Chương 1. Sự tồn lưu chất độc da cam/dioxin tại Việt Nam 1. Khái quát về chất diệt cỏ 2,4-D; 2,4,5-T và chất độc da cam 1. Chất diệt cỏ 2,4,5-T 2,4,5-T là tên gọi tắt của axit 2,4,5-trichlorophenoxyaxetic.
Công thức hóa học là C8H5O3Cl3, khối lượng phân tử 255,49 g/mol. Công thức cấu tạo được thể hiện ở hình 1. Công thức cấu tạo 2,4,5-T. 2,4,5-T tinh khiết có dạng tinh thể rắn, không mùi, từ không màu đến vàng nâu nhạt, tan ít trong nước, độ hòa tan trong nước ở 300 C là 238 mg/kg, tan tốt trong dung môi hữu cơ.
Tỷ trọng là 1,8 g/cm3 ở 200 C. Nhiệt độ nóng chảy trong khoảng 1540 C -1580 C [8]. 2,4,5-T được sử dụng như một chất diệt cỏ có tác dụng làm rụng lá cây, được phát triển vào cuối thập niên 40 của thế kỷ XX và sử dụng trong nông nghiệp. 2,4,5-T là chất có độc tính mạnh, gây ung thư, dị thai, rối loạn nội tiết, nhiễm độc tuyến sinh dục và nhiều bệnh nghiêm trọng khác.
Sơ đồ tổng quát quá trình tổng hợp 2,4,5-T được trình bày ở hình 1. 1 : Nhiệt độ với NaOH trong CH3OH dưới áp suất hơi nước 2 : ClCH2COOH trong NaOH ở 1400C 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trong quá trình tổng hợp 2,4,5-T đi từ nguyên liệu ban đầu là 1,2,4,5- tetrachlorobenzene, cần phải có nhiệt độ từ 225 đến 300 0 C và áp suất dao động trong khoảng từ 400 đến 1500 psi. Tuy nhiên, ở điều kiện như vậy sản phẩm phụ là 2,3,7,8-TCDD đã được tạo ra và theo các tác giả, hàm lượng 2,3,7,8-TCDD có trong 2,4,5-T vào khoảng từ 0,07 tới 6,2 ppm (hình 1. Cơ chế tạo ra sản phẩm phụ 2,3,7,8-TCDD trong quá trình tổng hợp chất diệt cỏ 2,4,5-T.
Chất diệt cỏ 2,4-D Dichlorophenoxyacetic axit (2,4-D) có công thức hóa học là C8H6Cl2O3 công thức cấu tạo được thể hiện ở hình 1. Cấu trúc của 2,4-D. 2,4-D có khối lượng phân tử 221,04g/mol, ở dạng tinh khiết 2,4-D ở dạng bột, có màu trắng đến màu vàng. Nhiệt độ nóng chảy là 140,50C và nhiệt độ bay hơi là 1600C.
Ở nhiệt độ 25 0C, 2,4-D có thể được hòa tan với hàm lượng 900 mg/l. 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2,4-D là thuốc diệt cỏ được tổng hợp từ các auxin, là thuốc diệt cỏ tán rộng Hiện nay chủ yếu 2,4-D được sử dụng trong những hỗn hợp pha trộn với các loại thuốc diệt cỏ khác, có vai trò như một chất tăng cường tác dụng. Nó đang được sử dụng rộng rãi trên khắp thế giới. Ảnh hưởng của 2,4-D và 2,4,5-T đến môi trường và con người.
Ảnh hưởng tới môi trường Quân đội Mỹ đã rải chất diệt cỏ chứa 2,4,5-T, 2,4-D và tạp chất dioxin lên khoảng 27% tổng diện tích Việt Nam. Khoảng hơn 2 triệu ha rừng đã bị tác động của chất diệt cỏ [11]. Tác dụng tức thời của chất diệt cỏ là làm cho các loài cây rừng bị trụi hết lá, rất nhiều loài cây bị chết, môi trường và sinh cảnh bị thay đổi nhanh chóng. Tại các vùng rừng bị rải lặp đi lặp lại nhiều lần, hệ sinh thái rừng bị phá hủy hoàn toàn và cho đến nay tại những nơi này chưa có cây mọc tự nhiên như khu rừng Mã Đà (Đồng Nai), thung lũng A Lưới (Thừa Thiên - Huế) Chất diệt cỏ sau khi được phun xuống có thể tích tụ không những trong đất mà còn phân tán trong lớp nước mặt, nước ngầm, không khí, tích tụ trong thực vật, gây nhiều sự cố và hiểm họa cho môi trường và từ đó tác động dây chuyền đến con người, động thực vật và các vi sinh vật.
Hậu quả là làm suy thoái hệ sinh thái tự nhiên. Các chất này giết chết các động vật, thực vật, vi sinh vật và nhiều loại sinh vật khác làm cho chúng không thể phục hồi lại được, làm thay đổi hoàn toàn cấu trúc quần xã và chủng loại động vật, thực vật. Chất độc hóa học ngấm vào trong đất, tích tụ lại trong cơ thể thực vật nên ít bị phân hủy bởi một số yếu tố như ánh sáng mặt trời, tia cực tím, nhiệt độ. Các chất này tồn tại dưới dạng hỗn hợp và các yếu tố môi trường nhiều khi chưa thuận lợi cho các quá trình phân hủy sinh học tự nhiên.
Chiến tranh kết thúc đã nhiều năm, lượng chất độc hóa học còn lại trong đất rất lớn, đặc biệt là 2,4,5-T, 2,4-D, dioxin tại các điểm nóng. Tại các căn cứ quân sự cũ của Mỹ ở sân bay Đà Nẵng, Biên hòa và Phù Cát đấ t bị ô nhiễm 2,4,5-T, 2,4-D, dioxin. Ảnh hưởng tới con người.181 ngôi làng Việt Nam bị rải trực tiếp, với khoảng 4,8 triệu 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com người đã tiếp xúc với chất độc hóa học do Mỹ rải xuống [8]. Theo báo cáo mới nhất của Viện Y khoa Hoa Kỳ năm 2002, có 37 bệnh ở người liên quan đến dioxin ở các cấp độ khác nhau như ban clo, ung thư mô mềm, ung thư dạng Hodkin, ung thư dạng không Hodkin, một số bệnh thần kinh cấp tính, gai đốt cột sống, sẩy thai, dị tật bẩm sinh, v.
Trong số những người đã tiếp xúc với các chất độc hóa học này. Nhiều người bị phơi nhiễm đã mắc phải những căn bệnh nguy hiểm và một số bệnh di truyền cả sang các thế hệ sau [8]. Chất độc da cam. Chất độc da cam là một trong những loại thuốc diệt cỏ được quân đội Mỹ sử dụng trong chiến tranh Việt Nam, từ năm 1961 đến năm 1971 mà trụ cột là chiến dịch Ranch Hand [13].
Chất độc da cam là hỗn hợp hai thành phần bằng nhau của hai este của n-butanol với hai axit 2,4,5-Trichlorophenoxyaxetic và 2,4- Dichlorophenoxyaxetic. Chất độc da cam được nghiên cứu từ những năm 1940-1950 tại một phòng thí nghiệm bí mật tại đại học Chicago trong thế chiến thứ II. Kraus trưởng khoa sinh học thực vật của trường phát hiện ra rằng có thể điểu chỉnh sự phát triển của thực vật thông qua các kích thích tố, ông đã khám phá ra là thảm thực vật bị chết hàng loạt trong vòng 24-48 giờ bằng cách làm cho cây tăng trưởng đột ngột và không kiểm soát thông qua việc sử dụng các kích thích tố sinh trưởng ở thực vật, qua việc thử nghiệm với thảm thực vật lá rộng [15]. Kraus đã sử dụng hàm lượng cao 2,4-D để gây ra sự tăng trưởng cục bộ đối với thực vật và gây ra sự chết hàng loạt với thực vật lá rộng.
Sau khi khám phá ra kết quả này, ông cho rằng có thể sử dụng cho mục đích chiến tranh, ông đã liên lạc với Bộ Quốc phòng Mỹ và các nhóm nhà khoa học thuộc Bộ Quốc phòng Mỹ đã thử nghiệm với hóa chất này nhưng họ đã không đưa vào sử dụng trong thế chiến thứ II. Và ông đã ứng dụng chất này cho mục đích kiểm soát cỏ dại tại các khu vực nề đường bộ và đường sắt [14, 28]. Sau đó, quân đội Mỹ tiếp tục các thử nghiệm với 2,4-D trong suốt những 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com năm 1950, và họ đã khám phá ra việc kết hợp 2,4-D và 2,4,5-T cho thấy hiệu quả gây chết nhanh hơn với các tán lá. Từ khám phá này hỗn hợp của hai chất này đã nhanh chóng được đưa vào sử dụng trong quân đội như một loại vũ khí hóa học mạnh.
Nhưng họ đã không nhận ra việc sử dụng 2,4,5-T có chứa dioxin (đó là nhóm chất sản phẩm phụ nguy hại trong việc điều chế thuốc diệt cỏ ngưng tụ lại) [14]. Các nhóm chất được sử dụng được phân biệt và gọi tên theo mã màu trên thùng chứa bao gồm chất xanh, chất trắng, chất tím, chất hồng và chất da cam. Trong chiến tranh Việt Nam, quân đội Mỹ đã sử dụng nhiều loại chất độc quân sự khác nhau với mục đích phát quang thảm thực vật che chắn và phá hoại mùa màng. Trong số nhóm chất trên chất da cam được sử dụng chủ yếu chiếm 64,4% tổng lượng chất độc hóa học được quân đội Mỹ phun rải ở miền Nam Việt Nam.
Tháng 9 năm 1962, quân đội Mỹ tiến hành phun rải ở bán đảo Cà Mau trên 9.000 ha rừng ngập mặn và gây rụng lá 95% tổng diện tích phun rải [14]. Trong chín năm tiếp theo, ước tính có khoảng 12 triệu lít chất độc da cam được Mỹ phun rải khắp Việt Nam. Việc sử dụng thuốc diệt cỏ được sử dụng ở Mỹ rất phổ biến tuy nhiên mức độ pha loãng khi sử dụng thuốc diệt cỏ rất lớn, nhưng ở Việt Nam, các chất diệt cỏ này được sử dụng như một vũ khí quân sự và họ đã rải ở mức độ đậm đặc cao hơn nhiều với 3 gallon (tương đương với 11,34 lít) hỗn hợp phun rải thì có chứa 12 pound (tương đương với 5,4 kg) 2,4-D và 13,8 pound (tương đương với 6,2 kg) 2,4,5-T). Quân đội Mỹ đã sử dụng ở nồng độ cao gấp khoảng 25 lần so với nồng độ đề xuất bởi các nhà sản xuất.
Lượng chất độc hóa học tiếp tục được quân đội Mỹ phun rải tiếp trong những năm tiếp theo với số lượng tăng dần. Cụ thể trong năm 1962, tổng lượng phun rải khoảng 15.000 lít, năm sau đó lượng phun rải lên đến 59. Tiếp đến năm 1964, lượng phun rải lên đến 525.000 lít và trong hai năm 1964, 1965 thể tích phun rải tăng mạnh lên đến con số 1. Các phi công Mỹ thực hiện phun rải trên cả lãnh thổ của Việt Nam, Lào và Campuchia [13, 14].
Trong thành phần chất diệt cỏ 2,4,5-T có chứa tạp chất độc hại 2,3,7,8- 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com tetrachlorodibenzodioxin (TCDD) là một trong số 75 hợp chất trong nhóm hợp chất dioxin có công thức C12H4Cl4O2, bị lắng đọng lại trong quá trình tổng hợp 2,4,5-T. Hợp chất này có tính độc cao, nó tác động vào tế bào của sinh vật gây ức chế quá trình sinh tổng hợp protein, gây đảo lộn các quá trình dịch mã, và phá vỡ cấu trúc enzim. dẫn đến ung thư và gây quái thai dị dạng. Việc 2,4,5-T có chứa 2,3,7,8- TCDD đã được biết trước đã được giữ im lặng [15].
Việc sử dụng chất độc da cam của quân đội Mỹ với mục đích quân sự nhằm phát quang và phá hoại, tuy nhiên hỗn hợp chất độc này không chỉ dừng lại ở mục đích của quân đội Mỹ mà chúng là nhóm hợp chất độc hại bền và tồn lưu lâu dài trong môi trường đất, nước, thậm chí là ở cả động vật và thực vật. Hiện trạng tồn lưu chất độc da cam/dioxin tại Việt Nam Liên tục từ những năm 1980 đến nay, vẫn có những nghiên cứu đánh giá mức độ tồn lưu của dioxin tại các khu vực bị phun rải nặng (A So – A Lưới, Bù Gia Mập.