Tài liệu ảnh hưởng của ph đến động học quá trình phân hủy ddt bằng sắt siêu mịn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA HÓA HỌC ************** MAI THỊ NHUNG ẢNH HƯỞNG CỦA pH ĐẾN ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY DDT BẰNG SẮT SIÊU MỊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa Lý HÀ NỘI – 2016 LỜI CẢM ƠN Khóa luận này được hoàn thành ngoài sự cố gắng lớn của bản thân tôi còn được sự hướng dẫn giúp đỡ của rất nhiều người. Đầu tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS. Lê Xuân Quế là người đã hướng dẫn tận tình tôi trong suốt thời gian thực hiện khóa luận này.Thầy đã cung cấp cho tôi rất nhiều hiểu biết về mọi lĩnh vực mới khi tôi bắt đầu vào thực hiện. Trong quá trình thực hiện thầy luôn định hướng, góp ý và sửa chữa để tôi hoàn thành tốt khóa luận này, Th. S Trần Quang Thiện đã trực tiếp giúp tôi thực nghiệm và xử lý số liệu. Tôi xin chân thành 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 tôi trong suốt quá trình học tập tại trường và hoàn thiện khóa luận này. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân, bạn bè đã luôn tạo điều kiện động viên, khích lệ giúp tôi hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu khóa luận tốt nghiệp cuả mình. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 14 tháng 5 năm 2016 Sinh viên Mai Thị Nhung LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các kết quả nghiên cứu, số liệu được trình bày trong khóa luận: “Ảnh hưởng của pH đến động học quá trình phân hủy DDT bằng sắt siêu mịn” dưới sự hướng dẫn của PGS. TS. Lê Xuân Quế và Th. S 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 Mai Thị Nhung DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1 Các quy luật động học đơn giản Bảng 2 Kết quả phân tích hàm lượng POP sau mỗi lần chiết DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1: Cấu tạo của phân tử DDT ......................................................... 12 Hình 2: Thiết bị GC – MS tại viện Công nghệ Môi trường. ................. 27 Hình 3.1: Hàm lượng POP tại các thời điểm khác nhau ....................... 34 Hình 3.2: Hàm lượng POP tổng và hiệu suất xử lý tại các thời điểm khác nhau ............................................................................................... 34 Hình 3.3: Sự phụ thuộc của Ln(Co/C) vào thời gian ............................. 35 Hình 3.4: Hàm lượng DDT tại các thời điểm khác nhau....................... 38 Hình 3.5: Hàm lượng DDT tổng và hiệu suất xử lý tại các thời điểm khác nhau ............................................................................................... 39 Hình 3.6: Sự phụ thuộc của Ln(Co/C) vào thời gian ............................. 39 Hình 3.7: Hàm lượng DDT tại các thời điểm khác nhau khi thay đổi hàm lượng sắt......................................................................................... 40 Hình 3.8: Sự phụ thuộc của Ln(Co/C) vào thời gian khi thay đổi hàm lượng sắt................................................................................................. 41 Hình 3.9: Sự phụ thuộc của hằng số tốc độ phản ứng vào hàm lượng sắt ................................................................................................................ 42 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BVTV Bảo Vệ Thực Vật DDD 1,1 – dichloro – 2,2-bis (p – chlorophenyl) etan DDE 1,1 – dichloro – 2,2-bis (p – chlorophenyl) etylen DDT Diclodiphenyltricloetan (1,1,1 – trichloro – 2,2-bis (p – chlorophenyl) etan) Fe(0) Sắt hóa trị không HCB Hexachlorobenzen nZVI nano Zero- Valent Iron PCB Polychlorinated Biphenyls POP Persistent Organic Pollutant (Các chất thải hữu cơ bền) 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............................................................................... 3 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 POPs [2, 6, 9] ................................................. 10 1.2. Khái quát về DDT .................................................................................... 11 1.2.1. Cấu tạo phân tử DDT [2, 3, 6, 18] ........................................................ 11 1.2.2. Độc tính của DDT [1, 3, 18] ................................................................. 12 1.3. Các phương pháp phân hủy DDT. ........................................................... 13 1.3.1. Các phương pháp phân hủy DDT trên thế giới [2, 6] ........................... 13 1.3.2. Phương pháp phân hủy DDT ở Việt Nam [2, 6, 20, 21] ....................... 17 1.4. Sắt nano .................................................................................................... 18 1.4.1. Đặc điểm cấu tạo của Fe(0)................................................................... 18 1.4.2. Các phương pháp chế tạo Fe(0) [7]....................................................... 19 1.4.3. Ưu điểm của Fe(0) trong xử lý môi trường [3, 4] ................................. 20 1.5. Động học phản ứng .................................................................................. 20 1.5.1. Động học phản ứng đơn giản [5] .......................................................... 20 1.5.2. Động học phản ứng xúc tác dị thể [5] ................................................... 22 CHƯƠNG 2.: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...... 25 2.1. Thực nghiệm ............................................................................................ 25 2.1.1. Hóa chất, dụng cụ .................................................................................. 25 2.1.2. Tiến hành thực nghiệm.......................................................................... 26 2.2. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 27 2.2.1. Phương pháp đo pH............................................................................... 27 2.2.2. Phương pháp phân tích DDT ................................................................ 27 2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu..................................................................... 29 2.2.4. Phương pháp động học......................................................................... 30 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................. 32 3.1. Phân hủy thuốc BVTV từ dung dịch chiết ............................................... 32 3.2. Ảnh hưởng của pH đến động học quá trình phân hủy DDT .................... 36 3.2.1. Phân hủy DDT bằng Fe(0) .................................................................... 36 3.2.2. Ảnh hưởng của pH đến động học quá trình phân hủy DDT ................. 40 KẾT LUẬN........................................................................................................ 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 44 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, 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. Sự tồn dư gây ô nhiễm của một số chất hữu cơ độc hại, bền khó phân hủy, được kí hiệu là POP (Persistent Organic Pollutant), là một vấn đề bức xúc, tồn tại hàng chục năm ở trên 1000 điểm nóng, với hàng loạt hệ lụy, gây nhiễm độc, ung thư. Vấn đề xử lý chất POP được nhà nước hết sức coi trọng, các nước và tổ chức quốc tế quan tâm. DDT thuộc một trong những nhóm chất POP, DDT là loại thuốc trừ sâu, chứa Clo, có độ bền vững và độc tính cao, đã được sử dụng trong nhiều năm qua. Sự gây hại của DDT đối với môi trường là do DDT có khả năng tồn tại lâu trong môi trường. DDT có tác dụng lên hệ thần kinh của động vật, đặc biệt là hệ thần kinh ngoại biên, gây rối loạn thần kinh và ức chế enzim chức năng đòi hỏi sự dịch chuyển các ion dẫn đến tê liệt. DDT không chỉ là chất gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng mà còn gây hại tới sinh vật đặc biệt là con người. Tuy nhiên cho đến nay việc xử lý, phân hủy các chất độc hại tồn dư, khó phân hủy nói chung và DDT nói riêng vẫn luôn là yêu cầu cấp thiết, do chưa có giải pháp phù hợp, chưa có công nghệ khả thi hiệu quả, và nguồn nhân lực có kỹ thuật. 1 Đã có một số đề tài, công trình nghiên cứu về vấn đề này. Ứng dụng sắt siêu mịn tự chế tạo tại viện Kỹ thuật nhiệt đới để phân hủy DDT tồn lưu được tiến hành nghiên cứu. Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng tới động học của quá trình phân hủy DDT bằng sắt siêu mịn như: thời gian, pH, nồng độ DDT, hàm lượng sắt, nồng độ Na2SO4, tốc độ khuấy. Trong đó yếu tố pH đóng vai trò quan trọng. Do đó, tôi lựa chọn đề tài “Ảnh hưởng của pH đến động học quá trình phân hủy DDT bằng sắt siêu mịn”. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu xử lý triệt để DDT trong môi trường ô nhiễm. Mục tiêu nghiên cứu: - Tìm điều kiện tối ưu của pH trong quá trình phân hủy DDT bằng sắt siêu mịn. - Tìm phương trình động học, cơ chế của quá trình phân hủy DDT trong điều kiện tối ưu. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu phương pháp phân hủy DDT bằng sắt siêu mịn. - Nghiên cứu phương trình động học của phản ứng phân hủy DDT. - Nghiên cứu cơ chế phân hủy DDT bằng một số phần mềm lượng tử. - Phân tích và xử lý số liệu. 4. Đối tượng nghiên cứu - Quá trình phản ứng phân hủy DDT bằng sắt siêu mịn. 2 5. Phương pháp nghiên cứu - Tổng quan tài liệu, tham vấn chuyên gia. - Phương pháp phân hủy DDT bằng bột sắt siêu mịn. - Động học phản ứng. - Tính toán hóa lượng tử. - Phương pháp phân tích GCMS. - Phân tích và xử lý số liệu. 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 lý DDT đơn giản và hiệu quả hơn trong môi trường. 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1.Tổng quan về POP 1.1.1.Khái quát Chất ô nhiễm hữu cơ bền ( POPs - 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. POPs 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, 18, 21] 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 (POPs) 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, POPs 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 POPs 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 POPs là không màu, không mùi, 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 POPs còn 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 …vv. Mức độ nguy hiểm, độc hại của từng chất POPs là khác nhau, nhưng đều có một số đặc điểm chung:  Có độc 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.  Tích luỹ trong các mô mỡ động vật. 5 1.1.1.2. Giới thiệu công ước Stockhom [18] POP là những hợp chất có tính độc hại, tồn tại bền trong môi trường, phát tán rộng trên phạm vi toàn cầu và tích lũy trong hệ sinh thái, gây hại cho sức khỏe con người, do đó việc quản lý và xử lý ô nhiễm các chất POP được cả thế giới quan tâm, xây dựng thành Công ước quốc tế - Công ước Stockholm. Ban đầu Công ước Stockholm quy định việc quản lý an toàn, giảm phát thải, 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). 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 6 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. 1.1.1.3. Phân loại POPs a. Phân loại theo mục đích sử dụng [20] Nhóm các chất trừ sâu, trừ nhện, trừ côn trùng gây hại: 7 + 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 [19, 20] 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. + Các dẫn xuất của hợp chất nitro. + Các dẫn xuất của urê. + Các dẫn xuất của axit propionic. 8 + 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, 19] 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 [19, 20] 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 118 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). Nhóm chất bền khó phân hủy: Các hợp chất nhóm này có độ bền từ 2- 5 năm, thậm chí hàng chục năm trong đất, nguồn nước. Thuộc nhóm này là các 9 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 POPs [2, 6, 9] 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 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 10 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. Khái quát về DDT DDT là một trong những chất độc hại nhất trong số POP, là một nhóm các chất hữu cơ cao phân tử có chứa clo dạng bột màu trắng, mùi rất đặc trưng, không tan trong nước. DDT được sử dụng như là một loại thuốc trừ sâu có độ bền vững và độc tính cao, trong cơ thể DDT dễ dàng bị phân hủy sinh học thành DDE là một hoạt chất có độc tính cao hơn cả DDT. DDT có tác dụng lên hệ thần kinh của động vật: hệ thần kinh ngoại biên gây nên các sự rối loạn của hệ thống thần kinh dẫn đến tê liệt ngoài ra DDT còn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. 1.2.1. Cấu tạo phân tử DDT [2, 3, 6, 18] 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 11 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 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: Cấu tạo của phân tử DDT 1.2.2. Độc tính của DDT [1, 3, 18] - 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 DDT không hòa tan trong nước nên rất khó bị rửa trôi trong môi trường. 12