MỞ ĐẦU Việt Iam là mội quốc gia phát triển đi lên lừ nông nghiệp. Khí hậu nhiệt đới nóng và ẩm thuận lợi ch0 sự phát triển của cây trồng và sự phát sinh, phát triển của sâu bệnh, cỏ đại gây hại mòa màng. h0á chất sả0 vệ thực vật (hcbVTV) đóng vai trò quan trọng lr0ng phái triển nông nghiệp đối với nojớc †a. hcbVTV luôn đơợc ngojời nông dân xem là chìa khóa lr0ng việc kiêm s0át và phòng lrừ dịch hại sả0 vệ cây trồng.
D0 sự hiểu siết về hcbVTV còn hạn chế, tình lrạng lạm dụng hcbVTV lr0ng nông nghiệp diễn ra phô siến, gây lác hại lớn tới môi lroiờng xung quanh. Đề xử lý các chất hữu cơ độc hại nói chung và đặc siệt là các hcbVTV nói riêng lr0ng môi lrojờng nojớc thì có rất nhiều các phojơng pháp khác nhau rhry phoøJIơng pháp hóa lý, phoJơng pháp sinh học, phoJơng pháp hóa học. TrŨng những phoơJIơng pháp đó thì quang xúc lác là mội lr0ng những phoøJơng pháp đøjợc quan ầmnghiên cứu nhiều nhất hiện nay nhờ khả năng phân huỷ triệt để các hợp chất sền, độc hại, có thé đạt đến mức vô cơ hóa h0àn l0àn không sinh ra sùòn và bã thải, chỉ phí thấp và thực hiện đơiợc ở điều kiện sình †hoJờng. Trên lhế giới, rất nhiều nghiên cứu đã ch0 lhấy hiệu quả ca0 của xúc lác quang hóa Ti0; ltr0ng quá trình phân hủy thuốc trừ sâu tr0ng môi lrojờng nojớc.
Vật liệu Ti0› đã thu hút đơjợc nhiều sự quan1âm ởi lính chất quang xúc lác mạnh, lính bền hóa học, chi phí thấp và thân thiện với môi lrolờng. Tuy nhiên, Ti0› có mức năng loợng vùng dẫn kh0ảng 3,2 eV rên chỉ thê hiện h0ạt lính xúc tác dojới tác dụng của sức xạ UV. Vì vậy hiện nay, nhiều nghiên cứu đã đơjợc tiễn hành để cải thiện h0ạl lính xúc lác của Ti0› lr0ng vùng ánh sáng khả kiến nhằm nâng ca0 ứng dụng thực liễn. IIhững nghiên cứu này lập trung và0 việc pha lạp Ti02 bằng các nguyên lố kim l0ại hOặc phi kim nhằm nâng ca0 khả năng hấp thụ ánh sáng ir0ng vòng khả 1 kiến và giảm quá trình lái kết hợp của cặp elecir0n quang sinh và lỗ trống.
Ti0› biến lính đã đojợc nghiên cứu ứng dụng làm xúc tác ch0 quá lrình quang phân hủy các l0ại hợp chất hữu cơ sền vững. Mặt khác, Ti0› có kích thojớc nan0me† nên khi dgja và0 môi lroJờng nơjớc sẽ lạ0 huyền phù gâkhó khăn ch0 †hu hồi vật liệu. O noc ‡a, senl0ril là vật liệu rẻ liền, có trữ lojợng lớn. Đặc siệt nhờ khả năng hấp phụ và khả năng 1ra0 đổi ¡0n lốt nên dooce img dung rong rai lr0ng xử lý các hợp chất hữu cơ khó phân hủy tr0ng môi lrojờng nojớc.
DO vậy, việc lựa chọn, sử dụng bemtOnit lam pha nền ch0 vật liệu nan0 Ti0; sẽ lận dung dojgc kha mang low giữ lốt các lác nhân ô nhiễm cũng nhơi lâm h0ạ† động xúc lác, từ đó giúp nâng ca0 hiệu quả xúc lác. Việc phan tan Ti02 trén pha nền senl0nil hứa hẹn sẽ lạO ra đojợc vật liệu hap phụ - quang xúc lác lốt, có khả năng xử lý triệt để thuốc trừ sâu. chính vì vậy, chúng lôi đã liến hành “TIghiên cứu khả năng hấp phụ và quang xúc lác phân hủy Diazin0n của vậi liệu nan0cOmp0sit Ti02/bent0Oni?”. chŒ|ƠNG 1: TỎIG QUATI 1.
Tống quan về hóa chất sả0 vệ thực vật (hcbVTV) 1. Khái niệm và phân l0ại hcbVTV hcbVTV là những l0ại hóa chất sả0 vệ cây trồng hOặc những sản phẩm sả0 vệ mùa màng, là những chất đojợc †ạ0 ra để chống lại và liêu diệt l0ài gây hại hOặc các vật mang mầm sệnh. chúng cũng gồm các chất dé đấu tranh với các ai sống cạnh lranh với cây trồng cũng nhơi nắm bệnh cây. IIg0ài ra, các l0ại thuốc kích thích sinh lrojởng, giúp cây trồng đạt năng suất ca0 cũng là một dạng của hcbVTV.
hcbVTV là những hóa chất độc, có khả năng phá hủy lế sà0, tác động đến cơ chế sinh lrolởng, phát lriên của sâu bệnh, cỏ dại và cả cây trồng, vì thế khi các hợp chất này đi và0 môi lrojờng, chúng cũng có những †ác động nguy hiểm đến môi trojờng, đến những đối loiợng liếp xúc trực liếp hay gián liếp. có nhiều cách phân l0ại khác nhau, dựa và0 sản chất hóa học hcbVTV chia thành các nhóm c]0 hữu cơ, lân hữu cơ và carbamal: Hhóm hợp chất cl0 hữu cơ điển hình nho: DDT, Lindan, End0sulfan.hầu hết đã bi cam sử dụng vì chúng là những hợp chất hữu cơ khó phân huỷ, tồn lou lâu tr0ng môi lrojờng. hcbVTV nhóm cơ cl0 thojờng có độ độc ở mức độ I h0ặc II. đc hợp chất ir0ng nhóm này gồm: Aldrin, bhc, chl0rdan, DDE, DDT, Dieldrin, Endrin, EndOsulphan, heptachl0r, Keltan, Lindane, MethOxycl0r, TOthan, Perthan, TDE, TOxaphen v.
la mhitng hop chat ma lr0ng cấu lrúc phân lử của chong co chia mét h0dc mhiéu mguyén Hr clO liém kết trực liếp với nguyên lử cacbOn. Hhóm hợp chất lân hữu cơ là các este cia axit phOsphOric. Day 1a nhóm hóa chất rất độc với ngojời và động vật máu nóng, điển hình của nhóm này là Melhvl Parathi0n, Elhyl Parathi0n, Melamid0-ph0s, MalathiOn, DiazinOn. hầu hết các l0ại hóa chất bVTV tr0ng nhóm này cũng đã sị cắm d0 độc lính của chúng rất ca0.
Hhóm carsamal là các esle của axi† carsamic có phô phòng trừ rộng, thời gian cách ly ngắn, điển hình của nhóm này là bassa, care0sulfan, Lannate. Thực trạng sử dụng hcbVTV trên thế giới và Việt Iam hcbVTTV ngày càng đóng vai tro quam trong trOng việc phòng lrừ sâu bệnh bả0 vệ sản xuất, đảm sả0 an ninh lojơng thực thực phẩm. The0 lính l0án của các chuyên gia, lr0ng những thập kỷ 70, 80, 90 của thế kỷ 20, hcbVTV góp phần sả0 vệ và lăng năng suất kh0ảng 20 - 30% đối với các lOại cây lrồng chủ yếu nhoI loong thực, rau, h0a quả. [§] Trên thế giới, the0 ý kiến và nghiên cứu của nhiều lỗ chức kh0a học, chuyên gia về nông nghiệp, sả0 vệ thực vật, sinh thái quá trình sử dụng hcbVTV ở thế giới trải qua 3 giai dOam 1a: 1 - cân bằng sử dụng: yêu cầu ca0, sử dụng có hiệu quả.
2 - Do thừa sử dụng: sắt đầu sử dụng quá mức, lạm dụng hcbVTV, ảnh hojởng đến môi lrojờng, giảm hiệu quả. 3 - Khủng h0ảng sử dụng: quá lạm dụng hcbVTV, lạ0 nguy cơ lác hại đến cây trồng, môi lrojờng, sức khỏe cộng đồng, giảm hiệu quả kinh lế của sản xuất nông nghiệp. Giai đ0ạn doi thừa sử dụng lừ những năm 80 - 90 và giai đ0ạn khủng h0ảng từ những năm đầu thế kỷ 21. Với những nojiớc đang phát triển, sử dụng hcbVTV chậm hơn (lr0ng đó có Việt Tam) †hì các giai đ0ạn trên lùi lại kh0ảng 10 - 15 năm [8].
O Viét Tam, hcbVTV bắt đầu đơiợc sử dụng ở miền bắc Việt Ilam vad những năm 1955 lừ đó đến nay 46 ra 1a phojong liện quyết định nhanh chóng dập ft cdc dịch sâu bệnh lrên diện rộng. The0 số liệu thống kê của cục bVTV tr0ng giai đ0ạn 1981 - 1986 số lojợng thuốc sử dụng là 6,5 - 9,0 ngàn tan thojong pham, lăng lên 20 - 30 ngàn lấn lr0ng giai đ0ạn 1991 - 2000 va hr 36 - 75,8 ngàn lấn tr0ng giai đ0ạn 2001 - 2010. Lơiợng h0ại chất lính †he0 đầu diện tích canh lác (kg/ha) cũng lăng lừ 0,3kg (1981 - 1986) lên 1,24 - 2,54kg (2001 - 2010). Giá trị nhập khẩu hcbVTV cũng lăng nhanh, năm 2008 là 472 triệu USD, năm 2010 là 537 triệu USD.
Số l0ại thuốc đăng ký sử dụng cũng lăng nhanh, lrolớc năm 2000 số h0ạ† chất là 77, lên †hojơng phẩm là 96, năm 2000 là 197, và 722, đến năm 2011 lên 1202 va 3108. Tho, vay lr0ng vòng 10 năm gần đây (2000 - 2011) số loợng 6 hcbVTV srdụng lăng 2,5 lần, số l0ại thuốc nhập khẩu lăng kh0ảng 3,5 lần [1]. Tho vay, the0 số lojợng thống kê của cục bVTV ch0 thấy nơjớc fa dang lr0ng giai dOan str dung quá mức hcbVTV đồng thời cũng là giai đ0ạn đầu của khủng h0ảng sử dụng hcbVTV. Việc sử dụng quá mức hcbVTV đã gây lác hại vô còng lớn ch0 môi lroiờng sống và các sinh vật sống trên trái đất.
D0 những hệ lụy và tác động xấu của việc lạm dụng hcbVTV ch0 nên ở nhiều nojớc lrên thế giới tr0ng đó có Việt Ham đã và đang thực hiện việc đổi mới chiến lojợc sử dụng hcbVTV lừ “chiến lojợc sử dụng hcbVTV hiệu quả và an l0àn” sang “chiến lojợc giảm nguy cơ của hcbVTV”. Ảnh holởng của hcbVTV đến môi trojờng và cnnggoiời hcbVTV hầu hết là những hợp chất hữu cơ khó phân hủy, có thời gian lồn lơtu lâu nên đã gây ra ô nhiễm môi lrolờng. các nghiên cứu kh0a học về do bgrgcác chất này lr0ng môi lrojờng đất, nojớc và tram lích lại các khu vực đồng bằng vàven siên Việt Iam đều ch0 thấy sự có mặt của các chất này với nồng độ khá ca0 tr0ng hầu hết các thành phần môi †rojờng cũng nho đã có bằng chứng về sự lích lyr0ng sinh vat va cOm mgojoi [20]. các kết quả thống kê sơ sộ d0 các UbIID tỉnh và Tổng cục Môi lrojờng thực hiện lr0ng khuôn khổ lhực hiện Kế h0ạch phòng ngừa và xử lý ô nhiễm Môi troiờng d0 hóa chất bVTV lồn loiu trên phạm vi cả nojớc (Quyết định số 1946/ QĐ-TTg) ch0 thấy lính đến tháng 6/2013 l0àn quốc ghi nhận có kh0ảng 1652 điểm [nghi ngờ] ô nhiễm môi lroiờng d0 hóa chất bVTV tồn loiu.
hầu hết các địa điểm đơiợc đi nhận đều là cdc khO loju chứa hóa chất để sử dụng lr0ng nông nghiệp và y lễ lừ troiớc những năm 80-90 của thế kỷ †roớc. các khu vực này thojờng là các hợp lác xãnông lam trojong, các cơ sở sang chai, đóng gói, hay các đại lý phân phối hóa chất, các kh0 chứa hóa chất phòng trừ dịch hại của ngành y lẽ. Tr0ng đó sa0 gồm cả các chất POP (chủ yếu là DDT, 666). Sau khi các hóa chất cơ cl0 sj cắm sử dụng lừ 1992, các hóa chất còn lồn lại nhiều kh0 đã đojợc đem chôn lắp, h0ặc dé low r0ng kh0.
chính vì vậy, trải qua thời gian d0 tình trạng xuống cấp của các kh0 này nên rất nhiều khu vực đều đã có sự lan truyền và gây ô nhiễm ch0 các khu vực đất và nojớc dojới đất xung quanh. hcbVTV, đặc siệt là nhóm cơ cl0 khó phân hủy d0 thời gian phân hủy cham (DDT 10 năm, Dieldrin 8 năm, chl0rdane là 3,5 năm) nên chúng có thể lồn lại lr0ng đất gây hại ch0 thực vật tr0ng nhiều năm. Ví dụ: sản phẩm lồn lơiu của DDT tr0ng đất là DDE cũng có lác dụng nhơi thuốc trừ sâu nhơng lác hại đối với sự phátriên của phôi sà0 trứng chim độc hơn DDT từ 2-3 lần.