Trong quá trình thực hiện quy
trình công nghệ này, nếu phát sinh những khó khăn, vướng mắc, các tổ chức, cá nhân
kịp thời phản ánh về Bộ khoa học, Công nghệ và Môi trường để nghiên cứu sửa đổi,
bổ sung cho thích hợp.
Các thuốc bảo vệ thực vật (BVTV)
Clo hữu cơ đóng một vài trò quan trọng trong bảo vệ cây trồng. Hầu hết các hợp
chất Clo hữu cơ có độc tính cao đối với thực vật, động vật và con người, đặc biệt
là các Clo hữu cơ có khả năng tích luỹ trong cơ thể sinh vật gây độc cho các
sinh vật tiêu thụ các sản phẩm đã nhiễm các hợp chất Clo hữu cơ.
Thông thường tốc độ loại bỏ các
chất độc Clo hữu cơ khỏi cơ thể sinh vật phụ thuộc vào tốc độ chuyển hoá và bài
tiết chúng khỏi cơ thể sinh vật bị nhiễm Clo hữu cơ. Trong cơ thể sinh vật, chất
độc bị chuyển hoá thành các chất ít độc hơn thông qua việc tạo nên các chất có
tính hấp thụ nước hơn và chúng bị đào thải qua thận. Các chất BVTV Clo hữu cơ
là các chất hấp thụ mỡ, khó tan trong nước nên khi bị hấp thụ vào trong cơ thể
sinh vật thì chúng bị giữ lại khó đào thải ra ngoài. Như vậy chính những sinh vật
này cũng là nguồn gây độc hại cho các sinh vật khác sử dụng nó làm thức ăn.
Trong các thuốc BVTV Clo hữu cơ thì DDT là phổ biến nhất, chính vì vậy mà DDT bị
cấm sử dụng ở trên nhiều nước trên thế giới trong đó có nước ta.
1. Tính chất
lý hoá, độc tính của DDT và g-C6H6Cl6
1.1. Tính chất lý hoá của DDT và
g-C6H6Cl6
DDT là một thuốc BVTV rất bền vững
do nó có khả năng trơ với các phản ứng quang phân, với oxy trong không khí.
Trong môi trường kiềm nó dễ bị đehydroclorua hoá:
-
HCl
DDT
CL - - C - - Cl
CCl2
Nếu điều kiện phản ứng mạnh như
nồng độ kiềm lớn và được đốt nóng sẽ tạo thành anion của axit bis
(Cl-4-Phenyl)-2,2 etanoic:
H
Cl
- - C - - Cl
COO-
hoặc bị polime hoá thành sản phẩm
dạng nhựa có màu:
C6H4Cl
Cl
C
C
C6H4Cl
Cl n
Đồng phân g-C6H6Cl6 là một chất
rắn, nhiệt độ nóng chảy là 1120C. Hoà tan rất ít trong nước (7,90 mg/lít nước ở
250C), tan tốt trong CHCl3 (24g/100 ml ở 200C). g-C6H6Cl6 có hai đồng phân cấu
dạng có tỷ lệ ngang nhau và vì thế hỗn hợp của chúng không hoạt động quang học
và không thể tách rời ra khỏi nhau. g-C6H6Cl6 có thể bị Clo hoá sâu hơn hay có
thể bị đehydroclorua hoá thành các dẫn xuất của benzen.
Thí dụ: Trong dung dịch
KOH/C2ưH5OH hay NaOH/C2H5OH xảy ra phản ứng đehydroclorua hoá:
Cl Cl Cl
KOH/C2H5OH
Cl Cl
g
- C6H6Cl6 + +
- 3HCL Cl Cl Cl Cl
60-80% 4-10% 4-10%
g-C6H6Cl6 dễ bay hơi hơn DDT do
đó g-C6H6Cl6 có độ hoạt động mạnh lúc ban đầu khi mới phun thuốc sau đó tác dụng
của nó giảm đi.
1.2. Độc tính của DDT và
g-C6H6Cl6
DDT và g-C6H6Cl6 là hai loại thuốc
trừ sâu có độ bền vững và độc tính cao.
DDT và g-C6H6Cl6 có tác dụng lên
hệ thần kinh của động vật .
LD50 của g-C6H6Cl6 là 76-200
mg/kg đối với chuột cống trong khi đó LD50 của DDT là 250 - 500 mg/kg.
DDT có tác động rõ rệt lên hệ thống
thần kinh ngoại biên, gây nên sự rối loạn hệ thống thần kinh, ức chế các enzim
chức năng đòi hỏi sự dịch chuyển các ion dẫn đến tê liệt. g-C6H6Cl6 có khả năng
tác dụng lên hệ thần kinh trung ương do làm tê liệt hệ thống enzim cho nhu cầu
chuyển dịch ion trong hệ thống thần kinh.
1.3. Các triệu trứng ngộ độc cấp
tính
Khi bị nhiễm độc cấp DDT, nạn
nhân thường có triệu trứng mất phương hướng, loạng choạng, buồn nôn, rối loạn
hoạt động, đau đầu, nôn mửa, mỏi mệt dần rồi dẫn đến hôn mê, co giật và có thể
tử vong. Còn đối với g-C6H6Cl6 nạn nhân thường buồn nôn, đau đầu, kích động, sốc
tim và có cảm giác khó chịu toàn thân dẫn tới co giật và tử vong.
Khi bị nhiễm độc lâu dài do thường
xuyên tiếp xúc với các loại thuốc này hoặc do xơ xuất bị nhiễm độc sau một thời
gian dài, nạn nhân thường có biểu hiện lâm sàng như sau:
- Với DDT: Sút cân, biếng ăn,
thiếu máu thể nhẹ, run chân tay, yếu cơ bắp, luôn luôn trong tình trạng lo âu,
thần kinh căng thẳng.
- Với g-C6H6Cl6: đau đầu, hoa mắt,
chóng mặt, có những cơn co giật cơ bắp và những cú sốc tim mạch, rối loạn thần
kinh: mất ngủ, lo âu, dễ bị kích động, cáu kỉnh. Mất ý thức, động kinh, rối loạn
thần kinh.
1.4. Cách phòng chống, cấp cứu,
điều trị
- Những người tiếp xúc với thuốc
BVTV Clo hữu cơ (thu gom, tiêu huỷ) phải được trang bị phòng hộ lao động đầy đủ:
ủng cao su, găng tay cao su, quần áo bảo hộ lao động, khẩu trang phòng độc, mặt
nạ phòng độc.
- Những người yếu, dễ mẫn cảm
thuốc BVTV Clo hữu cơ, phụ nữ có thai không được tham gia thu gom và tiêu huỷ
thuốc BVTV Clo hữu cơ.
- Những người tham gia tiêu huỷ
thuốc BVTV Clo hữu cơ phải được hưởng mức ăn bồi dưỡng độc hại cao và được uống
sữa thường xuyên trong thời gian tiêu huỷ sau đó một tháng.
- Những người tham gia tiêu huỷ
thuốc BVTV chỉ được làm việc không quá 4 giờ/ngày. Sau khi làm việc phải tắm rửa
bằng nước xà phòng và nước sạch, quần áo phải giặt sạch bằng xà phòng và phơi
khô ngoài nắng gió.
- Cấp cứu, điều trị:
+ Ngăn chặn đường hấp thụ chất độc
vào cơ thể, lột bỏ quần áo, tắm rửa sạch bằng xà phòng, cho uống sữa, lòng trắng
trứng, đưa nạn nhân ra nơi thoáng mát, nhanh chóng đưa nạn nhân đến bệnh viện
hoặc cơ sở y tế gần nhất.
+ Điều trị: Truyền dịch, trợ
tim, nâng thể trạng nạn nhân, rửa dạ dày bằng nước muối hoặc dung dịch 70%
Socbitol, cho thở oxy, uống thuốc giải độc.
2. Các phương
pháp phát hiện và xác định
Thông thường hai hợp chất Clo hữu
cơ DDT và g-C6H6Cl6 đều có mùi rất đặc trưng. Khi nhận thấy mùi này trong không
khí có thể phát hiện ra nơi có chứa các hợp chất này.
Để phân tích xác định các hợp chất
Clo hữu cơ này trước tiên người ta phải dùng phương pháp tách chiết làm giầu mẫu
bằng các dung môi hữu cơ. Sau đó dùng các phương pháp sắc ký đặc biệt là sắc ký
khí, sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC hay sắc ký khí có trang bị máy khối phổ.
3. Thu gom và
tiêu huỷ
3.1. Thu gom
+ Các chất Clo hữu cơ như DDT và
g-C6H6Cl6 tồn tại ở dạng chất rắn thuận lợi cho việc thu gom. Hiện nay loại này
thường tồn đọng ở các kho, cửa hàng thuốc tại các địa phương, hoặc các kho của
các cơ sở thuộc ngành y tế, nông, lâm nghiệp. Hoặc có thể từ các nguồn hàng nhập
lậu từ nước ngoài vào.
+ Những người tham gia thu gom
phải mang khẩu trang, găng tay cao su, ủng cao su, kính bảo hộ lao động.
+ Dồn các thuốc DDT và g-C6H6Cl6
vào các bao nilon bền chắc để đem đến nơi xử lý. Khi dồn thuốc vào bao lớn nên
chọn nơi thoáng, người thu gom phải đứng phía đầu nguồn gió để tránh hít phải
thuốc bay lên. Nếu thuốc rơi vãi ra ngoài phải dùng xẻng hót lấy cả đất bám để
đem tiêu huỷ. Những bao bì sau khi dồn thuốc cũng phải đưa đến nơi xử lý.
3.2. Tiêu huỷ
3.2.1. Nguyên tắc tiêu huỷ
Vô cơ hoá hoàn toàn hợp chất Clo
hữu cơ thành các hợp chất vô cơ vô hại như: CO2, H2O và Cl - hoặc dùng vi sinh
vật đồng hoá chúng hoặc chuyển hoá chúng thành các dẫn xuất khác không độc hại
sau đó chôn vùi các sản phẩm đó dưới đất để các vi sinh vật trong tự nhiên đồng
hoá chúng.
3.2.2. Các phương pháp tiêu huỷ
a. Phương pháp phân huỷ bằng vi
sinh vật:
Dùng các loại vi khuẩn đặc biệt
đồng hoá các hợp chất Clo hữu cơ. Phương pháp này có thể đạt hiệu quả khi hàm
lượng DDT thấp hơn 1%. Phương pháp này có nhược điểm là:
- Thời gian cần thiết cho sự
phân huỷ dài.
- Hàm lượng phân huỷ nhỏ nên rất
khó áp dụng đại trà.
- Việc khống chế quá trình lên
men phức tạp.
b. Phương pháp phân huỷ bằng kiềm
đặc nóng:
Phương pháp này bao gồm việc
chuyển hoá các Clo hữu cơ thành các sản phẩm khác, sau đó chôn các sản phẩm thu
được. Khi xử lý DDT với dung dịch NaOH 20% nóng, xảy ra phản ứng đehydroclorua
hoá tạo nên một olefin. Olefin được sinh ra bị polime hoá cho sản phẩm rắn. Sản
phẩm rắn này được tách ra dễ dàng và cho vào bao nilon rồi chôn vùi dưới đất.
H
C6H4Cl Cl
NaOH 20%
Cl
- C - Cl C C
100oC / ³ 4 giờ
CCl3
C6H4Cl Cl n
(xem phần thực hiện quy trình)
c. Phương pháp đốt xúc tác
Đây là phương pháp vô cơ hoá
chuyển Clo hữu cơ thành CO2, H2O và Cl -.
Cu
DDT
CO2 + H2O + CuCl2
O2 (không khí)
600-7000C
(Xem phần thực nghiệm)
3.2.3. Kỹ thuật tiêu huỷ
v Công tác chuẩn bị
- Chuẩn bị thiết bị tiêu huỷ
theo phương pháp 1 (phân huỷ bằng kiềm nóng) hoặc phương pháp 2 (đốt có xúc
tác). Các thiết bị này được chế tạo theo đơn đặt hàng của các cơ quan với khoảng
10.000.000đ cho một hệ thống thiết bị 1 và 15.000.000đ cho hệ thống thiết bị 2.
Các chuyên gia kỹ thuật của trường Đại học Tổng hợp hoặc Đại học Bách khoa có
thể đảm nhiệm chế tạo các thiết bị này.
- Chuẩn bị hoá chất: Xút (NaOH),
phoi đồng (Cu).
- Chuẩn bị nguồn nước cấp liên tục
cho quá trình xử lý.
- Chuẩn bị phương án phòng hộ
lao động, sơ cứu người bị nhiễm độc.
- Chuẩn bị hố chôn lấp sản phẩm
sau tiêu huỷ. Hố sâu 4 - 5m, chiều rộng, chiều dài tuỳ thuộc lượng sản phẩm cần
chôn lấp. Hố được xây thành bằng gạch và vữa có xi măng tốt, dày 20 cm, đáy hố
được đổ bê tông, nắp hố bằng bê tông.
v Cách tiêu huỷ:
- Thực hiện theo phương pháp 1
hoặc 2 và phải có sự hướng dẫn vận hành ban đầu của chuyên gia, sau đó cơ sở tự
vận hành thiết bị tiêu huỷ. Địa điểm tiêu huỷ phải xa khu dân cư, thoáng gió.
- Khi lượng DDT tồn đọng ít (chừng
vài ba chục kg) ở những nơi xa, hẻo lánh, khó vận chuyển thu gom về một mối thì
có thể vận dụng cách tiêu huỷ đơn giản: Trộn đều DDT với xút hạt (NaOH) theo tỷ
lệ khối lượng xút: DDT = 1:5 rồi cho vào nilon dày buộc chặt, chôn sâu cách mặt
đất 2-3 mét ở nơi xa dân cư, xa nguồn nước sinh hoạt. Dưới tác dụng nóng ẩm của
môi trường lâu dài DDT chuyển hoá thành sản phẩm khác ít độc theo cơ chế của
phương pháp1.
3.3. Xử lý bao bì DDT
Tất cả các bao bì chứa DDT sau
khi đã thu hết DDT để tiêu huỷ phải được xử lý bằng chôn lấp sâu trong lòng đất
xa khu dân cư và nguồn nước sinh hoạt. Tuyệt đối không sử dụng lại bao bì loại
này.
4. Đánh giá ô
nhiễm môi trường khu vực sau khi tiêu huỷ
Cần phải thu thập một số mẫu tại
khu vực sau tiêu huỷ bao gồm:
- Mẫu đất quanh khu vực xử lý: 5
mẫu.
- Mẫu lá cây quanh khu vực xử
lý: 5 mẫu.
Các mẫu được đóng gói, ghi nhãn
đầy đủ và được đưa về phòng thí nghiệm kiểm tra.
v Phương pháp phân tích:
Chiết tách DDT trong mẫu vật bằng
chiết sốc lếch với dung môi là benzen. Sau đó chuyển dịch chiết cho phân tích sắc
khí lớp mỏng và sắc ký khí để đánh giá kết quả ô nhiễm DDT tại khu vực tiêu huỷ.