MỞ ĐẦU. Tính cấp thiết của luận văn. Mục tiêu của đề tài. Nội dung thực hiện.
3 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU. Tổng quan về dioxin. Dioxin và nguồn gốc của ch ng. Tác hại của dioxin.
Sự lan tỏa của dioxin trong môi trƣờng. Hiện trạng, mức độ ô nhi m dioxin trên thế giới và ở Việt Nam. Các biện pháp chống lan tỏa dioxin trong đất. Các biện pháp chống lan tỏa dioxin đã và đang đƣợc áp dụng hiện nay.
Ảnh hƣởng thảm phủ thực vật trong việc chống xói mòn đất và hạn chế lan tỏa ô nhi m. Tình hình nghiên cứu việc ứng dụng cỏ Vetiver trong trong chống lan tỏa ô nhi m. Tổng quan về khu vực nghiên cứu. Vị trí địa lý.
Đặc điểm địa hình, chế độ thủy văn. Đặc điểm thổ nhƣỡng và trầm tích. Đặc điểm khí hậu. Điều kiện kinh tế, xã hội khu vực thành phố Biên Hòa.
21 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Đối tƣợng và địa điểm nghiên cứu. Đối tƣợng nghiên cứu. Địa điểm tiến hành nghiên cứu.
Thời gian nghiên cứu. Phƣơng pháp nghiên cứu. Phƣơng pháp thu thập tài liệu. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm.
Quan trắc sinh trƣởng và phát triển của cỏ. Phƣơng pháp thu mẫu ngoài thực địa. Phƣơng pháp phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm. Phƣơng pháp xử lý số liệu.
29 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN. Đánh giá sự thay đổi của thành phần cơ giới và hoá lý của đất theo thời gian trong các lô thí nghiệm tại khu vực nghiên cứu. Thành phần cơ giới đất. Thành phần lý hóa của đất.
Đánh giá khả năng chống lan tỏa ô nhi m dioxin của cỏ Vetiver .1 Khả năng sinh trƣởng và phát triển cỏ Vetiver tại khu vực nghiên cứu. Biến động hàm lƣợng dioxin trong đất và cỏ Vetiver tại khu vực nghiên cứu theo thời gian. Đánh giá khả năng chống lan tỏa ô nhi m dioxin của cỏ Vetiver. Đề xuất giải pháp chống lan tỏa ô nhi m dioxin b ng cỏ Vetiver.
64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 66 TÀI LI U THAM KHẢO. 68 PHỤ LỤC v NH MỤC NG Bảng 1.1: Thời gian bán phân hủy của dioxin trong đất, b n đáy và nƣớc .1: Tọa độ địa lý lô thí nghiệm tại khu vực nghiên cứu .1: Kết quả phân tích thành phần cơ giới của đất .2: Kết quả phân loại thành phần cơ giới đất theo USDA .3: Kết quả nghiên cứu thành phần hóa lý trong các lô thí nghiệm .4: Sinh trƣởng của cỏ chiều cao thân theo thời gian .5: Kết quả về chu vi của cỏ Vetiver theo thời gian .6: Tính toán tổng lƣợng dioxin trong đất và cỏ trƣớc và sau khi xử lý và hiệu quả xử lý dioxin của cỏ Vetiver .56 vi NH MỤC H NH Hình 1.1: Quan hệ giữa biến động lớp thảm phủ thực vật đến quá trình xói mòn.2: Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu .1: V ng khảo sát và tiến hành thí nghiệm đƣợc lựa chọn .2: Mô hình thí nghiệm và vị trí lấy mẫu đất và mẫu sinh phẩm .1: Mẫu đất tại hiện trƣờng đợt 4.2: Sự thay đổi cát trong ba lô thí nghiệm theo thời gian .3: Sự thay đổi bụi trong ba lô thí nghiệm theo thời gian .4: Sự thay đổi Sét trong ba lô thí nghiệm theo thời gian .5: Biến động mức độ pH theo thời gian của ba lô thí nghiệm .6: Biến động Eh theo thời gian của ba lô thí nghiệm .7: Biến động EC theo thời gian của ba lô thí nghiệm .8: Biến động TOC theo thời gian của ba lô thí nghiệm .9: Sinh trƣởng của cỏ Vetiver chiều cao thân theo thời gian .10: Cỏ Vetiver đƣợc trồng ở khu vực nghiên cứu tháng 12 2014 .11: Sự biến động về chu vi của cỏ Vetiver đƣợc trồng tại khu vực nghiên cứu theo thời gian .12: Biến động hàm lƣợng dioxin đất, r , chồi trong hai lô thí nghiệm có trồng cỏ theo thời gian .13: Cỏ Vetiver trồng tại khu vực nghiên cứu .14: R cỏ Vetiver thu đƣợc trong lô 1 sau 6 tháng trồng .61 vii NH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 2,3,7,8-TCDD 2,3,7,8-Tetrachlorodibenzodioxin 2,4,5-T 2,4,5-Trichlorophenoxyacetic acid 2,4-D 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid CDD/F Chlorinated Dibenzo-p-Dioxin DECOM1 Chế phẩm kích thích sự phát triển của vi sinh vật, bao gồm các muối dinh dƣỡng vô cơ và m n hữu cơ HpCDD Heptachlorodibenzo-p-dioxin IARC International agency for research on cancer OCDD Octa-Chlorinated Dibenzo-p-Dioxin PCBs polychlorinated biphenyls PCDD/F Polychlorinated dibenzo-p-dioxins/dibenzofurans TEQ Toxic Equivalent Quotient: độ độc tƣơng đƣơng TOC Tổng Carbon hữu cơ UNEP United Nations Environment Programme: Chƣơng trình môi trƣờng Liên Hiệp Quốc US AID United States Agency for International Development: Cơ quan Phát triển Quốc tế Hoa Kỳ VSV Vi sinh vật WHO World Health Organization: Tổ chức y tế thế giới 1 MỞ Đ U. T nh c hi của uận v n Dioxin là tên chung để ch một nhóm hàng trăm các hợp chất hóa học có chung cấu tr c hóa học nhất định, thuộc nhóm polychlorinated dibenzo para dioxin (PCDDs) và polychlorinated dibenzofurans (PCDFs).
Trong 210 đồng phân của hai nhóm này, có 17 chất đồng loại độc với các nguyên tử clo tại vị trí 2, 3, 7 và 8. Chất 2,3,7,8-TCDD đƣợc xem là độc nhất và đƣợc Tổ chức quốc tế nghiên cứu về ung thƣ IARC thuộc WHO xếp vào những chất gây ung thƣ nhóm 1 [25],[43]. Dioxin có thể đƣợc hình thành và phát thải ra môi trƣờng từ các hoạt động nhƣ: thiêu đốt (chất thải sinh hoạt, chất thải công nghiệp, chất thải y tế, sinh khối nhƣ gỗ, rơm rạ,… ; luyện kim (luyện thép, tái chế kẽm, sản xuất nhôm,… ; sản xuất và sử dụng các hợp chất clo hữu cơ sản xuất và sử dụng thuốc trừ sâu, tẩy trắng bột giấy,… và các hoạt động xử lý nƣớc thải. Một số nghiên cứu của Westing, 1984, Gough, 1986, Cecil, 1986 đã ch ra r ng, Việt Nam là một trong số những nƣớc bị ảnh hƣởng nặng nề bởi chất độc da cam/dioxin do hậu quả từ cuộc chiến tranh hóa học với khoảng 2,6 triệu ha, miền Nam Việt Nam bị phun rải một khối lƣợng các chất diệt cỏ khoảng 95 triệu kg [19],[26],[41].
Ƣớc tính có khoảng 170 kg TCDD, là chất độc nhất trong nhóm các chất dioxin và vẫn chƣa kể đến các nguồn chất diệt cỏ khác đã đƣợc phun rải [12]. Sau gần nửa thế k kết th c chiến tranh, nhƣng tình trạng ô nhi m môi trƣờng do chất da cam/dioxin trong khu vực và xung quanh các sân bay quân sự Biên Hòa, Đà N ng, Ph Cát vẫn rất nghiêm trọng. Dioxin tích tụ tại đây đã và đang tiếp tục lan tỏa qua các con đƣờng khác nhau và là mối nguy hiểm cho sức khỏe con ngƣời, đặc biệt thông qua chuỗi thức ăn [23]. Theo GEF UNDP, năm 2013, Việt Nam đã có rất nhiều nỗ lực trong việc khắc phục và làm sạch các điểm nóng dioxin b ng các phƣơng pháp hiện đại nhƣ chôn lấp tích cực, nghiền bi, công nghệ khắc phục b ng vi sinh vật và công nghệ giải hấp nhiệt trong mố [40].
Trong đó, các bãi chôn lấp chất thải độc hại đã đƣợc sử dụng hiệu quả từ hàng chục năm nay trên khắp thế giới để cô lập một loạt các loại chất gây ô nhi m, nhƣ dioxin, furan, các chất ô nhi m 2 hữu cơ khó phân hủy khác. Đây là một giải pháp cô lập vật liệu ô nhi m đã chứng tỏ đƣợc hiệu quả và cấp thiết khi xảy ra sự cố ô nhi m. Tuy nhiên, thời gian bán hủy trong môi trƣờng của dioxin khử clo nếu không có hình thức xử lý tích cực nào thƣờng phải tính b ng hàng chục năm. Chất dioxin bị cô lập trong bãi chôn lấp dự tính sẽ vẫn tồn dƣ trong hàng chục năm và cuối cùng sẽ vẫn phải xử lý.
Vì vậy, việc nghiên cứu tìm ra phƣơng pháp xử lý b ng thực vật vừa thân thiện với môi trƣờng, vừa có hiệu quả kinh tế hơn, vừa có khả năng làm giảm nh ô nhi m dioxin và các chất độc hóa học trong đất ở mức độ trung bình, thấp là rất cần thiết. Hiện nay, cỏ Vetiver (Chrysopogon zizanioides (L.) Nash) – một loài cỏ có các đặc tính sinh học đặc biệt, là một trong những đối tƣợng đang đƣợc quan tâm nghiên cứu sử dụng để chống lại sự lan tỏa của các chất ô nhi m môi trƣờng. Trong những năm gần đây, tại Việt Nam đã có 43 t nh thành trong nƣớc trồng loài cỏ này với các mục đích khác nhau nhƣ: chống sạt lở, xói mòn, ứng dụng xử lý nƣớc thải từ các trại chăn nuôi, làm sạch nƣớc sông hay cải tạo đất bị ô nhi m nhƣng chƣa có nghiên cứu nào về ứng dụng của cỏ Vetiver trong giảm thiểu và chống lan tỏa ô nhi m dioxin, KLN hay các chất hữu cơ bền vững trong đất. Việc ứng dụng một loài thực vật để xử lý và chống lan tỏa ô nhi m cần phải đƣợc đánh giá về khả năng sinh trƣởng, phát triển để tạo thảm phủ cũng nhƣ hiệu quả cố định, hạn chế rửa trôi, phát tán các chất từ môi trƣờng đất ô nhi m ra xung quanh.
Sân bay Biên Hòa, t nh Đồng Nai là khu vực điểm nóng ô nhi m dioxin do dƣ lƣợng của thuốc diệt cỏ mà M sử dụng trong chiến tranh – ƣớc tính, có khoảng hơn 98.000 thùng phi (loại 205 lít) chất da cam, 45.000 thùng chất trắng và 16.000 thùng chất xanh đã đƣợc lƣu trữ và sử dụng tại Biên Hòa [12].000 thùng chất diệt cỏ đã đƣợc vận chuyển từ Biên Hòa trong chiến dịch Pacer Ivy vào năm 1970 để phun rải tại các cánh rừng miền Nam. Hậu quả chiến tranh để lại có tác động nghiêm trọng tới môi trƣờng sống và sức khỏe của ngƣời dân khu vực bị ô nhi m; vì vậy, nghiên cứu tìm ra giải pháp nh m cải thiện chất lƣợng môi trƣờng, đặc biệt là ngăn ngừa nguy cơ lan tỏa dioxin ra các v ng xung quanh và sông suối là rất cần thiết. Việc nghiên cứu, đánh giá tác động của cỏ Vetiver lên sự thay đổi của thành 3 phần cơ lý của đất cũng nhƣ khả năng chống lan tỏa dioxin có ý nghĩa r rệt trong lĩnh vực khoa học và thực ti n. Xuất phát từ tầm quan trọng đó, đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu sự thay đổi thành phần cơ giới, hóa lý của đất và khả năng chống lan tỏa dioxin của cỏ Vetiver – Áp dụng thử nghiệm t i sân ay iên a” nh m làm r những vấn đề nêu trên.
Đề tài này sử dụng một phần số liệu từ Dự án nghiên cứu Khoa học thuộc PEER Cycle 6, USAID, M AID-OAA-A-11-00012; 2018-2020 do TS.