ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - TRẦN HỒNG CƠ NGHIÊN CỨU, XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ TỒN LƯU CHẤT ĐỘC DA CAM/DIOXIN VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ THỬ NGHIỆM CÔNG NGHỆ HÓA CƠ XỬ LÝ DIOXIN TẠI KHU VỰC SÂN BAY BIÊN HÕA LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - Năm 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRẦN HỒNG CƠ NGHIÊN CỨU, XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ TỒN LƯU CHẤT ĐỘC DA CAM/DIOXIN VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ THỬ NGHIỆM CÔNG NGHỆ HOÁ CƠ XỬ LÝ DIOXIN TẠI KHU VỰC SÂN BAY BIÊN HOÀ Chuyên ngành: Khoa học Môi trường Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN HÙNG MINH Hà Nội - Năm 2014 ii LỜI CÁM ƠN! Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, Tôi nhận giúp đỡ quý báu thầy cô, đồng nghiệp gia đình suốt trình thực luận văn Với lòng kính tro ̣ng và biế t ơn sâu sắ c xin đ ược bày tỏ lới cám ơn chân thành tới: TS Nguyễn Hùng Minh tận tình hướng dẫn ta ̣o điều kiện thuận lơ ̣i cho suố t quá triǹ h nghiên cứu hoàn thành luận văn tốt nghiệp Văn phòng 33; Dự án “Xử lý dioxin điểm ô nhiễm nặng Việt Nam” tạo điều kiện về thời gian cho hội tham gia nhóm khảo sát sân bay Biên Hòa tập huấn công tác thử nghiệm công nghệ Hóa-Cơ xử lý dioxin Phòng thí nghiệm Dioxin (Tổng cục môi trường) giúp đỡ về chuyên môn hỗ trợ suốt trình lấy mẫu Biên Hòa phân tích số liệu Chân thành cám ơn Ban giám hiê ̣u nhà trường, Phòng đào tạo sau đại học, Khoa Môi trường Bô ̣ môn Công nghệ Môi trường đại học Khoa học Tự nhiên đã ta ̣o mo ̣i điề u kiê ̣n giúp đ ỡ quá triǹ h ho ̣c tâ ̣p và hoàn thành luận văn Đặc biệt xin gửi lời cám ơn TS.Vũ Chiến Thắng, Phó Chánh Văn phòng 33 có gợi ý, giải đáp vướng mắc trình nghiên cứu hoàn thiện luận văn Cám ơn bố me ̣ anh chi ̣em và người vợ yêu quý đã bên ca ̣nh đô ̣ng viên và giúp đỡ ho ̣c tâ ̣p làm viê ̣c và hoàn thành luâ ̣n văn / iii MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH vii DANH MỤC VIẾT TẮT viii MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU Error! Bookmark not defined 1.1 Tổng quan về tình hình ô nhiễm dioxin Việt NamError! Bookmark not define 1.1.1 Tình hình sử dụng chất diệt cỏ có chứa dioxin thời gian chiến tranh của Mỹ ở Viê ̣t Nam Error! Bookmark not defined 1.1.2 Thực trạng ô nhiễm dioxin điểm nóngError! Bookmark not defined 1.2 Các phương pháp xử lý dioxin Error! Bookmark not defined 1.2.1 Công nghệ Hóa Cơ (Dehalogenation by mechanochemical reaction- DMCR) Error! Bookmark not defined 1.2.2 Giải hấp nhiệt mố (In Situ Thermal Desorption- ISTD/IPTD).Error! Bo 1.2.3 Công nghệ Sinh học Error! Bookmark not defined 1.2.5 Biên pháp chôn lấp Error! Bookmark not defined 1.3 Kinh nghiệm giới áp dụng công nghệ hóa xử lý dioxinError! Boo CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUError! Bookmark not defi 2.1 Đối tượng nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.1.1 Tính toán khối lượng đất nhiễm dioxin cần phải xử lý sân bay Biên Hòa Error! Bookmark not defined 2.1.2 Công nghệ Hóa-Cơ (MCD) xử lý đất bị ô nhiễm sân bay Biên Hòa Error! Bookmark not defined 2.2 Phương pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.2.1 Phương pháp kế thừa, thu thập tổng hợp tài liệuError! Bookmark not defi 2.2.2 Phương pháp lấy mẫu Error! Bookmark not defined 2.2.3 Phương pháp điều tra nghiên cứu thực địaError! Bookmark not def 2.2.4 Phương pháp chuyên gia Error! Bookmark not defined 2.2.5 Phương pháp tính toán Error! Bookmark not defined 2.2.6 Phương pháp phân tích tổng hợp đánh giáError! Bookmark not defined iv CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬNError! Bookmark not defined 3.1 Nghiên cứu, xác định mức độ ô nhiễm khu vực phía tây nam sân bay Biên Hòa (khu vực Pacer Ivy) Error! Bookmark not defined 3.1.1 Nhiễm độc dioxin đất bề mặt Error! Bookmark not defined 3.1.2 Nhiễm độc đất trầm tích sâuError! Bookmark not defined 3.2 Đánh giá hiệu công nghệ Hóa-Cơ xử lý dioxinError! Bookmark not defi 3.2.1 Kết phân tích đất trước sau xử lýError! Bookmark not defined 3.2.2 Đánh giá hiệu xử lý Error! Bookmark not defined 3.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình xử lýError! Bookmark not defined 3.3 Đề xuất giải pháp công nghệ xử lý dioxin Sân bay Biên HòaError! Bookmark KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO 11 v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Số lượng chất diệt cỏ sử dụng miền Nam Việt NamError! Boo Bảng 1.2: Tổng hợp kết nghiên cứu từ năm 2000 Bộ Quốc phòng, Văn phòng 33 Ban 10-80 Error! Bookmark not defined Bảng 1.3 Một số dự án thử nghiệm công nghệ Hóa CơError! Bookmark not defined Bảng 1.4: Kết xử lý PCPs (ug/kg) Error! Bookmark not defined Bảng 1.5: kết xử lý dioxin furan (Đơn vị tính:TEQ)Error! Bookmark not define Bảng 1.6 : Kết xử lý Dioxins (total) Error! Bookmark not defined Bảng 3.1: Hàm lượng PCDD/Fs (ppt TEQ) mẫu đất bề mặt từ khu vực phía Tây (Biên Hòa) Error! Bookmark not defined Bảng 3.2 Nồng độ dioxin lấy theo chiều sâu khu vực Pacer IvyError! Bookmark not Bảng 3.3: Hiệu tiêu hủy dioxin từ mẻ 1-16 Error! Bookmark not defined Bảng 3.4: Hiệu tiêu hủy dioxin từ mẻ 17-33Error! Bookmark not defined Bảng 3.5: Hiệu tiêu hủy dioxin từ mẻ 39-42Error! Bookmark not defined Bảng 3.6: Hiệu tiêu hủy phân chia theo nồng độError! Bookmark not defined Bảng 3.7: Quan trắc môi trường dioxin Error! Bookmark not defined Bảng 3.8: Báo cáo quan trắc bụi khu vực xử lý Error! Bookmark not defined Bảng 3.9: Các thông số độc lập từ mẻ 1-10 Error! Bookmark not defined Bảng 3.10: Kết phân tích Hồi quy bội (Sử dụng Regression excel để tính toán) Error! Bookmark not defined Bảng 3.11: Mối tương quan thông số với hiệu suất sử lýError! Bookmark not Bảng 3.12: So sánh hiệu xử lý giải pháp xử lý đất nhiễm dioxinError! Book vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Các khu vực ô nhiễm dioxin sân bay Biên HòaError! Bookmark not defined Hình 1.2 Cấu tạo máy nghiền bi Error! Bookmark not defined Hình 1.3 Mô tả trình đứt gẫy liên kết hóa học.Error! Bookmark not defined Hình 1.4 Mô hình công nghệ giải hấp nhiệt mố Error! Bookmark not defined Hình 1.5 Biểu đồ độ giảm TCDD nghiên cứu thử nghiệm Đà NẵngError! Bookma Hình 2.1 Kết lấy mẫu dioxin phía Tây Nam đường bay (Pacer Ivy)Error! Bookmark no Hình 2.2 thiết bị sấy khô Error! Bookmark not defined Hình 2.3 bốn lò phản ứng lắp song song Error! Bookmark not defined Hình 2.4 hệ thống máy nhào đất sau xử lý Error! Bookmark not defined Hình 2.5 Các bao đất nhiễm dioxin lưu nhà kho Error! Bookmark not defined Hình 2.6 Phương pháp lấy mẫu đất bề mặt Error! Bookmark not defined Hình 3.1 Các vị trí lấy mẫu khu vực Pacer Ivy Error! Bookmark not defined Hình 3.2 Phân bố giá trị nồng độ TEQ khu vực phía Tây/Pacer Ivy (vàng đỏ: 1.000 ppt) Error! Bookmark not defined Hình 3.3 Biểu đồ biểu diễn nồng độ dioxin phân bố theo chiều sâu (mẫu 11BH-H6)Error! Book Hình 3.4 Biểu đồ biểu diễn nồng độ dioxin phân bố theo chiều sâu (mẫu 11BH-C3)Error! Book Hình 3.5 Vị trí 10 mẫu core nồng độ dioxin lớp bề mặt (Màu xanh 1.000ppt) Error! Bookmark not defined Hình 3.6 Phân chia ranh giới khu vực nhiễm độc khu vực Pacer Ivy (diện tích ô 50x50m) Error! Bookmark not defined Hình 3.7 Biểu đồ biểu diễn phá hủy dioxin từ mẻ 01-10Error! Bookmark not defined Hình 3.8 Biểu đồ biểu diễn phá hủy dioxin từ mẻ 11-16Error! Bookmark not defined Hình 3.9 Biểu đồ biểu diễn phá hủy dioxin từ mẻ 17-23Error! Bookmark not defined Hình 3.10 Biểu đồ biểu diễn phá hủy dioxin từ mẻ 24-30Error! Bookmark not defined Hình 3.11 Biểu đồ biểu diễn phá hủy dioxin từ mẻ 31-38Error! Bookmark not defined Hình 3.12 Biểu đồ biểu diễn phá hủy dioxin từ mẻ 39-42Error! Bookmark not defined Hình 3.13 Khu vực sàng đất trước đưa vào lò sấy Error! Bookmark not defined Hình 3.14 Khu vực đầu đất sau xử lý Error! Bookmark not defined vii DANH MỤC VIẾT TẮT BHA: Biên Hòa – Đồng Nai BVTV: Bảo vệ thực vật DDT: Dichlorodiphenyltrichloroethane DRE: Hiệu xuất DXL : Phòng Thí nghiệm dioxin EDL: Công ty trách nhiệm tẩy độc môi trường (Environmental Decontamination Limited) MCD: Phá hủy – hóa (Mechano Chemical Destruction) GEF: Quỹ môi trường toàn cầu GPS: Định vị toàn cầu PCDD:Polychlorinated dibenzo-p-dioxins PCDF:Polychlorinated dibenzofurans PPT:đơn vị tính nồng độ (parts per trillion) PTS: Hệ thống khoan di động TCDD: Tetrachlorodibenzo -dioxin TCDF:Tetrachlorodibenzo -furan TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam TEQ: Tổng nồng độ độc tương đương UNDP: Chương Trình Phát Triển Liên Hiệp Quốc US EPA: Cơ quan bảo vệ môi trường – Hoa Kỳ QA:Quality Assurance/giám định đảm bảo chất lượng QC: Quality Control/ kiểm soát chất lượng VOC: Chất hữu dễ bay viii MỞ ĐẦU Trong thời gian chiến tranh Mỹ Việt Nam, từ năm 1961 đến 1971, quân đội Mỹ phun rải 74 triệu lít chất diệt cỏ xuống miền nam Việt Nam, ước tính có khoảng 366 kg dioxin Đến nay, gần thập kỉ trôi qua từ chất độc da cam sử dụng Việt Nam, dioxin tiếp tục gây ô nhiễm môi trường, thâm nhập chuỗi thức ăn cộng đồng dân cư, đặc biệt khu vực gần với không quân cũ quân đội Mỹ, nơi coi điểm nóng về ô nhiễm.Trong điểm nóng (sân bay Phù Cát, Đà Nẵng, Biên Hòa) Sân bay Biên Hoà phát khu vực ô nhiễm dioxin nặng Ngay sau chiến tranh kết thúc Chính phủ Việt Nam triển khai nhiều hoạt động nghiên cứu biện pháp phục hồi môi trường điểm nóng Tại sân bay Đà Nẵng áp dụng công nghệ giải hấp nhiệt để xử lý khoảng 73.000m3 đất trầm tích đất nhiễm, sân bay Phù Cát năm 2012 dự án “Xử lý ô nhiễm điểm nóng Việt Nam” thuộc Văn phòng 33 tiến hành chôn lấp cô lập 7.500m3 đất nhiễm Riêng khu vực sân bay Biên Hòa chưa tính toán xác khối lượng đất nhiễm dioxin cần xử lý để lên phương án xử lý dioxin Vì vậy, để xây dựng kế hoạch tổng thể tẩy độc đất nhiễm sân bay Biên Hòa, việc điều tra, khoanh vùng tính toán khối lượng đất nhiễm cần thiết Cùng với phải tìm kiếm công nghệ có khả xử lý triệt để đất nhiễm dioxin.Trong kế hoạch “Xử lý ô nhiễm dioxin vùng nóng Việt Nam” nhằm tìm kiếm công nghệ áp dụng xử lý triệt để đất nhiễm dioxin, đáp ứng về kinh phí thời gian xử lý Công nghệ hóa gọi công nghệ nghiền bi New Zealand số công nghệ nằm Chương trình thử nghiệm.Chương trình thiết kế với phối hợp bên gồm UNDP, Văn phòng 33 chuyên gia nước; theo trí thử nghiệm 100 đất nhiễm dioxin sân bay Biên Hòa với nồng độ nhiễm xác định trước Mục tiêu thực thử nghiệm đất nhiễm mức độ nhiễm khác nhau: cao (>10.000ppt TEQ), trung bình (2.000-10.000ppt TEQ) thấp (