Tài liệu Nghiên cứu sự thay đổi thành phần cơ giới, hóa lý của đất và khả năng chống lan tỏa dioxin của cỏ vetiver áp dụng thử nghiệm tại sân bay biên hòa

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU SỰ TH Y Đ I THÀNH PH N C GIỚI H CỦ Đ T VÀ H NĂNG CHỐNG N TỎ IO IN CỦ CỎ V TIV R – P ỤNG TH NGHIỆM TẠI S N Y IÊN H CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Ê NH PHƯ NG HÀ NỘI, NĂM 2019 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI UẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU SỰ TH Y Đ I THÀNH PH N C H CỦ Đ T VÀ H NĂNG CHỐNG IO IN CỦ CỎ V TIV R – P ỤNG TH TẠI S N GIỚI N TỎ NGHIỆM Y IÊN H Ê NH PHƯ NG CHUYÊN NGÀNH: HO HỌC MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ: 8440301 NGƯỜI HƯỚNG ẪN HO HỌC 1:TS. NGUYỄN QUỐC ĐỊNH NGƯỜI HƯỚNG ẪN HO HỌC 2:TS. Ê TH NH HUYỀN HÀ NỘI, NĂM 2019 CÔNG TRÌNH ĐƢỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Cán bộ hƣớng dẫn 1: TS. Nguyễn Quốc Định Cán bộ hƣớng dẫn 2: TS. ê Thanh Huyền Cán bộ chấm phản biện 1: TS. H ng nh ê Cán bộ chấm phản biện 2: TS. Nguyễn H ng Minh Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI Ngày 16 tháng 04 năm 2019 i ỜI C M ĐO N Tôi xin cam đoan các nội dung, số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính xác thực và nguyên bản của luận văn. T C GI UẬN VĂN (Ký và ghi rõ họ tên) ê nh Phương ii ỜI C M N Hoàn thành luận văn này, trƣớc tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Nguy n Quốc Định, TS. Lê Thanh Huyền và TS. Ngô Thị Th y Hƣờng là những ngƣời thầy hƣớng dẫn trực tiếp, đã tận tình gi p đỡ trong suốt quá trình học tập, thực hiện và hoàn thành luận văn. Tôi xin trân trọng cảm ơn Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản; Trung tâm Quan trắc Môi trƣờng miền Bắc, Khoa môi trƣờng – Trƣờng Đại học Tài nguyên và Môi trƣờng Hà Nội, Khoa môi trƣờng – Trƣờng Đại học Mỏ Địa chất đã tạo điều kiện gi p đỡ và hỗ trợ tôi trong quá trình thực hiện nghiên cứu, thu thập số liệu cho luận văn. Trân trọng cảm ơn Ban chủ nhiệm đề tài cấp bộ mã số TNMT.04.66 và Dự án nghiên cứu Khoa học thuộc PEER Cycle 6, USAID, Mỹ (AID-OAA-A-11-00012; 2018-2020) do TS. Ngô Thị Th y Hƣờng làm chủ nhiệm đã cho phép sử dụng nguồn số liệu của đề tài và hỗ trợ kinh phí để hoàn thành công trình này. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã ủng hộ, động viên trong suốt quá trình học tập và hoàn thiện luận văn tốt nghiệp. Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót vì vậy tôi rất mong nhận đƣợc những ý kiến đóng góp của quý thầy – cô để luận văn đƣợc hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn!. Hà Nội, ngày 20 tháng 04 năm 2019 Học viên ê nh Phương iii MỤC ỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii MỤC LỤC ................................................................................................................. iii DANH MỤC BẢNG ................................................................................................... v DANH MỤC HÌNH ................................................................................................... vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT.................................................................................vii MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của luận văn ..................................................................................... 1 2. Mục tiêu của đề tài .................................................................................................. 3 3. Nội dung thực hiện .................................................................................................. 3 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................... 4 1.1. Tổng quan về dioxin............................................................................................. 4 1.1.1. Dioxin và nguồn gốc của ch ng ........................................................................ 4 1.1.2. Tác hại của dioxin ............................................................................................. 5 1.1.3. Sự lan tỏa của dioxin trong môi trƣờng ............................................................ 6 1.1.4. Hiện trạng, mức độ ô nhi m dioxin trên thế giới và ở Việt Nam ..................... 7 1.2. Các biện pháp chống lan tỏa dioxin trong đất .................................................... 12 1.2.1. Các biện pháp chống lan tỏa dioxin đã và đang đƣợc áp dụng hiện nay ........ 12 1.2.2. Ảnh hƣởng thảm phủ thực vật trong việc chống xói mòn đất và hạn chế lan tỏa ô nhi m ................................................................................................................ 13 1.2.3. Tình hình nghiên cứu việc ứng dụng cỏ Vetiver trong trong chống lan tỏa ô nhi m ......................................................................................................................... 15 1.3. Tổng quan về khu vực nghiên cứu ..................................................................... 18 1.3.1. Vị trí địa lý ...................................................................................................... 18 1.3.2. Đặc điểm địa hình, chế độ thủy văn ................................................................ 18 1.3.3. Đặc điểm thổ nhƣỡng và trầm tích .................................................................. 19 1.3.4. Đặc điểm khí hậu ............................................................................................ 20 1.3.5. Điều kiện kinh tế, xã hội khu vực thành phố Biên Hòa .................................. 21 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.... 22 2.1. Đối tƣợng và địa điểm nghiên cứu ..................................................................... 22 2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu...................................................................................... 22 2.1.2. Địa điểm tiến hành nghiên cứu ....................................................................... 22 2.2. Thời gian nghiên cứu ......................................................................................... 23 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu.................................................................................... 24 iv 2.3.1. Phƣơng pháp thu thập tài liệu ......................................................................... 24 2.3.2. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm........................................................................ 24 2.3.3. Quan trắc sinh trƣởng và phát triển của cỏ ..................................................... 25 2.3.4. Phƣơng pháp thu mẫu ngoài thực địa.............................................................. 25 2.3.5. Phƣơng pháp phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm ..................................... 26 2.3.6. Phƣơng pháp xử lý số liệu ............................................................................... 29 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 30 3.1. Đánh giá sự thay đổi của thành phần cơ giới và hoá lý của đất theo thời gian trong các lô thí nghiệm tại khu vực nghiên cứu ........................................................ 30 3.1.1. Thành phần cơ giới đất .................................................................................... 30 3.2.2. Thành phần lý hóa của đất .............................................................................. 39 3.2. Đánh giá khả năng chống lan tỏa ô nhi m dioxin của cỏ Vetiver ..................... 47 3.2.1 Khả năng sinh trƣởng và phát triển cỏ Vetiver tại khu vực nghiên cứu .......... 47 3.2.2. Biến động hàm lƣợng dioxin trong đất và cỏ Vetiver tại khu vực nghiên cứu theo thời gian ............................................................................................................. 52 3.2.3. Đánh giá khả năng chống lan tỏa ô nhi m dioxin của cỏ Vetiver .................. 57 3.3. Đề xuất giải pháp chống lan tỏa ô nhi m dioxin b ng cỏ Vetiver ..................... 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................... 66 TÀI LI U THAM KHẢO ......................................................................................... 68 PHỤ LỤC v NH MỤC NG Bảng 1.1: Thời gian bán phân hủy của dioxin trong đất, b n đáy và nƣớc ................6 Bảng 2.1: Tọa độ địa lý lô thí nghiệm tại khu vực nghiên cứu .................................23 Bảng 3.1: Kết quả phân tích thành phần cơ giới của đất ..........................................31 Bảng 3.2: Kết quả phân loại thành phần cơ giới đất theo USDA ..........................33 Bảng 3.3: Kết quả nghiên cứu thành phần hóa lý trong các lô thí nghiệm ...............40 Bảng 3.4: Sinh trƣởng của cỏ chiều cao thân theo thời gian ..................................47 Bảng 3.5: Kết quả về chu vi của cỏ Vetiver theo thời gian ......................................50 Bảng 3.6: Tính toán tổng lƣợng dioxin trong đất và cỏ trƣớc và sau khi xử lý và hiệu quả xử lý dioxin của cỏ Vetiver ........................................................................56 vi NH MỤC H NH Hình 1.1: Quan hệ giữa biến động lớp thảm phủ thực vật đến quá trình xói mòn....14 Hình 1.2: Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu ................................................................18 Hình 2.1: V ng khảo sát và tiến hành thí nghiệm đƣợc lựa chọn .............................22 Hình 2.2: Mô hình thí nghiệm và vị trí lấy mẫu đất và mẫu sinh phẩm ...................25 Hình 3.1: Mẫu đất tại hiện trƣờng đợt 4....................................................................34 Hình 3.2: Sự thay đổi cát trong ba lô thí nghiệm theo thời gian ..........................35 Hình 3.3: Sự thay đổi bụi trong ba lô thí nghiệm theo thời gian ..........................36 Hình 3.4: Sự thay đổi Sét trong ba lô thí nghiệm theo thời gian ..........................38 Hình 3.5: Biến động mức độ pH theo thời gian của ba lô thí nghiệm ......................41 Hình 3.6: Biến động Eh theo thời gian của ba lô thí nghiệm ....................................43 Hình 3.7: Biến động EC theo thời gian của ba lô thí nghiệm ...................................44 Hình 3.8: Biến động TOC theo thời gian của ba lô thí nghiệm ................................45 Hình 3.9: Sinh trƣởng của cỏ Vetiver chiều cao thân theo thời gian .....................48 Hình 3.10: Cỏ Vetiver đƣợc trồng ở khu vực nghiên cứu tháng 12 2014 ................49 Hình 3.11: Sự biến động về chu vi của cỏ Vetiver đƣợc trồng tại khu vực nghiên cứu theo thời gian ......................................................................................................51 Hình 3.12: Biến động hàm lƣợng dioxin đất, r , chồi trong hai lô thí nghiệm có trồng cỏ theo thời gian ..............................................................................................53 Hình 3.13: Cỏ Vetiver trồng tại khu vực nghiên cứu ................................................59 Hình 3.14: R cỏ Vetiver thu đƣợc trong lô 1 sau 6 tháng trồng ..............................61 vii NH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 2,3,7,8-TCDD 2,3,7,8-Tetrachlorodibenzodioxin 2,4,5-T 2,4,5-Trichlorophenoxyacetic acid 2,4-D 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid CDD/F Chlorinated Dibenzo-p-Dioxin DECOM1 Chế phẩm kích thích sự phát triển của vi sinh vật, bao gồm các muối dinh dƣỡng vô cơ và m n hữu cơ HpCDD Heptachlorodibenzo-p-dioxin IARC International agency for research on cancer OCDD Octa-Chlorinated Dibenzo-p-Dioxin PCBs polychlorinated biphenyls PCDD/F Polychlorinated dibenzo-p-dioxins/dibenzofurans TEQ Toxic Equivalent Quotient: độ độc tƣơng đƣơng TOC Tổng Carbon hữu cơ UNEP United Nations Environment Programme: Chƣơng trình môi trƣờng Liên Hiệp Quốc US AID United States Agency for International Development: Cơ quan Phát triển Quốc tế Hoa Kỳ VSV Vi sinh vật WHO World Health Organization: Tổ chức y tế thế giới 1 MỞ Đ U . T nh c hi của uận v n Dioxin là tên chung để ch một nhóm hàng trăm các hợp chất hóa học có chung cấu tr c hóa học nhất định, thuộc nhóm polychlorinated dibenzo para dioxin (PCDDs) và polychlorinated dibenzofurans (PCDFs). Trong 210 đồng phân của hai nhóm này, có 17 chất đồng loại độc với các nguyên tử clo tại vị trí 2, 3, 7 và 8. Chất 2,3,7,8-TCDD đƣợc xem là độc nhất và đƣợc Tổ chức quốc tế nghiên cứu về ung thƣ IARC thuộc WHO xếp vào những chất gây ung thƣ nhóm 1 [25],[43]. Dioxin có thể đƣợc hình thành và phát thải ra môi trƣờng từ các hoạt động nhƣ: thiêu đốt (chất thải sinh hoạt, chất thải công nghiệp, chất thải y tế, sinh khối nhƣ gỗ, rơm rạ,… ; luyện kim (luyện thép, tái chế kẽm, sản xuất nhôm,… ; sản xuất và sử dụng các hợp chất clo hữu cơ sản xuất và sử dụng thuốc trừ sâu, tẩy trắng bột giấy,… và các hoạt động xử lý nƣớc thải. Một số nghiên cứu của Westing, 1984, Gough, 1986, Cecil, 1986 đã ch ra r ng, Việt Nam là một trong số những nƣớc bị ảnh hƣởng nặng nề bởi chất độc da cam/dioxin do hậu quả từ cuộc chiến tranh hóa học với khoảng 2,6 triệu ha, miền Nam Việt Nam bị phun rải một khối lƣợng các chất diệt cỏ khoảng 95 triệu kg [19],[26],[41]. Ƣớc tính có khoảng 170 kg TCDD, là chất độc nhất trong nhóm các chất dioxin và vẫn chƣa kể đến các nguồn chất diệt cỏ khác đã đƣợc phun rải [12]. Sau gần nửa thế k kết th c chiến tranh, nhƣng tình trạng ô nhi m môi trƣờng do chất da cam/dioxin trong khu vực và xung quanh các sân bay quân sự Biên Hòa, Đà N ng, Ph Cát vẫn rất nghiêm trọng. Dioxin tích tụ tại đây đã và đang tiếp tục lan tỏa qua các con đƣờng khác nhau và là mối nguy hiểm cho sức khỏe con ngƣời, đặc biệt thông qua chuỗi thức ăn [23]. Theo GEF UNDP, năm 2013, Việt Nam đã có rất nhiều nỗ lực trong việc khắc phục và làm sạch các điểm nóng dioxin b ng các phƣơng pháp hiện đại nhƣ chôn lấp tích cực, nghiền bi, công nghệ khắc phục b ng vi sinh vật và công nghệ giải hấp nhiệt trong mố [40]. Trong đó, các bãi chôn lấp chất thải độc hại đã đƣợc sử dụng hiệu quả từ hàng chục năm nay trên khắp thế giới để cô lập một loạt các loại chất gây ô nhi m, nhƣ dioxin, furan, các chất ô nhi m 2 hữu cơ khó phân hủy khác. Đây là một giải pháp cô lập vật liệu ô nhi m đã chứng tỏ đƣợc hiệu quả và cấp thiết khi xảy ra sự cố ô nhi m. Tuy nhiên, thời gian bán hủy trong môi trƣờng của dioxin khử clo nếu không có hình thức xử lý tích cực nào thƣờng phải tính b ng hàng chục năm. Chất dioxin bị cô lập trong bãi chôn lấp dự tính sẽ vẫn tồn dƣ trong hàng chục năm và cuối cùng sẽ vẫn phải xử lý. Vì vậy, việc nghiên cứu tìm ra phƣơng pháp xử lý b ng thực vật vừa thân thiện với môi trƣờng, vừa có hiệu quả kinh tế hơn, vừa có khả năng làm giảm nh ô nhi m dioxin và các chất độc hóa học trong đất ở mức độ trung bình, thấp là rất cần thiết. Hiện nay, cỏ Vetiver (Chrysopogon zizanioides (L.) Nash) – một loài cỏ có các đặc tính sinh học đặc biệt, là một trong những đối tƣợng đang đƣợc quan tâm nghiên cứu sử dụng để chống lại sự lan tỏa của các chất ô nhi m môi trƣờng. Trong những năm gần đây, tại Việt Nam đã có 43 t nh thành trong nƣớc trồng loài cỏ này với các mục đích khác nhau nhƣ: chống sạt lở, xói mòn, ứng dụng xử lý nƣớc thải từ các trại chăn nuôi, làm sạch nƣớc sông hay cải tạo đất bị ô nhi m nhƣng chƣa có nghiên cứu nào về ứng dụng của cỏ Vetiver trong giảm thiểu và chống lan tỏa ô nhi m dioxin, KLN hay các chất hữu cơ bền vững trong đất. Việc ứng dụng một loài thực vật để xử lý và chống lan tỏa ô nhi m cần phải đƣợc đánh giá về khả năng sinh trƣởng, phát triển để tạo thảm phủ cũng nhƣ hiệu quả cố định, hạn chế rửa trôi, phát tán các chất từ môi trƣờng đất ô nhi m ra xung quanh. Sân bay Biên Hòa, t nh Đồng Nai là khu vực điểm nóng ô nhi m dioxin do dƣ lƣợng của thuốc diệt cỏ mà M sử dụng trong chiến tranh – ƣớc tính, có khoảng hơn 98.000 thùng phi (loại 205 lít) chất da cam, 45.000 thùng chất trắng và 16.000 thùng chất xanh đã đƣợc lƣu trữ và sử dụng tại Biên Hòa [12]. Hơn 11.000 thùng chất diệt cỏ đã đƣợc vận chuyển từ Biên Hòa trong chiến dịch Pacer Ivy vào năm 1970 để phun rải tại các cánh rừng miền Nam. Hậu quả chiến tranh để lại có tác động nghiêm trọng tới môi trƣờng sống và sức khỏe của ngƣời dân khu vực bị ô nhi m; vì vậy, nghiên cứu tìm ra giải pháp nh m cải thiện chất lƣợng môi trƣờng, đặc biệt là ngăn ngừa nguy cơ lan tỏa dioxin ra các v ng xung quanh và sông suối là rất cần thiết. Việc nghiên cứu, đánh giá tác động của cỏ Vetiver lên sự thay đổi của thành 3 phần cơ lý của đất cũng nhƣ khả năng chống lan tỏa dioxin có ý nghĩa r rệt trong lĩnh vực khoa học và thực ti n. Xuất phát từ tầm quan trọng đó, đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu sự thay đổi thành phần cơ giới, hóa lý của đất và khả năng chống lan tỏa dioxin của cỏ Vetiver – Áp dụng thử nghiệm t i sân ay iên a” nh m làm r những vấn đề nêu trên. Đề tài này sử dụng một phần số liệu từ Dự án nghiên cứu Khoa học thuộc PEER Cycle 6, USAID, M AID-OAA-A-11-00012; 2018-2020 do TS. Ngô Thị Th y Hƣờng làm chủ nhiệm. 2. Mục iêu của đề i - Đánh giá đƣợc ảnh hƣởng của cỏ Vetiver tới sự thay đổi của thành phần cơ giới thành phần các nhóm hạt, hệ số thấm và tính chất lý hóa (pH, Eh, EC, TOC) của đất trong các lô thí nghiệm; - Đánh giá đƣợc khả năng chống lan tỏa dioxin của cỏ Vetiver và đề xuất giải pháp chống lan tỏa dioxin b ng cỏ Vetiver. 3. Nội dung hực hiện - Đánh giá sự thay đổi của thành phần cơ giới và hoá lý của đất trong các lô thí nghiệm có trồng cỏ; - Đánh giá khả năng chống lan tỏa dioxin của cỏ Vetiver; - Đề xuất giải pháp chống lan tỏa ô nhi m b ng cỏ Vetiver. 4 CHƯ NG : T NG QU N C C V N ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. T ng uan về dioxin 1.1.1. i in v ngu n gốc của ch ng Theo WHO (2007), dioxin là tên chung để ch một nhóm gồm hàng trăm các hợp chất có chung cấu trúc hóa học nhất định, thuộc nhóm polychlorinated dibenzo para dioxin (PCDDs) và polychlorinated dibenzofurans (PCDFs). Dioxin có 75 đồng phân PCDD trong đó có 7 chất đồng loại độc và 135 đồng phân PCDF với 10 chất đồng loại độc. Các hợp chất dioxin polychlorinated biphenyls PCBs , với đặc tính độc tƣơng tự, cũng đƣợc gọi b ng thuật ngữ “dioxins”. PCB có khoảng 419 hợp chất hóa học nhƣng ch có khoảng 30 chất đƣợc cho là nguy hiểm. Chất trong nhóm dioxin có tên hóa học là 2,3,7,8- tetrachlorodibenzo para dioxin TCDD đƣợc coi là chất độc nhất trong nhóm này [43]. Độc tính của dioxin và các chất tƣơng tự dioxin nhƣ PCBs đƣợc xác định dựa trên mối liên hệ với TCDD, chất có hàm lƣợng độc cao nhất (TEF = 1, Toxic Equivalent Factor). Theo WHO, 1,2,3,7,8-PCDD với 5 nguyên tử Clo, cũng có TEF là 1. Bên cạnh đó, dioxin và các hợp chất tƣơng tự dioxin còn đƣợc Công ƣớc Stockholm xếp vào nhóm các chất ô nhi m hữu cơ khó phân hủy phát sinh không chủ định UPOPs trong các hoạt động công nghiệp. Các chất độc hại này có thể đƣợc hình thành và phát thải ra môi trƣờng từ các hoạt động nhƣ: thiêu đốt chất thải sinh hoạt, chất thải công nghiệp, chất thải y tế, sinh khối nhƣ gỗ, rơm rạ,… ; luyện kim luyện thép, tái chế kẽm, sản xuất nhôm,… ; sản xuất và sử dụng các hợp chất clo hữu cơ sản xuất và sử dụng thuốc trừ sâu, tẩy trắng bột giấy,… và các hoạt động xử lý nƣớc thải,... Ở Việt Nam, ngoài việc dioxin đƣợc thải ra môi trƣờng từ các hoạt động của con ngƣời, thì một lƣợng lớn dioxin tồn lƣu hiện nay là do hậu quả từ chiến tranh. Trong số các sân bay quân sự - những nơi trƣớc đây lƣu trữ, nạp các chất diệt cỏ lên máy bay đi phun rải, tẩy rửa máy bay sau khi phun rải hiện vẫn còn tồn lƣu nồng độ dioxin cao nhƣ: Biên Hòa, Đà N ng, Ph Cát. 5 1.1.2. T c h i của dioxin Dioxin là chất hữu cơ tồn lƣu độc hại kéo dài nhiều thập kỷ, chất này bám vào các phân tử đất đƣợc các dòng nƣớc chảy từ các đập tràn hoặc các v ng bị phun rải đƣa xuôi xuống dƣới và lắng đọng dƣới đáy ao hồ, chất này đƣợc hấp thụ vào các loài cá, loài thân mềm và vịt ngan, d dàng len lỏi vào chuỗi thực phẩm của con ngƣời. Các hợp chất hữu cơ halogen có chứa gốc clo này ch hòa tan trong mỡ, xăng dầu, không hòa tan trong nƣớc, rất độc hại đối với động vật và con ngƣời. Các nghiên cứu trên động vật đã chứng minh PCDDs PCDFs và PCBs có liên quan đến đột biến gen và gây ung thƣ. Ví dụ nhƣ các tổn thƣơng về gan, khối u ác tính, những thay đổi tiền ung thƣ và ung thƣ [21],[35]. Dioxin đƣợc xếp vào nhóm 2A của bảng độc dƣợc. Nó có thể gây chết ngƣời hoặc có thể xâm nhập vào nhân tế bào, tự gắn vào ADN làm biến đổi gen của ngƣời nhi m và gây quái thai cho thế hệ thứ hai, thậm chí thế hệ thứ 3. Quá trình dioxin xâm nhập vào đất, nó sẽ gây độc cấp tính trực tiếp cho đất, tiêu diệt nhiều sinh vật có ích hoặc gây tổn hại khác nhƣ biến đổi gen, dị dạng và đồng thời nó sẽ bị hấp thụ vào trong đất, chuyển hóa và tạo thành những hợp chất dạng keo tụ làm cho đất bị nhi m độc, giảm độ phì nhiêu. Bên cạnh đó, dƣới sự tác động của ánh sáng, nhiệt độ, mƣa và vi sinh vật sẽ làm cho hàm lƣợng dioxin trong môi trƣờng đất bị phân hủy theo thời gian. Nhƣng cũng có nghiên cứu ch ra r ng, dioxin hoàn toàn không bị phân hủy sinh học bởi tác động của các chủng VSV thƣờng gặp trƣờng đất tự nhiên [16]. Vì vậy, các nhà khoa học đang cố gắng phân lập những chủng VSV đặc hiệu có thể phân hủy các loại chất độc khó phân hủy, trong đó có dioxin. Sự tồn lƣu dioxin trong đất phụ thuộc vào liều lƣợng phun rải và tính chất đất nhƣ thành phần cơ giới đất, độ chua của đất và những điều kiện thời tiết khác nhƣ: gió, mƣa, lũ lụt, xói mòn... mức độ tiếp x c và sự chuyển hóa bởi VSV trong môi trƣờng đất. Theo Ngô Thị Th y Hƣờng và cs 2016 , dioxin có thời gian bán phân hủy T 2 cao hơn nhiều so với các hợp chất hữu cơ khác. T y theo môi trƣờng và điều kiện cụ thể mà T 2 có thể biến động khác nhau. Thời gian bán phân hủy trong cơ 6 thể sinh vật từ 7–12 năm. Đối với cơ thể ngƣời, thời gian bán phân hủy của 2,3,7,8TCDD là 8,5 năm. Trong môi trƣờng đất, thời gian bán phân hủy của dioxin t y thuộc vào tầng đất cũng nhƣ điều kiện thổ nhƣỡng. Ở lớp bề mặt, dioxin d bị phân hủy bởi quá trình quang hóa và bốc hơi trong những ngày nắng nóng, nhiệt độ cao do đó thời gian bán phân hủy của ch ng ngắn hơn, có thể từ 9–12 năm. Tuy nhiên, ở những tầng đất sâu, thời gian bán phân hủy có thể lên tới 25–100 năm [16]. McLachlan và cs. 1996 đã chứng mình r ng, sau 18 năm vẫn còn hơn 50 lƣợng PCDDs và PCDFs trong v ng đất b n lầy [30]. Nhƣ vậy, dioxin không d dàng bị phân hủy, nó tồn tại bền vững và lâu dài trong môi trƣờng đất nói chung, cũng nhƣ trầm tích nói riêng. Thời gian bán phân hủy của dioxin trong đất, b n đáy và nƣớc [7] đƣợc tổng hợp trong bảng dƣới đây: ảng .1: Thời gian M i ường n h n hủy của dioxin trong đ Thời gian n h n hủy n ưu Tầng đất 0,1 cm 1 -3 năm Tầng đất mặt 0-20 cm 9-15 năm Ở độ sâu tầng đất lớn hơn 20 cm 25-100 năm M i n đ y v nước ường n ưu Thời gian n phân hủy Trong b n đáy >2 năm Trong đất 1-2 năm (Nguồn: Nguyễn Tiến Dũng, 2005). 1.1.3. Sự an ỏa của di in ng i ường Khi đƣợc thải vào môi trƣờng, dioxin có thể tồn tại trong đất, nƣớc, không khí và thức ăn. Trong không khí, dioxin thƣờng bám vào các hạt lơ lửng, thƣờng tồn tại trong không khí trong một thời gian dài, phát tán rộng rãi khắp nơi trên thế giới [20]. Theo WHO, năm 2007, trong đất, dioxin tồn tại bền vững trong một thời gian dài. Khi thải vào trong nƣớc, dioxin có xu hƣớng lắng đọng xuống trầm tích, nơi ch ng đƣợc vận chuyển xa hơn hoặc bị hấp thụ bởi cá và các thủy sinh vật khác. Với đặc tính là các chất hữu cơ khó phân hủy, ít hoà tan trong nƣớc nên ch ng tích tụ lâu dài trong đất và trầm tích, đặc biệt là tích tụ, lan truyền trong chuỗi thức ăn, 7 từ các loài thực vật đến động vật thủy sinh và một số mắt xích thức ăn khác, cuối cùng là con ngƣời [43]. Một trong những con đƣờng chủ yếu mà dioxin lan tỏa trong môi trƣờng là sự xói mòn, rửa trôi đất bị nhi m dioxin do mƣa, lũ lụt, bão ở các khu vực bị ô nhi m dioxin. Sự lan tỏa này phụ thuộc theo địa hình và chủ yếu theo đƣờng nƣớc chảy, độ dốc của khu vực bị ô nhi m. Ở Việt Nam, theo đƣờng nƣớc chảy, dioxin bị hấp thụ và có nồng độ cao trong trầm tích ở các ao, hồ ở gần những điểm kho chứa, nạp và rửa chất diệt cỏ trong chiến tranh trƣớc đây. Dioxin tìm thấy ở sông, lạch ở thành phố Hồ Chí Minh và thành phố Nha Trang là minh chứng cho điều này. Sự có mặt của dioxin trong trầm tích ở các hồ số 1, hồ số 2, hồ Cổng 2, hồ Biên H ng, sông Đồng Nai ở những mức độ khác nhau là kết quả của sự lan tỏa của dioxin từ các bãi đất bị nhi m dioxin trong sân bay Biên Hòa. Ở khu vực sân bay Đà N ng cũng tƣơng tự nhƣ vậy, dioxin từ khu vực nhi m dioxin theo dòng chảy ra hồ Sen và xa hơn nữa là trầm tích sông Ph lộc, nơi cũng phát hiện thấy có dioxin ở hàm lƣợng thấp [12]. Dioxin là loại hợp chất rất d hấp phụ và hấp thụ bởi m n hữu cơ trong đất nên rất khó di chuyển theo chiều sâu, ở khu vực bị phun rải, thông thƣờng ch phát hiện thấy dioxin ở độ sâu 50-60 cm. Tuy nhiên, ở các bãi kho chứa, nạp và rửa, nơi có nhiều dò r các chất diệt cỏ từ các th ng chứa, các hoạt động tẩy rửa đã tạo điều kiện cho dioxin di chuyển đƣợc theo chiều sâu khác nhau 150 - 180 cm hoặc sâu hơn, t y thuộc vào điều kiện thổ nhƣỡng ở những nơi đó, loại chất dung môi và lƣợng bị đổ tràn [12]. Chính vì sự lan tỏa này làm khối lƣợng, diện tích đất phải xử lí tăng lên khá lớn so với lƣợng đất ô nhi m ban đầu. 1.1.4. Hiện ng ức độ nhiễ di in ên h giới v ở Việ Na * Trên th giới Vào những năm 1950-1960, dioxin đƣợc phát hiện có lẫn trong một số chất diệt cỏ với hàm lƣợng thấp ở các nƣớc đi đầu trong phát triển nền kinh tế công nghiệp nhƣ: M , Australia, New Zealand.... Đây là chất độc hóa học nguy hiểm 8 nhất mà con ngƣời phát hiện ra và đã cấm sử dụng ch ng. Tuy nhiên, mức độ tác động cũng đã đủ để gây ra hậu quả vô c ng lớn. Theo Smith và nnk, năm 1992, những trầm tích phân tầng cao từ hồ Green New York có những hàm lƣợng của Chlorinated Dibenzo-p-Dioxin CDD tƣơng quan với lớp lắng đọng khí quyển. CDD có thể đã đƣợc phát hiện từ xƣa trong những năm 1860 - 1865 với hàm lƣợng CDD toàn phần 7ppt; 98 CDD đƣợc phát hiện là OCDD. Mẫu hình chất lắng CDD ch r sự tăng mạnh sau năm 1923 và tiếp tục tăng cho đến năm 1984 năm cuối c ng đƣợc phân tích với hàm lƣợng cực đại trên 900ppt và 75% là Octa-Chlorinated Dibenzo-p-Dioxin (OCDD) [37]. Kết quả nghiên cứu của Bopp và nnk, 1991 dẫn theo Ngô Thị Th y Hƣờng, 2016) [5] về những mẫu thử trầm tích thu thập trong những năm 1985 - 1986 từ các khu vực cửa sông sông Passaic và vịnh Newark gần Newark, NJ - nơi sản xuất 2,4,5-T 1948 và 1986, chứa đựng những hàm lƣợng cao của 2,3,7,8-TCDD và OCDD. Hàm lƣợng của OCDD trong cặn lắng cao hơn gấp nhiều lần hàm lƣợng của 2,3,7,8-TCDD. Nghiên cứu này ch r r ng nguồn gốc khu vực có ý nghĩa đối với sự nhi m OCDD ví dụ: sự đốt cháy và hoặc sử dụng gỗ đƣợc bảo quản b ng PCP và nguồn gây ra hàm lƣợng có ý nghĩa của 2,3,7,8-TCDD liên quan đến nguồn công nghiệp địa phƣơng. Sự liên quan mật thiết giữa hàm lƣợng của 2,3,7,8TCDD và 2,3,7,8-TCDF chứng minh r ng khu công nghiệp là nguồn chính của ô nhi m 2,3,7,8-TCDF trong nƣớc tự nhiên của khu vực. Những mẫu thử giữa trầm tích ở độ sâu 108-111 cm có chứa 2,3,7,8-TCDD với hàm lƣợng 21.000 ppt, đó là hàm lƣợng cao nhất đo đƣợc trong nghiên cứu. Lƣợng chất tồn dƣ này tƣơng đƣơng với sự lắng đọng cặn đƣợc sinh ra trong thời kỳ cuối nhƣng năm 1950 đến đầu những năm 1960 - thời kì sản phẩm 2,4,5-T hoạt tính đƣợc sinh ra ở khu công nghiệp. Kết quả nghiên cứu của Kieatiwong và nnk, 1990 dẫn theo Ngô Thị Th y Hƣờng, 2016 [5 thì những hàm lƣợng tối đa của TCDD có trong cặn lắng tƣơng ứng với thời kỳ sản phẩm 2,4,5-T sinh ra tối đa, đồng thời những cặn lắng trong thời gian gần đây hơn chứa những hàm lƣợng thấp hơn của TCDD. Nghiên cứu này minh chứng sự tồn lƣu dai dẳng của CDD là chất vận chuyển vào không khí và là 9 chất lắng đọng ƣớt và khô. Ch ng đƣợc phân bố vào không khí, nƣớc, chất lắng và đất và ch ng tụ lại trong sinh vật cả trên cạn và dƣới nƣớc. * iệt Nam Ở Việt Nam, ngoài việc dioxin đƣợc thải ra môi trƣờng từ các hoạt động của con ngƣời, thì một lƣợng lớn dioxin tồn lƣu hiện nay là do hậu quả từ chiến tranh. Một số nghiên cứu đã ch ra r ng Việt Nam là một trong số những nƣớc bị ảnh hƣởng nặng nề bởi chất độc da cam dioxin [19],[26],[41]. Theo các số liệu chính thức của Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đã công bố, từ ngày 13 01 1962 đến 30 6 1971, có tới trên 2,6 triệu ha, chiếm 15,2 diện tích toàn miền Nam Việt Nam bị phun rải một khối lƣợng các chất diệt cỏ khoảng 95 triệu kg, tƣơng đƣơng khoảng 74 triệu lít chất độc hóa học, trong đó có 49,3 triệu lít da cam, tƣơng đƣơng khoảng 63 triệu kg, đã đƣợc phun rải trên 1,68 triệu ha. Ƣớc tính có khoảng 170kg TCDD đã đƣợc phun rải, trong khi đó Stellman và cs. 2003 con số đó là khoảng 366 kg TCDD và vẫn chƣa kể đến các nguồn chất diệt cỏ khác đã bị phun rải xuống miền Nam, Việt Nam [38]. Bên cạnh đó, theo Nguy n Tiến Dũng 2005 , ngoài tồn dƣ dioxin từ chiến tranh thì việc sử dụng chất độc hóa học trong các hoạt động sản xuất nông nghiệp, công nghiệp ở các khu vực n m trên đầu nguồn của nhiều con sông lớn nhƣ sông Bến Hải, sông Cửu Long, sông Hƣơng, sông Hàn, sông Đồng Nai, sông Bé, sông Vàm Cỏ, chất độc đã đƣợc lan truyền gần nhƣ toàn bộ diện tích đất đai miền Nam Việt Nam do tác động của bão lũ và các yếu tố tự nhiên - xã hội khác [7]. Việc rải chất độc hóa học này ở hàm lƣợng cao gấp khoảng 28 - 30 lần so với hàm lƣợng nhà sản xuất khuyên d ng để diệt cỏ, và đƣợc lặp lại nhiều lần trong khoảng thời gian dài không những làm chết cây cối mà còn gây ô nhi m môi trƣờng, nguy hại đến hệ sinh thái nói chung và sức khỏe của con ngƣời nói riêng. Ngoài ra, một số sân bay quân sự đƣợc M sử dụng là nơi tập kết chất độc hóa học nhƣ sân bay Biên Hòa, Đà N ng và Ph Cát có mức độ tồn lƣu dioxin cao. Tại đây, có những điểm bị ô nhi m chất độc hóa học dioxin rất nặng và đƣợc gọi là những “điểm nóng” về môi trƣờng với hàm lƣợng dioxin (2,3,7,8-TCDD trong đất, 10 bùn cao hơn hàng trăm, có nơi hàng ngàn lần ngƣỡng cho phép ngƣỡng đối với những v ng ô nhi m nặng dioxin theo TCVN 8183:2009 – Ngƣỡng dioxin trong đất và trầm tích 1000 ppt TEQ đối với đất, 150 ppt TEQ với trầm tích, b n [12]. a) Mức độ nhiễm dio in s n bay à N ng Sân bay Đà N ng đƣợc Quân đội M sử dụng làm bãi tồn trữ chất độc hóa học cho chiến dịch “Ranch Hand” từ tháng 5 1964 đến 7 1 1971. Trong thời gian đó, tại sân bay đã chứa và sử dụng: 52.700 th ng chất da cam, 29.000 th ng chất trắng và 5.000 th ng chất xanh. Từ ngày 17/4/1970 đến 31 3 1972, sân bay Đà N ng còn phục vụ cho chiến dịch thu hồi Pacer Ivy nh m xóa hết dấu vết của chất độc hóa học dioxin. Kết quả thu hồi đƣợc 8.200 th ng chất da cam và vỏ th ng đƣa về M Số liệu do Bộ Quốc Phòng M cung cấp . Nhƣ vậy, trong suốt thời gian từ 1964 đến 1972, sân bay Đà N ng bị ô nhi m nặng chất độc hóa học dioxin do các nguyên nhân: lƣợng hóa chất lƣu chứa tại đây rất lớn, chiếm 1 3 tổng số hóa chất mà M sử dụng tại Đông Dƣơng. Trong suốt thời gian này, các th ng hóa chất đƣợc giữ lộ thiên, chịu tác động của mƣa nắng dẫn tới hiện tƣợng rò r hóa chất do th ng chứa bị han r và vỡ; nhân viên sử dụng thiếu kinh nghiệm, kiểm soát kém. Các h ng rỗng sau khi sử dụng còn sót lại một lƣợng hóa chất 2 - 5 lít , đƣợc đƣa vào khu vực loại bỏ hoặc sử dụng làm hàng rào hay các mục đích khác. Những thiết bị phun rải sau khi thực hiện nhiệm vụ đã xả hóa chất còn lại và rửa tại cuối đƣờng băng. khu rửa và khu nạp. Hàm lƣợng TEQ lớn nhất trong đất đƣợc ghi nhận vào năm 2007 là 365.000 ppt trong các mẫu lấy tại khu trộn và nạp cũ, hàm lƣợng này vƣợt giá trị giới hạn cao nhất 1.000 ppt 365 lần. Ba mẫu phân tích có hàm lƣợng TCDD > 100.000 ppt và 17 trong số 23 mẫu đất 74 b) Mức độ nhiễm dio in lấy tại sân bay có hàm lƣợng > 1.000 ppt [12]. s n bay Biên a Sân bay Biên Hòa thuộc t nh Đồng Nai, cách sông Đồng Nai khoảng 700m về phía Tây, là một căn cứ chính của chiến dịch Ranch Hand. Trên thực tế, có khoảng hơn 98.000 th ng phi loại 205 lít chất da cam, 45.000 th ng chất trắng và 16.000 th ng chất xanh đã đƣợc lƣu trữ và sử dụng tại sân bay Biên Hòa [12]. Hơn