Đây là phương pháp được đầu tư nghiên cứu từ lâu vì tiêu huỷ bằng cách này nhanh chóng và triệt để hơn cả.
Phương pháp thiêu đốt được sử dụng để xử lý các hóa chất, thuốc BVTV thành các chất vô cơ không độc hại: CO2, H2O…Bản chất của phương pháp là oxy hóa hóa chất BVTV bằng oxy hóa không khí ở nhiệt độ cao. Tuy nhiên, nếu đốt các hợp chất hữu cơ chứa Clo không đúng phương pháp thì chúng sẽ phát thải ra môi trường chất thải không chủ định song cực kỳ độc hại là Dioxin, Furan, HCB, PCB.
Để ôxy hoá, phá huỷ toàn bộ các thành phần của các hoá chất và các chất POP để tạo ra các sản phẩm không có hại cho môi trường sống gồm có phương pháp phân huỷ nhiệt độ cao (T > 12000C ) trong các lò thiêu đốt và đặc biệt là phương pháp phân huỷ ở nhiệt độ thấp hơn ở vùng sơ cấp (T = 400 - 6000 0C) và vùng thứ cấp (T = 900 - 1.0000C). Trong các lò đốt hai cấp có mặt của phụ gia và các chất xúc tác thích hợp. Các phương pháp phân huỷ nhiệt đều cho phép tiêu huỷ hoàn toàn các yếu tố độc hại gây ô nhiễm môi trường, thu nhỏ thể tích các chất gây ô nhiễm. Các sản phẩm của quá trình thiêu đốt là tro và khí thải, qua quá trình xử lý có thể thải thẳng vào môi trường mà không gây nên ô nhiễm thứ cấp nào khác [24].
- Ưu điểm: Có khả năng tiêu huỷ các dạng khác nhau của thuốc BVTV. Đối với các loại thuốc BVTV hoà tan bằng dung môi hữu cơ thì có thể dùng ngay chúng làm nhiên liệu để đốt.
Chi phí thêm cho quá trình tiền xử lý không lớn, lượng chất thải còn lại sau khi xử lý không độc và không đáng kể về số lượng. Khí thải sinh ra trong
quá trình tiêu huỷ có thể xử lý dễ dàng bởi các dung dịch hấp thụ nên không gây ra ô nhiễm hoặc ảnh hưởng tới môi trường.
- Nhược điểm: Đầu tư ban đầu cho thiết bị tương đối lớn.
Không thể sử dụng được đối với các thuốc BVTV có chứa kim loại độc, dễ bay hơi (Hg, As)[17].