HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ĐỖ XUÂN THỌ NGHIÊN CỨU XỬ LÝ BAO BÌ THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT TRÊN ĐỒNG RUỘNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÝ HÓA Chuyên ngành: Khoa ho ̣c môi trường Mã số: 8440301 Người hướng dẫn khoa học: TS. Trịnh Quang Huy NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2018 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 11 tháng 11 năm 2018 Tác giả luận văn Đỗ Xuân Thọ i LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiêṇ luận văn, ngoài sự cố gắng của bản thân tôi đã nhâ ̣n đươ ̣c rấ t nhiề u sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo; Sự giúp đỡ của gia đình, đồng nghiệp và bạn bè.
Nhân dịp này, tôi xin được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới TS. Trịnh Quang Huy cùng toàn bộ cán bộ, giảng viên Khoa Môi trường – Học Viện Nông nghiệp Việt Nam và các bạn sinh viên, những người đã trực tiếp hướng dẫn tôi thực hiện đề tài cũng như tận tình truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý báu cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và công tác. Tôi xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 11 tháng 11 năm 2018 Tác giả luận văn Đỗ Xuân Thọ ii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. ii MỤC LỤC.
iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT. vi DANH MỤC BẢNG .vii DANH MỤC HÌNH .viii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN. ix THESIS ABSTRACT. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI.
GIẢ THUYẾT KHOA HỌC. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU. PHẠM VI NGHIÊN CỨU. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC THỰC TIỄN.
TỔNG QUAN TÀI LIỆU. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT. Khái niệm về hóa chất bảo vệ thực vật. Tính chất của một số nhóm HCBVTV sử dụng trong nông nghiệp.
Tác hại của các hợp chất bảo vệ thực vật đối với môi trường và con người. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ TỒN DƯ HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT. Phá huỷ bằng hồ quang, plasma. Phương pháp thuỷ phân.
Phương pháp oxy hoá (ở nhiệt độ thấp). Phương pháp chiết. Phương pháp oxy hoá bằng khí ướt. Phương pháp oxy hoá (ở nhiệt độ cao).
TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH OXY HÓA NÂNG CAO. 16 iii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Khái niệm về tác nhân oxi hóa nâng cao *OH và quá trình oxi hóa nâng cao trên cơ sở *OH. Đă ̣c điể m quá trı̀nh oxi hóa Fenton.
Đă ̣c điể m quá trı̀nh Quang Fenton. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU. Đối tượng nghiên cứu.
Phạm vi nghiên cứu. THỜI GIAN NGHIÊN CỨU. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
Phương pháp điều tra và khảo sát thực địa. Phương pháp thu mẫu bao bì HCBVTV. Phương pháp ước tính lượng bao bì HCBVTV phát sinh trên đồng ruộng. Phương pháp phân loại xác định đặc tính HCBVTV.
Phương pháp bố trí thí nghiệm. Phương pháp phân tích. Phương pháp xử lý số liệu. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI TẠI XÃ LIÊN HÀ VÀ XÃ BỒNG LAI. TÌNH HÌNH SỬ DỤNG, QUẢN LÝ THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT TẠI HAI ĐỊA PHƯƠNG. Tình hình sử dụng thuốc bảo vệ thực vật. Tình hình quản lý.
Nguy cơ đối với môi trường và sức khỏe con người. KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ VÀ ĐIỀU KIỆN TỐI ƯU CỦA PHẢN ỨNG OXY HÓA BẰNG UV-FENTON. Nghiên cứu thời gian rửa tối ưu để thu hồi tồn dư thuốc BVTV. 48 iv LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.
Nghiên cứu thời gian xử lý hiệu quả của phản ứng oxy bằng UV-Fenton. Nghiên cứu tỷ lệ Fe2SO4/H2O2 thích hợp, hiệu quả xử lý tối ưu. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ BAO BÌ THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT TRÊN ĐỒNG RUỘNG. Nguyên lý giải pháp.
Đối tượng áp dụng. Quy trình công nghệ xử lý. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO.
66 v LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt HCBVTV Hóa chất bảo vệ thực vật TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam QCVN Quy chuẩn Việt Nam BTNMT Bộ Tài nguyên và môi trường FAO Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực của Liên hợp Quốc BVTV Bảo vệ thực vật CTTN Công thức thí nghiệm CN Công nghiệp vi LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC BẢNG Bảng 2. Thời gian tồn lưu của các nhóm hóa chất bảo vệ thực vật. Phân loại độ bền hóa chất bảo vệ thực vật theo thời gian tồn lưu. Tình hình sử dụng hóa chất BVTV tại Việt Nam gần đây.
Các quá trình oxi hóa nâng cao dựa vào gốc hydroxyl *OH. Các phản ứng chủ yếu trong quá trình Fenton. Công thức thí nghiệm xác định thời gian ngâm mẫu tối ưu. Công thức thí nghiệm xác định hiệu quả của 2 phương pháp xử lý chỉ có đèn UV và phương pháp UV-Fenton.
Công thức thí nghiệm xác định tỉ lệ CFe2+ / CH2O2 và thời gian hiệu quả của phản ứng oxy hóa UV-Fenton. Một số loại thuốc BVTV được sử dụng tại xã Liên Hà. Tính độc của một số loại thuốc BVTV được sử dụng tại xã Liên Hà. Một số loại thuốc BVTV được sử dụng tại xã Bồng Lai.
Phân loại thuốc bảo vệ thực vật theo nhóm hợp chất. Thời gian tồn lưu trong môi trường của một số nhóm thuốc BVTV. Giá trị COD (mg/l) của mẫu tại các khoảng thời gian ngâm. Giá trị một vài thông số của mẫu nước ngâm bao bì thuốc BVTV.
COD trong thí nghiệm xử lý chỉ có đèn UV và UV-Fenton tại các khoảng thời gian khác nhau. Ảnh hưởng của tỷ lệ FeSO4/H2O2 đến xu thế và hiệu suất của quá trình xử lý trong hệ phản ứng UV-Fenton. Ảnh hưởng của tỷ lệ FeSO4/H2O2 đến hiệu suất xử lý COD. Kiểm định sự sai khác giữa các CTTN với giá trị COD.
Sự thay đổi của Cl- ở các CT tỷ lệ qua các thời gian xử lý. Kiểm định sự sai khác giữa các CTTN với giá trị Cl-. Sự thay đổi của NO3- ở các CT tỷ lệ qua các thời gian xử lý. Kiểm định sự sai khác giữa các CTTN với giá trị NO3-.
Sự thay đổi của PO43- ở các CT tỷ lệ qua các thời gian xử lý. Kiểm định sự sai khác giữa các CTTN với giá trị PO43- .59 vii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Tác hại của hóa chất BVTV đối với con người. Sơ đồ thiết bị thực hiện phản ứng UV-Fenton .2 Hệ thống thiết bị xử lý trong thực hiện phản ứng quang Fenton. Cơ cấu cây trồng nông nghiệp tại xã Liên Hà (trái) và Bồng Lai (phải).
Tỷ lệ số lượng các loại thuốc BVTV phân loại theo mục đích sử dụng tại hai xã Liên Hà và Bồng Lai. Khối lượng nhóm thuốc BVTV được sử dụng tại Liên Hà/năm(kg). Khối lượng nhóm thuốc BVTV được sử dụng tại Bồng Lai/năm(kg). Khối lượng bao bì thuốc BVTV phát sinh trên địa bàn hai xã/năm.
Các bao bì, chai lọ thuốc bảo vệ thực vật vứt bỏ trên đồng ruộng. Hiệu quả xử lý COD trong 2 thí nghiệm sử dụng UV và UV-Fenton. Ảnh hưởng của tỷ lệ FeSO4/H2O2 đến hiệu suất xử lý COD. Sự thay đổi của Cl- ở các CT tỷ lệ qua các thời gian xử lý.
Sự thay đổi của NO3- ở các CT tỷ lệ qua các thời gian xử lý. Sự thay đổi của PO43- ở các CT tỷ lệ qua các thời gian xử lý. Sự thay đổi của hiệu suất xử lý (a), nồng độ Cl- (b), nồng độ NO3- (c), nồng độ PO43- (d) của các công thức tỷ lệ nồng độFe2SO4/H2O2 theo thời gian. Đề xuất mô hình xử lý bao bì tồn dư thuốc BVTV trên đồng ruộng.
Bể ngâm bao bì hóa chất BVTV. Buồng phản ứng .63 viii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TRÍCH YẾU LUẬN VĂN 1. Tên tác giả: Đỗ Xuân Thọ 2. Tên luận văn: Nghiên cứu xử lý bao bì thuốc bảo vệ thực vật trên đồng ruộng bằng phương pháp lý hóa 3.
Chuyên ngành: Khoa học Môi trường Mã số: 8440301 4. Cơ sở đào tạo: Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam 5. Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá thực trạng sử dụng, thu gom và quản lý bao bì hóa chất bảo vệ thực vật tại hai địa phương là xã Liên Hà và xã Bồng Lai. - Lựa chọn các điều kiện thích hợp của quá trình quang Fenton và xây dựng quy trình xử lý bao bì thuốc bảo vệ thực vật trên đồng ruộng.
- Xây dựng mô hình công nghệ thiết bị xử lý bao bì thuốc bảo vệ thực vật áp dụng trên đồng ruộng. Các phương pháp nghiên cứu đã sử dụng - Phương pháp thu thập và nghiên cứu tài liệu thứ cấp - Phương pháp điều tra thực địa - Phương pháp bố trí thí nghiệm - Phương pháp xử lý số liệu 7. Các kết quả chính Xã Liên Hà, huyện Đông Anh, thành phố Hà Nội và xã Bồng Lai, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh là hai địa phương có lượng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật ở mức cao. Tuy nhiên,việc quản lý thu gom và sử dụng thuốc BVTV tại hai địa phương chưa được quan tâm.
Bao bì thuốc bảo vệ thực vật sau khi sử dụng bị bỏ lại trên đồng ruộng do chưa có bể thu gom và ý thức của người dân còn kém. Thí nghiệm thử nghiệm ngâm mẫu bao bì có chứa tồn dư thuốc BVTV cho hiệu quả tại thời gian ngâm là 8 giờ. Thời gian hiệu quả quá trình xử lý các chất hữu cơ trong mẫu nước ngâm bao bì thuốc BVTV là 4 giờ.Mẫu nước thải chứa các hợp chất hữu cơ tồn dư trong bao bì thuốc BVTV thu được có giá trị COD đạt 540 mg/l, Cl- =7.1mg/l và pH=7. Tiến hành xác định tỷ lệ nồng độ Fe2SO4/H2O2 của hệ phản ứng UV-Fenton trong điều kiện nhiệt độ phòng, pH=3, bước sóng của đèn UV là 254nm cho thấy hiệu quả cao ix LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com nhất ở mức tỷ lệ 0.