợc di động đến nhiều địa phƣơng, nhiều nhất là ở Nghệ An để xử lý hóa chất BVTV tồn lƣu. Cơng nghệ này cũng đã đƣợc thuyết trình tại một hội thảo quốc gia về Lựa chọn công nghệ xử lý hóa chất nhóm POPs tồn lƣu/chôn lấp ở Việt Nam. Tuy nhiên, sau khi nghe kỹ sƣ trƣởng nhà máy xi măng Holxim (Hà Tiên) trình bày thử nghiệm đốt xử lý thuốc BVTV quá hạn sử dụng cùng
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
các kết quả kiểm tra khói thải sử dụng lị đốt xi măng nhiều tầng, thời gian lƣu dài và nhiệt độ cao (>1400o
C) thì hầu nhƣ tất cả các thính giả đều thấy cơng nghệ đốt “di động” của Việt Nam còn nhiều điểm cần phải hoàn thiện để đảm bảo an tồn mơi trƣờng. Một yếu điểm căn bản của loại hình cơng nghệ đốt hóa chất BVTV do nhóm kỹ sƣ Viện CNMT, Bộ Tƣ lệnh hóa hoặc là chƣa xử lý đƣợc hóa chất lẫn đất vì khơng có loại đầu phun nguyên liệu tƣơng ứng.
1.1.4.5. Đốt trong lò sản xuất clinke ximăng
Đây là công ngệ đã đƣợc thử nghiệm đốt tiêu hủy triệt để thuốc BVTV nhóm POPs đã đƣợc thử nghiệm tại nhà máy xi măng lị quay Hà Tiên của Cơng ty Xi măng Holxxim. Chất lƣợng khói thải của q trình đốt đã đƣợc kiểm nghiệm bởi các chuyên gia môi trƣờng từ Úc sang và đƣợc đánh giá là đạt tiêu chuẩn môi trƣờng theo chỉ số hàm lƣợng dioxin và furan trong khói thải. Tuy nhiên, loại hình cơng nghệ tiêu hủy thuốc BVTV quá hạn sử dụng hoặc POPs bằng phƣơng pháp đốt trên lò nung clinke của nhà máy xi măng Holxim (Hà Tiên) thì cơng tác đóng thùng, thu gom và vận chuyển đến Hà Tiên cũng là bài tốn nan giải trong tình hình kinh tế của Việt nam hiện nay, chắc rằng nó lại cũng tƣơng tự nhƣ câu chuyện của Hà Lan đã trình bày ở trên. 1.1.4.6. Xử lý bằng vật liệu Fe nano
Cơng nghệ sử dụng sắt nano hóa trị khơng (Fe0 nano) ngày càng trở thành một lựa chọn phổ biến trong việc xử lý các chất thải nguy hại để khắc phục các điểm ơ nhiễm. Kích thƣớc nhỏ bé giúp nó phân tán mạnh trong mơi trƣờng dƣới bề mặt và do diện tích bề mặt riêng lớn nên nó có khả năng phản ứng nhanh với các chất ơ nhiễm.
Do có đặc tính cho electron và khử nhiều chất ơ nhiễm với tốc độ cao, Fe0 nano đƣợc sử dụng để xử lý nhiều chất ô nhiễm trong môi trƣờng. Các chất ô nhiễm mà Fe0 nano có thể xử lý bao gồm các hợp chất hữu cơ chứa clo, kim loại nặng và các chất thải độc hại.
Hiện nay, các ứng dụng của Fe0 nano chủ yếu dựa trên đặc tính đóng góp điện tử trong phản ứng khử của Fe0 nano. Trong điều kiện mơi trƣờng bình thƣờng, Fe0 nano
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
phản ứng tốt trong nƣớc và có thể đóng vai trị là một chất cho điện tử, giúp nó trở thành một vật liệu có khả năng xử lý ơ nhiễm tốt.
Công nghệ này đã đƣợc PGS. TS Lê Đức và Th.S Nguyễn Xuân Huân ( Khoa học môi trƣờng - Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội) ứng dụng và thử nghiệm tại khu vực ơ nhiễm hóa chất BVTV thơn Hƣơng Vân, xã Lạc Vệ, huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh bƣớc đầu đã thu đƣợc các kết quả nhất định.
Tại thôn Hƣơng Vân, xã Lạc Vệ, huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh dƣ lƣợng hóa chất BVTV chủ yếu là DDT. Nồng độ DDT tại trung tâm có giá trị cao nhất (vƣợt QCVN từ 76,2 đến 97,8 lần) và giảm dần theo khoảng cách 30, 100 và 200m.
Hiệu quả xử lý hóa chất BVTV 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. 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 %.