Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam là quốc gia nông nghiệp với khí hậu nhiệt đới nóng ẩm thuận lợi cho phát triển cây trồng nhưng cũng tạo điều kiện cho sâu bệnh phát sinh. Do đó, việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) là biện pháp quan trọng để bảo vệ mùa màng và đảm bảo an ninh lương thực. Tuy nhiên, các hóa chất BVTV tồn lưu, đặc biệt là các hợp chất hữu cơ khó phân hủy (POPs) như DDT, HCH, Aldrin, Dieldrin, có độc tính cao, tồn tại lâu dài trong môi trường, tích tụ sinh học và gây nguy hại nghiêm trọng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái.

Theo thống kê đến tháng 6/2015, trên toàn quốc có khoảng 1.562 điểm tồn lưu hóa chất BVTV, trong đó có 289 kho lưu trữ còn nguyên trạng và 1.273 khu vực ô nhiễm do tồn lưu hóa chất BVTV. Các kho thuốc này chủ yếu được xây dựng từ những năm 1980 trở về trước, không được thiết kế để ngăn ngừa ô nhiễm, dẫn đến nguy cơ lan truyền hóa chất ra môi trường đất và nước. Điển hình là kho thuốc Hòn Tro, xã Diễn Yên, huyện Diễn Châu, tỉnh Nghệ An, nằm trong danh sách 100 khu vực ô nhiễm nghiêm trọng do tồn lưu hóa chất BVTV, với hàm lượng DDT trong đất vượt từ 42 đến hơn 13.900 lần so với tiêu chuẩn QCVN 15:2008/BTNMT.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá mức độ tồn lưu của một số hóa chất BVTV khó phân hủy trong đất và nước ngầm tại kho thuốc Hòn Tro, đồng thời đề xuất giải pháp xử lý ô nhiễm phù hợp nhằm cải thiện môi trường khu vực. Nghiên cứu được thực hiện trong phạm vi kho thuốc Hòn Tro, xã Diễn Yên, huyện Diễn Châu, tỉnh Nghệ An, với dữ liệu thu thập từ năm 2013 đến 2016. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo vệ sức khỏe cộng đồng, phục hồi môi trường và hỗ trợ các chương trình quốc gia về khắc phục ô nhiễm môi trường do hóa chất BVTV tồn lưu.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về hóa chất BVTV tồn lưu và các phương pháp xử lý ô nhiễm môi trường:

  • Lý thuyết về chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (POPs): Các hợp chất như DDT, HCH, Aldrin thuộc nhóm POPs có đặc tính bền vững, tích tụ sinh học, khả năng phát tán xa và độc tính cao. Thời gian bán hủy trong đất và nước có thể lên đến nhiều năm, gây ô nhiễm lâu dài.
  • Mô hình đánh giá mức độ tồn lưu và rủi ro môi trường: Sử dụng các thông số hóa lý như hàm lượng hóa chất, độ sâu lấy mẫu, phân tích thành phần cơ giới đất, và các chỉ số độc tính để đánh giá mức độ ô nhiễm và nguy cơ đối với sức khỏe con người.
  • Khái niệm công nghệ xử lý ô nhiễm: Tập trung vào công nghệ Daramend - công nghệ khử hóa học nguyên vị kết hợp phục hồi sinh học, sử dụng sắt hóa trị 0 (Fe⁰) nano để khử các hợp chất clo hữu cơ trong đất, tạo điều kiện cho vi sinh vật phân hủy các chất ô nhiễm.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập dữ liệu hiện trạng ô nhiễm tại kho thuốc Hòn Tro, bao gồm mẫu đất và nước ngầm lấy tại nhiều vị trí và độ sâu khác nhau. Dữ liệu phân tích được thực hiện tại Trung tâm Xử lý Môi trường - Bộ Tư lệnh Hóa học và Phòng phân tích chất lượng Môi trường (VILAS 366) - Viện Công nghệ Môi trường.
  • Phương pháp lấy mẫu: Lấy mẫu đất theo phương pháp tổ hợp tại hiện trường với độ sâu từ 0-50 cm, 60-100 cm và trên 100 cm. Lấy mẫu nước ngầm bằng giếng quan trắc PVC, thông mạch giếng trước khi lấy mẫu để đảm bảo tính đại diện.
  • Phương pháp phân tích: Phân tích hàm lượng các hóa chất BVTV tồn lưu như DDT, DDE, DDD, HCH các đồng phân, Aldrin, Dieldrin, Endrin bằng các kỹ thuật sắc ký hiện đại.
  • Phương pháp xử lý thử nghiệm: Áp dụng công nghệ Daramend xử lý thí điểm đất ô nhiễm, đánh giá hiệu quả qua các chu trình xử lý, phân tích mẫu đất sau mỗi chu trình để xác định mức độ giảm ô nhiễm.
  • Phân tích số liệu: Sử dụng phần mềm thống kê và xử lý dữ liệu để đánh giá mức độ tồn lưu, so sánh với tiêu chuẩn QCVN 15:2008/BTNMT, và đánh giá hiệu quả xử lý.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Mức độ tồn lưu hóa chất BVTV trong đất: Kết quả phân tích mẫu đất tại kho thuốc Hòn Tro cho thấy hàm lượng DDT tồn lưu vượt tiêu chuẩn QCVN từ 42 đến 13.933 lần, trong khi các đồng phân DDE và DDD cũng có mặt với nồng độ cao. Hàm lượng HCH các đồng phân cũng vượt mức cho phép, dao động từ vài chục đến hàng nghìn lần. Các chất Aldrin, Dieldrin và Endrin cũng được phát hiện với nồng độ đáng kể, cho thấy ô nhiễm đa dạng và nghiêm trọng.
  2. Mức độ tồn lưu hóa chất BVTV trong nước ngầm: Mẫu nước ngầm lấy tại các vị trí quanh kho thuốc cho thấy sự hiện diện của DDT và các đồng phân với nồng độ vượt tiêu chuẩn từ 10 đến 500 lần, cho thấy sự lan truyền ô nhiễm từ đất sang nguồn nước ngầm.
  3. Hiệu quả xử lý bằng công nghệ Daramend: Qua các chu trình xử lý thí điểm, hàm lượng tổng DDT giảm từ 63% đến 94%, tùy thuộc số chu kỳ xử lý. Các đồng phân DDE và DDD cũng giảm đáng kể, chứng tỏ công nghệ có khả năng khử và phân hủy hiệu quả các hợp chất clo hữu cơ khó phân hủy.
  4. Đánh giá rủi ro sức khỏe: Mức độ tồn lưu hóa chất BVTV vượt ngưỡng cho phép gây nguy cơ cao đối với sức khỏe người dân sống quanh khu vực, đặc biệt qua con đường tiếp xúc trực tiếp với đất và nước ngầm ô nhiễm.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của mức độ ô nhiễm nghiêm trọng là do kho thuốc Hòn Tro được xây dựng từ năm 1977, không có hệ thống thoát nước và biện pháp ngăn ngừa ô nhiễm, cùng với việc kho đã xuống cấp nghiêm trọng, khiến hóa chất BVTV dễ dàng phát tán ra môi trường. So với các nghiên cứu tại các kho thuốc khác trên cả nước, mức độ ô nhiễm tại Hòn Tro thuộc nhóm cao nhất, phản ánh sự cần thiết cấp bách trong xử lý.

Kết quả xử lý bằng công nghệ Daramend phù hợp với các nghiên cứu quốc tế về hiệu quả của công nghệ khử hóa học nguyên vị kết hợp sinh học, cho thấy khả năng giảm đáng kể hàm lượng các chất ô nhiễm khó phân hủy trong đất. Việc áp dụng nhiều chu trình xử lý giúp nâng cao hiệu suất, đồng thời phục hồi điều kiện sinh trưởng cho vi sinh vật phân hủy.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ thể hiện sự giảm nồng độ DDT tổng và các đồng phân qua từng chu trình xử lý, cùng bảng tổng hợp kết quả phân tích mẫu đất và nước ngầm trước và sau xử lý, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả công nghệ.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Triển khai xử lý ô nhiễm bằng công nghệ Daramend quy mô lớn: Áp dụng công nghệ Daramend cho toàn bộ khu vực kho thuốc Hòn Tro nhằm giảm hàm lượng hóa chất BVTV tồn lưu xuống dưới ngưỡng an toàn trong vòng 2-3 năm. Chủ thể thực hiện là các cơ quan quản lý môi trường phối hợp với đơn vị chuyên môn.
  2. Xây dựng hệ thống thoát nước và rào chắn: Thiết kế và thi công hệ thống thoát nước mặt và nước ngầm để ngăn chặn sự lan truyền hóa chất ra môi trường xung quanh, đồng thời xây dựng hàng rào bảo vệ khu vực ô nhiễm nhằm hạn chế tiếp xúc trực tiếp của người dân và động vật.
  3. Giám sát môi trường định kỳ: Thiết lập chương trình giám sát chất lượng đất và nước ngầm tại khu vực kho thuốc và vùng lân cận, thực hiện ít nhất 2 lần mỗi năm để đánh giá hiệu quả xử lý và phát hiện sớm các nguy cơ ô nhiễm mới.
  4. Tuyên truyền và nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các hoạt động truyền thông, tập huấn cho người dân về tác hại của hóa chất BVTV tồn lưu và các biện pháp phòng tránh, nhằm giảm thiểu rủi ro sức khỏe và bảo vệ môi trường.
  5. Nghiên cứu và áp dụng các công nghệ xử lý bổ sung: Khuyến khích nghiên cứu các phương pháp xử lý khác như oxy hóa Fenton, thiêu đốt trong lò xi măng để xử lý đất ô nhiễm nặng hoặc các khu vực không thể áp dụng công nghệ Daramend, nhằm đa dạng hóa giải pháp xử lý.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý môi trường và chính quyền địa phương: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, kế hoạch xử lý ô nhiễm và giám sát môi trường tại các khu vực tồn lưu hóa chất BVTV.
  2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành khoa học môi trường: Tham khảo phương pháp lấy mẫu, phân tích và công nghệ xử lý ô nhiễm tiên tiến, phục vụ cho các nghiên cứu tiếp theo về ô nhiễm hóa chất BVTV.
  3. Doanh nghiệp và đơn vị xử lý môi trường: Áp dụng công nghệ Daramend và các giải pháp xử lý được đề xuất để triển khai các dự án xử lý ô nhiễm đất và nước tại các kho thuốc BVTV và khu vực ô nhiễm tương tự.
  4. Cộng đồng dân cư và tổ chức phi chính phủ: Nắm bắt thông tin về mức độ ô nhiễm và các biện pháp phòng tránh, bảo vệ sức khỏe, đồng thời tham gia giám sát và hỗ trợ các hoạt động cải thiện môi trường.

Câu hỏi thường gặp

  1. Hóa chất BVTV tồn lưu là gì và tại sao chúng nguy hiểm?
    Hóa chất BVTV tồn lưu là các hợp chất bảo vệ thực vật khó phân hủy, có khả năng tích tụ sinh học và tồn tại lâu dài trong môi trường. Chúng gây độc cho con người và sinh vật, ảnh hưởng đến hệ thần kinh, gan, thận và có thể gây ung thư.

  2. Tại sao kho thuốc Hòn Tro bị ô nhiễm nghiêm trọng?
    Kho thuốc được xây dựng từ những năm 1970, không có hệ thống thoát nước và biện pháp ngăn ngừa ô nhiễm, cùng với việc xuống cấp nghiêm trọng khiến hóa chất BVTV dễ phát tán ra môi trường đất và nước ngầm xung quanh.

  3. Công nghệ Daramend hoạt động như thế nào?
    Daramend là công nghệ khử hóa học nguyên vị kết hợp phục hồi sinh học, sử dụng sắt nano Fe⁰ để khử các hợp chất clo hữu cơ trong đất, tạo điều kiện cho vi sinh vật phân hủy các chất ô nhiễm, giảm nồng độ hóa chất BVTV tồn lưu hiệu quả.

  4. Hiệu quả xử lý của công nghệ Daramend đạt được bao nhiêu phần trăm?
    Qua các chu trình xử lý thí điểm, hiệu quả giảm hàm lượng tổng DDT đạt từ 63% đến 94%, tùy thuộc số chu kỳ xử lý và điều kiện thực hiện.

  5. Làm thế nào để người dân giảm thiểu rủi ro khi sống gần khu vực ô nhiễm?
    Người dân nên hạn chế tiếp xúc trực tiếp với đất và nước ngầm, sử dụng nguồn nước sạch, tham gia các chương trình tuyên truyền về an toàn hóa chất BVTV và phối hợp với chính quyền trong việc giám sát môi trường.

Kết luận

  • Đã xác định mức độ tồn lưu hóa chất BVTV tại kho thuốc Hòn Tro vượt tiêu chuẩn từ hàng chục đến hàng nghìn lần, gây nguy cơ ô nhiễm nghiêm trọng cho đất và nước ngầm.
  • Công nghệ Daramend được áp dụng thí điểm cho thấy hiệu quả xử lý cao, giảm đáng kể hàm lượng các hợp chất clo hữu cơ khó phân hủy.
  • Nghiên cứu đề xuất các giải pháp xử lý tổng thể, bao gồm xử lý công nghệ, xây dựng hệ thống thoát nước, giám sát môi trường và nâng cao nhận thức cộng đồng.
  • Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho các chương trình quốc gia về khắc phục ô nhiễm hóa chất BVTV tồn lưu.
  • Các bước tiếp theo cần triển khai xử lý quy mô lớn, giám sát định kỳ và nghiên cứu bổ sung các công nghệ xử lý phù hợp nhằm bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.

Hành động ngay hôm nay để bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng tại các khu vực ô nhiễm hóa chất BVTV tồn lưu!