CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE VAN ĐÈ NGHIÊN CUU 1. Tổng quan về hóa chất BVTV tôn lưu và một số phương pháp xử lý Ha chit BVTV tồn lưu thuộc nhóm các chất 6 nhiễm hữu cơ khó phân huỷ (Persistant Organic Pollutants- POPs) li những hợp chit hỏa học có nguồn gốc từ cacbon, sinh ra do các hoạt động công nghiệp của con người. Hóa chất thuốc BVTV tồn lưu tương đổi bền vững trong môi trường, có khả năng tích lũy sinh học. qua chuỗi thức ăn, lưu trữ trong thời gian dai, có khả năng phát tán xa từ các nguồn.
phit thải và có tae động xấu tới súc khỏe con người và hệ sinh thải] LLL. Tầng quan về hóa chất BVT tần lew 1. Đặc điễn hoa chất BYTV tần hw “heo Công we Stockholm, hóa chit thuốc BVTV tồn lưu thuộc nhóm POP có các đặc điểm như trong bảng 1.1: Các đặc điểm của hóa chất thuốc BVTV tn hưu khó phân hãy Đặc điểm Qui định Độ bền vũng _ | Thời gian bán huy trong nước > 2 thắng, Thời gian bản hủy ong ầm ch > 6 thing “Thời gian bản hủy ong đất > 6 thing Khả năng tích tại IgKow > 5 sinh học Hệ số nồng độ sinh học (Bioconcentration factor) > 5000. Hệ số tích tụ sinh học (Bioaccumulation factor) > 5000.
Khả năng dil Thời gian bản hủy trong không khỉ > 2 ngày (hoặc có đủ mình chuyển và phát| chứng về số liệu quan trắc tai các vùng xa so với nguồn tha). tân xa Ảnh hưởng xấu | Quan sát thấy các ảnh hưởng xẵu đến sire khỏe con người, môi trường: hoặc kết quả về độc tinh cho thấy có khả năng gôy| nguy bại đến sức khỏe con người, môi trường, Nguồn: [3] $ Hóa chất BVTV tồn lưu có độc tính cao, đã được chứng minh có nhiều ảnh hưởng xấu đối với sức khỏe của con người và môi trường tự nhiên. tổn lưu khô phân hủy bao gồm các nhóm chất chính DDT, Toxaphene, Aldrin, chất được trình bay trong bảng 1.2: Công thức hóa học của một số hóa chất BVTV STT] Chấtônhiễm 'Công thức hóa học icon ODT -( Èy P cr | Heptachlor a 4 | Aldrin P2 a ai a a STT Chat ô nhiễm. Cong thức hóa học.
Hexaclobenzen (HCB) © | Toxaphene ai 7 | Glodan on. 8 | Mirex ` 3 | Endrin ` Tô | Lindane : STT Chấtônhiễm ‘Céng thức hóa học 11 | Alpha-HCH Ỹ 13 | Bota-HCH a 13 | Chlordecone fa =a 14 | Hexabromobiphenyl " " 15 | Pentachlorobenzene = a : : ; a 16 | Endofuran a 8 1. Tỉnh chất hỏa lý của một số hỏa chất BVTV tần hưu điển hình 4. Tĩnh chất hóa I và độc học của DDT DDT, công thức phân tir C;¿H,C¡;, lần đầu tiên được tổng hợp năm 1874 và là sản phim của phản ứng giữa clonl (CCI,CHO) và clobenzen (C/HC!) trong môi trường sít H.SO, đặc, DDT bị bến đội tong môi trường tạo thành DDE (1I-đilo- bis (4-clophenyl) eten) và DDD (1,1-diclo-2.2-bis (4-clophenyÌ) etan) - các sản phẩm có khả năng độc hơn và thường đi kẻm với DDT trong các thành phần của môi trường.
Bởi vậy, sinh vật sống thường bị nhiễm độc đồng thời các chất trên. Mỗi chất lại có 3 đồng phân do vị tí khác nhau của nguyên tử Cl trong công thức cấu tạo, trong đó các đồng phân phổ biển nhất li p.p'- DDT, p,p^DDE và p,p DDD. ct 1 Che, ông thức cấu tạo của p,p-DDT (a),p. Giá trị Ig Kạ của ø,p*DDT, p,p“DDE và p,p'-DDD nằm trong khoảng từ 4,70 đến 5,18 cho thấy các chất này hấp phụ tốt trong đắt.
Các chất này tan ít ong nước (từ 0,090 - 0,025 mg/l. Khi bị rừa tôi từ đồng ruộng và xâm nhập vio môi trường nước mặt, DDT và các chất biến đổi sẽ có thể tích tụ vào trong các hat lơ từng trong sông[3] 9 Bang 1.3: Một số thông số hơá lý của pạ'-DDT, pp'-DDE và p,p-DDD Tinh chất pedo | pp-DdE | pø*DDD Nhiệ độ nóng chảy CC) 109 s0 109 - 110 Nhiệt độ sôi (°C) - 336 350 Tỷ trọng (gem3) 0.98 —099 - 1385 Độ tan trong nước (mgi) ở seo 0025 0120 0090 Hệ số phân bổ $B Kye 691 651 6.02 Fig Kye (*) S18 4,70 5,18 Ấp suất hơi bão hoi PL, 6x10" | 60x10" | 15x10 (nmi) ở 20C g2StC asic Hằng số Henry. 83x10 21x 10° 4,0 x 10° (atmÏ/mol) (©) Koc: hệ số phân bổ cacbon hữu cơ. Nguôn [3] DDT va các chất biến đổi (DDE, DDD) có bằng số Henry (từ 823 x 10 2,1 x 105 atm'/mol) và áp suất hơi bão hỏa (từ 1,6 x 107 - 6,0 x 10° mmHg) thấp hơn so với PCB.
Khi bay hơi vio không khí, DDT, DDD và DDE tham gia các phản ứng quang hóa, Thời gian bán hủy ước tính của DDT, DDE, DDD lần lượt là 37, 17 và 30 gid. So sánh với qui định về các chất POP của công ước Stockholm (thời gian bán hủy trong không khi > 2 giờ), có thể thấy các chất này tương đối bén trong không khí Khi dé cập đến DDT người ta thường quan tâm đến p,p`- DDT, nó là thành phần h của thuốc trừ sâu đưa vào môi trường do có độc tinh cao nhất đối với côn tring. Sản phẩm công nghiệp của DDT là một hỗn hợp gdm nhiều đồng phân, ở thể rin, miu tring ngà và có mùi đặc trưng, không tan trong nước nhưng cố khả ữ nước, tan 51 trong các dung môi hầu cơ đặc bi là mỡ động vậ Khả 10 năng hỏa tan của DDT trong nước là thấp (hệ số hấp phụ cao) nên DDT có xu hướng bị hip phụ trong cặn bùn, đắt đá, trim tích. DDT bị khử clo trong điều kiện yếm khí tạo thành DDD.
DDT bị khử clo trong điều kiện hiểu khí tạo thinh DDE. DDD và DDE cũng là các chất digt côn trùng. Tính độc của DDT > DDE > DDD. Độ bền DDE > DDD> DDT.
Vi vậy DDE thường có nồng độ cao hon DDT và DDD trong môi trường 11] b. Tink chất hóa lý của HCH Nim 1825, HCH lần đầu tiên được tổng hợp bằng cách cho benzen phản ứng với clo dưới anh sing mặt trời. HCH có công thức phân tir là C¿H,Cl, và gồm có 8 đồng phân không gian for a ia eel al1 a cl rel y-HCH o-HCH Hình 1.2: Công thức cầu tạo của ø -HCH và y-HCH Các thông số hỏa lý đáng chủ ý của các đồng phân HCH được xác định đối với y-HCH, a-HCH, B-HCH va ä-HCH (bảng 1. Giá trị Ig Koe (từ 3,57 - 3,80) của các đồng phân HCH nhỏ hon DDT, Do đó, khả năng bắp phụ vào chất hữu cơ trong đắt của HCH y «hom DDT.
Mat khác, HCH lại cổ ap suất hơi bão hia (từ 3,6 x 107 ~ 4,5 x 10 mmHg) va độ tan trong nước (5 - 17 mg/l) lớn hơn so với bor. Khi quan trắc các chất POP trong môi trường nước, ai nhóm chit này thường được đo cùng nhau. Dù độ tan lớn hơn nhưng hàm lượng HCH trong các báo cáo quan trắc về môi trường nước thường có giá tr nhỏ hơn so với DDT3] " Bang1.4: Một số thông số hoá lý của HCH Tnhrhất HCH | SHCH | PHCN | EHCR "Nhiệt độ nóng chảy (°C) 1125 159-160 314315 141-142 Nhiệt độ sôi (°C) 3234°Cờ | 2§8°Cở 760. To0mnHg | mmHg | mmHg | 036mg FC Ed oa BộmanmgmirmpD[— T7 Ta : iw Tiệsiphinbô eK an sáo 36 | 4 +g Kee a7 sấy ar | 346 ‘Ap suất hơi bão hoà PL| 42x10Ÿ [ 45x10" | 36x10” 7 35x10 (mm) awe | asec | amc | 3ệC King: 35x10" | 686xiữ" | 46x18” | ate" Nee] Đặc tn của nhóm Alvin, Dielrin và Endrin Adri, iekdin và endrn cũng à các hợp chit hữu cơ clo khó phần huy được dig làm thuốc trữ sâu.
Dưới ác đụng của ánh sng và vi khuẩn, alin rất để đăng bi đổi thành dieldrin, vì vậy ma trong môi trường tổn tại ch yếu là dieldrin có tính độc cao hơn alin, Endrin là một đồng phân của dieldrin, Endrin là chit rắn, mẫu trắng hẳu hết có mùi thơm và được sử dụng làm thuốc diệt các loại sâu bọ, gam nhắm và chim. “Trong tự nhiên, tỷ thuộc vào điều kiện môi trường mà endrin có thổi gian tồn lưu khác nhau, endin tổn ti trong đất khoảng 10 năm 5] 1.1, Tink chất độc học của một số hóa chất BVTV tén lu điển hình Độc tính của một chất đối với một đối tượng cụ thể phụ thuộc vào nhiễu yếu tổ như con đường xâm nhập vio cơ thể (tiêu hoá, h hấp.), đặc điểm cơ thể đi tượng (tuổi, giới, tình trạng sức khoẻ.), trạng thái tổn tại (rắn, long, khí) và tính chất hoá lý của chất đó, 2 Độc tính của các chất có thé được phân loại thông qua liều lượng gây chit (Lethal Dose, LD) và ning độ gây chết (Lethal Concentration, LC). Các dại lượng này thường mô tả kèm với sinh vật thí nghiệm, phin trăm dip ứng và thời gian thí nghiệm. Theo cách phân loại này, nhiều chat trong nhóm POP thuộc nhóm.5: Tiêu chí đánh giá độc tính của các chất Chỉ số LDS0Ì_ Chỉ số LCS0 Chỉ số LDS0 |_ Liễu lượng qua đường | qua duing hit) h d tiếp xúc qua ˆ gây chết có thể "Phân loại miệng (trên.
da (trên thỏ- | xâyratrên chuột | chuộttrong mg/kg) người mg/kg) | 4h-mgkg) Chất eye độc st <10 <§ 1ml ‘Chat độc mạnh. 1-50 10-100 5-43, 4ml Chất độc vừa 50500 | 100-1000 | 44-340 30ml Chấtđộcnhẹ | 500-5000 | 1000-10.000 | 3502810 | 600ml Chất it độc.000 100,000 «Tink chất độc học của DDT + Các ảnh hưởng độc của DDT DDT có tính độc trung bình với động vật thí nghiệm khi xâm nhập qua thức ăn. Giá trị LD50 của DDT ở chuột từ 113 đến 800 mg/kg, ở lợn là 300 marke, ở thỏ là 400 mg/kg, ở cửu là 1000 mg/kg. DDT có tính độc nhẹ với động vật thí nghiệm khi xâm nhập qua da.
Giá trị LD50 của DDT ở chuột lúc này tir 2. DDT không để ding hip thụ qua da trừ khi ở dang dung địch. = Ung thư "Nhiều kết qua nghiên cứu cho thấy, DDT gây ung thư ở động vật thí nghiệm. Cục bảo vệ Môi trường Mỹ xếp DDT vào nhóm 2B, - Hệ thần kinh ñ DDT gây ảnh hưởng tới hệ thần kinh.
Người nhiễm độc DDT ở liều cao sẽ có. triệu chứng buồn nôn, dau đầu, toát nhiều mồ hôi, dị ứng ở mắt, mũi, chắn động. toàn thân, co giật. Các triệu chứng tương tự xuất hiện trong các nghiên cứu ở động.
vật như sự run ray ở chuột ở liêu lượng 6,5 đến 13 mg/kg/ngày trong 26 tuần và mat cân bằng ở khi ở iễu lượng 50 mg/ky/ngiy trong 6 thắng (3.