Tài liệu Nghiên cứu phân hủy ddt bằng phương pháp cv

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA HÓA HỌC ----------------- ĐỖ THỊ THẢO YẾN NGHIÊN CỨU PHÂN HỦY DDT BẰNG PHƯƠNG PHÁP CV KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa Lý Người hướng dẫn khoa học ThS. TRẦN QUANG THIỆN HÀ NỘI – 2016 LỜI CẢM ƠN Khóa luận tốt nghiệp này được hoàn thành tại Viện Kỹ thuật Nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Với tất cả sự kính trọng và biết ơn chân thành, sâu sắc em xin gửi lời cảm ơn đến ThS. Trần Quang Thiện đã định hướng và hướng dẫn em tận tình trong suốt thời gian em làm đề tài khóa luận tốt nghiệp. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS. Lê Xuân Quế và các Thầy Cô làm việc tại Viện Kỹ thuật Nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện giúp đỡ để em được nghiên cứu, học tập và hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp của mình. Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến ban lãnh đạo trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, ban chủ nhiệm khoa cùng toàn thể các Thầy Cô trong Khoa Hóa học đã hết lòng quan tâm, dìu dắt và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập tại trường và hoàn thiện khóa luận này. Em xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè đã luôn tạo điều kiện động viên, khích lệ giúp em hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu khóa luận tốt nghiệp cuả mình. Hà Nội, ngày 14 tháng 5 năm 2016 Sinh viên Đỗ Thị Thảo Yến LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan các kết quả nghiên cứu, số liệu được trình bày trong khóa luận: “Nghiên cứu phân hủy DDT bằng phương pháp CV ” dưới sự hướng dẫn của ThS. Trần Quang Thiện là hoàn toàn trung thực và không trùng với kết quả của tác giả khác. Hà Nội, ngày 14 tháng 5 năm 2016 Sinh viên Đỗ Thị Thảo Yến DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Alpha-HCH Alpha-Hexachlorocyclohexane Beta-HCH Beta-Hexachlorocyclohexane BVTV Bảo vệ thực vật DDE Dichlorodiphenyldichloroethylene DDD Dichlorodiphenyldichloroethane DDT Dichloro-Tricholoroethane Diphenyl CV Cycle Voltametry GSM Sắc kí khối phổ HCB Hexachlorobenzene LD50 Lethal Dose- nồng độ cần thiết để giết chết 50% một quần thể sinh vật trong điều kiện nhất định. nZVI nano Zero – Valent Iron PCB Polychlorinated Biphenyl POPs Persistent Organic Pollutants TCYTTG Tổ chức y tế thế giới MỤC LỤC MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 1. Lí do chọn đề tài........................................................................................ 1 2. Mục đích nghiên cứu................................................................................. 2 3. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................ 2 4. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................... 2 5. Phương pháp nghiên cứu........................................................................... 2 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .................................................. 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ............................................................................. 4 1.1. Tổng quan về POP ................................................................................. 4 1.1.1. Khái quát ......................................................................................... 4 1.1.2. Các phương pháp xử lý POP ........................................................ 10 1.2. DDT...................................................................................................... 11 1.2.1. Cấu tạo phân tử DDT ................................................................... 11 1.2.2. Độc tính của DDT ......................................................................... 12 1.3. Các phương pháp phân hủy DDT ........................................................ 13 1.3.1. Các phương pháp phân hủy DDT trên thế giới ............................ 13 1.3.2. Phương pháp phân hủy DDT ở Việt Nam ..................................... 16 CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........ 19 2.1. Thực nghiệm ........................................................................................ 19 2.1.1.Thiết bị - hóa chất ......................................................................... 19 2.1.2. Tiến hành thực nghiệm.................................................................. 19 2.2. Phương pháp nghiên cứu...................................................................... 21 2.2.1. Phương pháp quét thế tuần hoàn .................................................. 21 2.2.2. Phương pháp động học phản ứng điện hóa .................................. 23 2.2.3. Phương pháp phân tích hàm lượng DDT ..................................... 26 2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu ............................................................ 26 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................ 27 3.1. Khảo sát quá trình chuyển hóa DDT trong dung dịch chất điện li ...... 27 3.2. Tìm khoảng thế cho quá trình chuyển hóa DDT ................................. 28 3.3. Ảnh hưởng của tốc độ quét đến quá trình chuyển hóa DDT ............... 30 KẾT LUẬN ..................................................................................................... 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 34 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Cấu tạo phân tử của DDT ............................................................... 12 Hình 2.1. Hệ đo điện hóa Autolab. ................................................................. 19 Hình 2.2. Cấu tạo điện cực làm việc .................................................................... 21 Hình 2.3. Quan hệ giữa dòng - điện thế trong quét thế tuần hoàn .................. 22 Hình 3.1. Phổ CV đo trong dung dịch C2H5OH; C2H5OH + CaCl2 và C2H5OH + CaCl2 + DDT ở chu kỳ 1. Tốc độ quét 10mV/s, khoảng thế quét -2,1 ÷ 0,0V............................................................ 27 Hình 3.2. Phổ CV đo trong dung dịch C2H5OH + CaCl2 + DDT với 5 chu kỳ quét. Tốc độ quét 10mV/s, khoảng thế quét -2,1 ÷ 0,0V........... 28 Hình 3.3. Phổ CV đo trong dung dịch C2H5OH + CaCl2 + DDT với khoảng thế khác nhau...................................................................... 29 Hình 3.4. Phổ CV chu kì 1 đo trong dung dịch C2H5OH + CaCl2 + DDT với khoảng thế khác nhau. .............................................................. 30 Hình 3.5. Phổ CV đo trong dung dịch C2H5OH + CaCl2 + DDT với tốc độ quét thế khác nhau ..................................................................... 31 Hình 3.6. Phổ CV chu kì 1 đo trong dung dịch C2H5OH + CaCl2 + DDT với tốc độ quét thế khác nhau. ........................................................ 32 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Thuốc bảo vệ thực vật đóng vai trò quan trọng trong nền sản xuất nông nghiệp ở nước ta và các nước trên thế giới, nhất là trong trồng cây lương thực, rau màu… để phòng trừ các loại sâu bệnh, chuột, cỏ dại… Nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế góp phần tăng năng suất, tăng mùa vụ, thay đổi cơ cấu cây trồng… Tuy nhiên, nếu con người thiếu những hiểu biết về việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật thì nó sẽ để lại tác dụng phụ ảnh hưởng đến môi trường sinh thái, sản phẩm nông nghiệp, đặc biệt là ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người. Hiện nay, ở Việt Nam cũng như các nước trên thế giới tình trạng ô nhiễm thuốc bảo vệ thực vật xảy ra trên diện rộng do lượng dư thuốc bảo vệ thực vật sau khi sử dụng vẫn còn tồn dư ngấm sâu trong đất, di chuyển sang nguồn nước và phát tán ra môi trường xung quanh, đặc biệt là loại khó phân hủy (Persistent Organic Pollutant-POP), có tác dụng cực kì nguy hiểm, nó không những gây ra nhiều bệnh ung thư mà còn có thể tạo ra biến đổi gen di truyền gây dị tật bẩm sinh cho thế hệ sau, tương tự dioxin - chất độc màu da cam mà quân đội Mỹ đã sử dụng trong chiến tranh ở nước ta. DDT (Dichloro-Tricholoroethane Diphenyl) là một trong những thuốc trừ sâu tổng hợp được biết đến nhiều nhất. DDT được sử dụng với lượng lớn để kiểm soát muỗi truyền bệnh sốt rét, bệnh sốt phát ban,và các bệnh do côn trùng khác trong cả quân đội lẫn dân cư. DDT trở thành loại thuốc trừ sâu phổ biến sử dụng trong nông nghiệp. Chúng có mặt ở khắp mọi nơi, trong không khí, đất, nước do một lượng lớn đã được giải phóng ra khi phun trên các cánh đồng và rừng để diệt muỗi và côn trùng. 1 Ngày nay DDT đã bị cấm sử dụng do tính độc của nó như có khả năng gây ung thư tiềm tàng, gây đột biến và gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Để bảo vệ môi trường và sức khỏe con người, cần phải xử lí khử độc DDT trong môi trường đất cũng như trong các môi trường khác. DDT ở trong đất có thể giảm đi do sự bay hơi, sự xói mòn đất, sự hấp thu của động vật và sự phân hủy sinh học của các vi sinh vật có sẵn trong đất nhưng với thời gian tương đối lâu. Xuất phát từ những tác hại của DDT tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu phân hủy DDT bằng phương pháp CV”. 2. Mục đích nghiên cứu - Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ quét, tốc độ khuấy, nồng độ chất điện ly cho quá trình phân hủy điện hóa DDT bằng phương pháp CV. - Khảo sát phổ CV cho quá trình phân hủy điện hóa DDT. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu tình hình ô nhiễm thuốc BVTV hiện nay. - Nghiên cứu phương pháp điện hóa phân hủy DDT. - Nghiên cứu cơ chế phân hủy DDT bằng một số phần mềm lượng tử. - Phân tích và xử lí số liệu. 4. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: DDT, các hợp chất của POP gây ô nhiễm, các phương pháp nghiên cứu về điện hóa. Phạm vi nghiên cứu: Các hợp chất hữu cơ chứa clo gây ô nhiễm. 5. Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu và tìm hiểu tài liệu. - Phương pháp điện hóa. - Phương pháp phân tích hàm lượng POP (GC/MS). - Đánh giá, phân tích xử lí số liệu bằng phần mềm origin và excel. 2 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Kết quả nghiên cứu của khóa luận góp phần làm cơ sở khoa học để mở ra một phương pháp xử lí DDT hiệu quả hơn trong môi trường, góp phần làm giảm ô nhiễm môi trường và nâng cao sức khỏe con người. 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về POP 1.1.1. Khái quát Chất ô nhiễm hữu cơ bền (POP - Persistent Organic Pollutans) là những hợp chất hóa học có nguồn gốc từ cacbon, sản sinh ra do các hoạt động công nghiệp của con người. POP bền vững trong môi trường có khả năng tích tụ sinh học qua các chuỗi thức ăn lưu trữ trong thời gian dài, có khả năng phát tán từ xa các nguồn phát thải và tác động xấu đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Vật lý: Chứa nhóm halogen, tan trong mỡ, tan ít trong nước, bền với nhiệt, ánh sáng, phân hủy sinh học, hóa học, dễ bay hơi và phát tán xa. Dạng tồn tại: rắn (BVTV), lỏng (PCPs), khí (sản phẩm cháy). Hóa học: Có khả năng phân hủy trong axit và kiềm, khả năng tích lũy sinh học, phóng đại sinh học. 1.1.1.1. Độc tính của các hợp chất POP [2,24] Trong tất cả các chất gây ô nhiễm do hoạt động của con người thải vào môi trường thì các hóa chất hữu cơ gây ô nhiễm khó phân hủy (POP) nằm trong số những chất nguy hiểm nhất. Những hóa chất này rất độc hại, gây ảnh hưởng đến quá trình phát triển, thần kinh, miễn dịch và ung thư… gây tử vong ở người và động vật. Các chất POP cũng rất khó xử lý do tính bền vững cao đối với quá trình phân hủy tự nhiên. Chúng có khả năng di chuyển và phát tán qua những quãng đường dài kể từ nguồn phát sinh ban đầu theo gió, nước hoặc nhờ các loài di cư. POP có thể được hấp thụ dễ dàng vào các mô mỡ và tích tụ trong cơ thể của các sinh vật sống thông qua chuỗi thức ăn và trong cơ thể con người. 4 Các chất thải hữu cơ bền (POP) luôn tiềm tàng trong không khí, thức ăn nước uống sinh hoạt hàng ngày và có thể gây nhiều bệnh. Tuy nhiên người dân vẫn chưa có ý thức tự bảo vệ mình, bảo vệ môi trường. Cảnh báo của Chương trình môi trường Liên Hiệp quốc, qua nhiều công trình nghiên cứu cho thấy, POP vô cùng bền vững tồn tại lâu dài trong môi trường, có khả năng tích lũy sinh học nông sản, thực phẩm và trong các nguồn nước gây ra hàng loạt bệnh nguy hiểm đối với con người, đặc biệt là bệnh ung thư. Đã có rất nhiều nghiên cứu chứng minh rằng POP có thể phát tán đi rất xa, tồn lưu và tích tụ trong chuỗi thực phẩm cũng như trong các mô tế bào của thực vật. Đặc tính của POP là không màu, không mùi nên khó nhận biết bằng cá giác quan; Nặng hơn nước nên thường hay lắng đọng dưới đáy sông ngòi, kênh rạch; Bền nên không cháy hết khi đốt mà chuyển sang dạng khí với tầm phát tán rộng và nguy hiểm hơn. Các chất này lan rộng thông qua nước, không khí và lưu nhiễm vào thực vật, hậu quả là nhiễm vào cơ thể con người. Đó là những hóa chất thường dùng để pha chế các loại thuốc bảo vệ thực vật có tác dụng mạnh và sử dụng trong công nghiệp với nhiều mục đích khác nhau. Một số chất POP cò được sản sinh ra một cách không chủ định trong quá trình sản xuất công nghiệp một số chất diệt cỏ như 2,4,5T hoặc trong quá trình đốt cháy không hoàn toàn của một số nguyên liệu như gỗ, giấy, luyện kim … Mức độ nguy hiểm, độc hại của từng chất POP là khác nhau, nhưng đều có một số đặc điểm chung:  Có độc tính tính cao.  Khó phân hủy, có thể tồn tại nhiều năm thậm chí hàng chục năm.  trước khi phân hủy thành dạng ít độc hại hơn.  Có thể bay hơi và phát tán đi xa theo không khí hoặc nước. 5  Tích lỹ trong các mô mỡ động vật. Vì những tính chất nguy hại cho con người, sinh vật nói chung và môi trường sinh thái, có tác động quy mô toàn cầu, nên việc quản lý và ngăn chặn tác hại của POP được cả thế giới quan tâm, thiết lập Công ước quốc tế các nước phải tuân theo. 1.1.1.2. POP theo công ước Stockhom [24] - Là những hợp chất có tính độc hại, tồn tại bền trong môi trường, phát tán rộng và tích lũy trong hệ sinh thái, gây hại cho sức khỏe con người. - Ban đầu Công ước Stockholm quy định việc quản lý an toàn, giảm phát thải và tiến tới tiêu huỷ hoàn toàn 12 nhóm chất POP bao gồm Aldrin, Chlordan, Dieldrin, Endrin, Heptachlor, Hexaclo benzen, Mirex, Toxaphen và Polychlorinated Biphenyls (PCB); DDT [1,l,l-trichloro-2,2-bis (4-chlorophenyl) ethan]; Dioxin (polychlorinated dibenzo-p-dioxin), Furans (Polychlorinated dibenzofurans), Polychlorinated Biphenyls (PCB), và Hexachlorobenzen (HCB). - Năm 2009, Hội nghị các bên lần thứ tư của Công ước Stockholm đã Quyết định bổ sung chín (09) nhóm chất POP mới vào các Phụ lục A, B, C của công ước, bao gồm: Các hóa chất trong phụ lục A nhóm hóa chất bảo vệ thực vật: Lindan, Alpha-HCH, Beta-HCH, Chlordecon, nhóm hóa chất công nghiệp: Hexabromobiphenyl, Pentachlorobenzen, Tetra BDE, Penta BDE, Hepta và Octa BDE; Các hóa chất trong Phụ lục B: Hóa chất công nghiệp PFOS, các muối và PFOS-F; Các hóa chất trong Phụ lục C: Pentachlorobenzen. - Năm 2011, Hội nghị các Bên lần thứ năm (COP 05) Công ước Stockholm đã bổ sung thêm Endosulfan và các đồng phân vào phụ lục A của Công ước. (Các chất POP theo yêu cầu mới của Công ước Stockholm sau đây được gọi tắt là các chất POP mới). 6 Danh mục các chất POP theo COP 05 Công ước Stockholm Đioxin – hóa chất này được tạo ra một cách vô tình do sự đốt cháy không hoàn toàn, cũng như trong quá trình sản xuất một số loại thuốc trừ sâu và các hóa chất khác. Ngoài ra, một số kiểu tái chế kim loại, nghiền và tẩy trắng giấy cũng có thể sản sinh ra đioxin. Đioxin còn có trong khí thải động cơ, khói thuốc lá và khói than gỗ. Endrin – đây là loại thuốc trừ các loại gặm nhấm, trừ sâu được phun trên những cánh đồng bông và ngũ cốc. Chất này còn được sử dụng để diệt các loại chuột nhà, chuột đồng... Furan – các chất này được sản sinh không chú ý từ cùng những quá trình phát thải đioxin, đồng thời còn có trong các hợp chất PCB dành cho thương mại. Heptachlor – được dùng chủ yếu để diệt các loài côn trùng và mối trong đất, đồng thời còn được dùng để diệt các loài côn trùng hại bông, châu chấu, các loài gây hại cho nông nghiệp khác và muỗi truyền bệnh sốt rét. Hexachlorobenzen (HCB) – được sử dụng để diệt nấm hại cây lương thực. Đây cũng là một phụ phẩm trong việc sản xuất một số loại hóa chất nhất định và là kết quả của những quá trình phát thải ra đioxin và furan. Mirex – một loại thuốc trừ sâu sử dụng chủ yếu để diệt kiến lửa và các loại kiến và mối khác. Mirex còn được dùng làm chất làm chậm lửa trong chất dẻo, cao su và đồ điện. Polychlorinated Biphenyl (PCB) – hợp chất này được dùng trong công nghiệp làm chất lưu chuyển nhiệt, trong các máy biến thế điện và tụ điện, làm chất phụ gia trong sơn, giấy copy không cacbon, chất bịt kín và chất dẻo. Toxaphene – còn được gọi là camphechlor, một loại thuốc trừ sâu dùng trong ngành trồng bông, ngũ cốc , hoa quả, hạt và rau xanh. Chất này còn được dùng để diệt các loại ve, chấy kí sinh vật nuôi. 7 1.1.1.3. Phân loại POP a. Phân loại theo mục đích sử dụng [22] - Nhóm các chất trừ sâu, trừ nhện, trừ côn trùng gây hại: + Nhóm các chất trừ sâu có chứa Clo: DDT, Clodan. + Nhóm các chất trừ sâu có chứa phốt pho: Wophatox, Diazinon, Malathion, Monitor... + Nhóm các hợp chất cacbamat: Sevin, Furadan, Mipcin, Bassa. + Nhóm các hợp chất sinh học: Pyrethroid, Permetrin.. - Nhóm các chất trừ nấm, trừ bệnh, trừ vi sinh vật gây hại: + Các hợp chất chứa đồng. + Các hợp chất chứa lưu huỳnh. + Các hợp chất chứa thuỷ ngân. + Một số loại khác. Nhóm các chất trừ cỏ dại, làm rụng lá, kích thích sinh trưởng: + Các hợp chất chứa Phenol (2,4- D). + Các hợp chất của axit propyonic (Dalapon). + Các dẫn xuất của cacbamat (ordram). + Triazin. Nhóm các chất diệt chuột và động vật gặm nhấm: Photphua kẽm và Warfarin. b. Phân loại theo nguồn gốc sản xuất và cấu trúc hoá học [22,23] Thuốc BVTV có nguồn gốc hữu cơ: + Nhóm các chất trừ sâu có chứa Clo: DDT, Clodan. + Nhóm các chất trừ sâu có chứa phốt pho: Wophatox, Diazinon, Malathion, Monitor... + Nhóm các hợp chất cacbamat: Sevin, Furadan, Mipcin, Bassa + Các chất trừ sâu thuỷ ngân hữu cơ. 8 + Các dẫn xuất của hợp chất nitro. + Các dẫn xuất của urê. + Các dẫn xuất của axit propionic. + Các dẫn xuất của axit xyanhydric. Các chất trừ sâu vô cơ: + Các hợp chất chứa đồng. + Các hợp chất chứa lưu huỳnh. + Các hợp chất chứa thuỷ ngân. + Một số loại khác. + Các chất trừ sâu có nguồn gốc thực vật là ancaloid, thực vật có chứa nicotin, anabazin, pyrethroid. c. Phân loại nhóm độc theo tổ chức Y tế thế giới (TCYTTG) [8,22] Các chuyên gia về độc học đã nghiên cứu ảnh hưởng của chất độc lên cơ thể động vật ở cạn (chuột nhà), và đã đưa ra 5 nhóm độc theo tác động của độc tố tới cơ thể qua miệng và da như sau: Độc mạnh, độc, độc trung bình, độc ít, độc rất nhẹ. d. Phân loại theo độ bền khó phân hủy[22,23] Các hoá chất bảo vệ thực vật (BVTV) có độ bền khó phân hủy rất khác nhau, nhiều chất có thể lưu đọng trong môi trường đất, nước, không khí và trong cơ thể động, thực vật. Do vậy các hoá chất BVTV có thể gây những tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến sức khoẻ con người. Dựa vào độ bền khó phân hủy của chúng, có thể sắp xếp chúng vào các nhóm sau: - Nhóm chất không bền: Nhóm này gồm các hợp chất phốt pho hữu cơ, cacbamat. Các hợp chất nằm trong nhóm này có độ bền kéo dài trong vòng từ 1- 12 tuần. - Nhóm chất bền trung bình: Các hợp chất nhóm này có độ bền vững từ 1- 18 tháng, hay một vài năm trong điều kiện tự nhiên. Điển hình là thuốc diệt cỏ 2,4-D (thuộc loại hợp chất có chứa Clo). 9 - Nhóm chất bền khó phân hủy: Các hợp chất nhóm này có độ bền từ 25 năm, thậm chí hàng chục năm trong đất, nguồn nước. Thuộc nhóm này là các loại thuốc trừ sâu đã bị cấm sử dụng trên thế giới và ở Việt Nam là DDT, 666 (HCH),.. Đó là các hợp chất Clo bền vững. - Nhóm chất rất bền khó phân hủy: Đó là các hợp chất kim loại hữu cơ, loại chất này có chứa các kim loại nặng như Thuỷ ngân (Hg), Asen (As)... Các kim loại nặng Hg và As không bị phân huỷ theo thời gian, chúng đã bị cấm sử dụng ở Việt Nam. 1.1.2. Các phương pháp xử lý POP[12] Hiện nay trên thế giới và Việt Nam đã có nhiều biện pháp khác nhau được nghiên cứu và sử dụng để xử lý POP cũng như tiêu hủy chúng và những biện pháp được sử dụng chủ yếu là: - Phá hủy bằng tia cực tím (hoặc bằng ánh sáng mặt trời). - Phá hủy bằng vi sóng Plasma. - Oxy hóa bằng không khí ướt. - Oxy hóa ở nhiệt độ cao (thiêu đốt, nung chảy, lò nung chảy). - Phân hủy bằng công nghệ sinh học. - Khử bằng hóa chất pha hơi. - Khử có chất xúc tác, kiềm, oxi hóa điện hóa trung gian. - Oxy hóa muối nóng chảy. - Oxy hóa siêu tới hạn và plasma. - Sử dụng lò đốt đặc chủng. - Lò đốt xi măng. Cho đến nay, nước ta chưa có công nghệ xử lý triệt để đất có tồn dư thuốc bảo vệ thực vật thuộc nhóm khó phân hủy và vẫn sử dụng các công nghệ: sử dụng lò thiêu đốt nhiệt độ thấp (Trung tâm công nghệ xử lý môi trường – Bộ tư lệnh Hóa học), sử dụng lò đốt xi măng nhiệt độ cao (Công ty 10 Holchim thí điểm tại Hòn Chông), sử dụng lò đốt 2 cấp có can thiệp làm lạnh cưỡng bức (Công ty Môi Trường Xanh thực hiện tại các khu công nghiệp) và Công nghệ phân hủy sinh học (Viện Công nghệ Sinh học phối hợp một số đơn vị khác thực hiện). Tuy nhiên các phương pháp trên có nhiều hạn chế: + Phải đào xúc vận chuyển khối lượng lớn đất tồn dư. + Việc bao gói đóng thùng, chuyên chở có nhiều nguy cơ tiềm ẩn. + Việc nung đốt trong lò xi măng chưa khẳng định đã phân hủy hoàn toàn chất độc hại mà không phát sinh dioxin thải ra môi trường. + Chi phí đốt quá lớn. Yêu cầu công nghệ phù hợp cho việc xử lý các chất POP tại Việt Nam vừa có thể triển khai rộng, phù hợp với điều kiện kinh tế, kĩ thuật và trình độ kỹ thuật và quản lý ở trong nước, mà vẫn giữ được yêu cầu tối quan trọng là không gây phát tán chất độc, không phát sinh chất độc thứ cấp như dioxin, furan hay các chất độc hại khác, ra môi trường. Tuy nhiên, cho đến nay chưa có phương pháp xử lý công nghệ nào đáp ứng được yêu cầu thực tế. 1.2. DDT DDT là một trong những chất nguy hại nhất trong số các chất POP, nhưng lại được sử dụng khá phổ biến đến nay, do đó tác động gây hại của nó càng lớn – rộng. 1.2.1. Cấu tạo phân tử DDT [1,4] DDT là loại thuốc trừ sâu đã được sử dụng trong nhiều năm qua. Công thức hóa học của loại thuốc này là C14H9Cl5 tên khoa học là diclodiphenyltricloetan hay (1,1,1 – trichloro – 2,2-bis (p – chlorophenyl) etan) và gọi tắt là DDT được sử dụng một cách hiệu quả giúp quân đội và dân thường trong việc kiểm soát sự lan truyền của dịch sốt rét và các bệnh dịch khác phát sinh từ côn trùng. DDT là tổng hợp của 3 dạng là p,p’- DDT (85%), o,p’- DDT (15%) và o,o’- DDT (lượng vết). Tất cả ba dạng trên đều là chất bột vô định hình. DDT 11 cũng có thể chứa DDE (1,1 – dichloro – 2,2-bis (p – chlorophenyl) etylen) và DDD (1,1 – dichloro – 2,2-bis (p – chlorophenyl) etan) là những chất nhiễm bẩn trong quá trình sản xuất. DDD cũng có thể được sử dụng để diệt trừ sâu hại, nhưng hiệu quả kém hơn nhiều so với DDT, một dạng của DDD (o,p’-DDD) đã được sử dụng để điều trị bệnh ung thư tuyến thượng thận. Cả DDD và DDE đều là những sản phẩm không mong muốn trong quá trình sản xuất DDT. - Công thức hóa học của DDT: C14H9Cl5 - Cấu tạo phân tử DDT: Hình 1.1: Cấu tạo phân tử của DDT 1.2.2. Độc tích của DDT [1] - Độc tính: DDT là loại thuốc trừ sâu có độ bền vững có độc tính cao. Sự gây hại của DDT đối với môi trường là do hai thuộc tính của nó là sự tồn tại lâu trong môi trường và sự hòa tan trong lipit.Vì DDTkhông hòa tan trong nước nên rất khó bị rửa trôi trong môi trường. DDT hòa tan tốt chất béo vì vậy khi động vật ăn thức ăn có chứa DDT thì DDT sẽ kết hợp với chất béo trong cơ thể và tích lũy ở đó. Một khi DDT xâm nhập được vào cơ thể nó sẽ có xu hướng kết hợp tích lũy lại ở các mô mỡ. Sự tích lũy DDT có sự tăng lên qua các bậc dinh dưỡng gọi là sự phóng đại sinh học, nó xảy ra trong các chuỗi thức ăn. Điều này có nghĩa là trong chuỗi thức ăn càng ở những động vật bậc cao trên đầu chuỗi thức ăn thì càng tích lũy nhiều DDT. Và con người luôn luôn là sinh vật ở bậc cuối cùng của mọi chuỗi thức ăn. DDT có tác dụng lên hệ thần 12 kinh của động vật, đặc biệt là hệ thần kinh ngoại biên,gây rối loạn thần kinh và ức chế enzim chắc năng đòi hỏi sự dịch chuyển các ion dẫn đến tê liệt. DDT thuộc nhóm độc II, LD50 per os:113-118 mg/kg; LD50 dermal: 2150 mg/kg. Tuy nhiên DDT lại là hóa chất duy nhất cho đến nay được cho phép sử dụng diệt muỗi – cung quăng nhằm hạn chế lây lan bệnh sốt rét. 1.3. Các phương pháp phân hủy DDT 1.3.1. Các phương pháp phân hủy DDT trên thế giới 1.3.1.1. Phương pháp chôn lấp, cô lập[1] Với cấu trúc vòng thơm, DDT rất khó phân hủy trong tự nhiên nên biện pháp chôn lấp chất thải nguy hại được áp dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới. Một số nước sử dụng biện pháp cô lập và xi măng hóa chất thải có độc tính cao ở dạng lỏng hoặc rắn. Phương pháp này đòi hỏi phải chuẩn bị hố chôn lấp đảm bảo kỹ thuật, không bị rò rỉ, bền vững với thời gian dài, địa điểm chôn lấp phải xa khu dân cư, không gần mạch nước ngầm. 1.3.1.2. Phương pháp đốt có xúc tác[1] Đây là phương pháp vô cơ chuyển hóa clo hữu cơ thành CO2 , H2O và Cl  . Clo hữu cơ tiếp xúc với kim loại đồng nung đỏ đều bị lấy mất clo (tạo thành CuCl2) và chúng bị phân hủy tiếp thành CO2 và H2O cùng với các dẫn xuất khác không độc hoặc ít độc hơn.  2 DDT  CO2  H 2O Cu /600700o C ,O khongkhi Công nghệ thiêu đốt có xúc tác đã được sử dụng trên thế giới, phương pháp này tương đối triệt để song giá thành lại cao và có khả năng gây ô nhiễm thứ cấp bởi các sản phẩm phụ tạo ra trong quá trình vận hành. 1.3.1.3. Giải pháp phân hủy hóa chất DDT bằng tia cực tím (UV) hoặc bằng ánh sáng mặt trời Các bức xạ cực tím có năng lượng lớn hơn, do đó nó có tác dụng phá hủy lớn. Các phản ứng phân hủy bằng tia cực tím (UV), bằng ánh sáng mặt 13