Nghiên cứu thử nghiệm xử lý thuốc bảo vệ thực vật Glyphosat bằng công nghệ oxy hóa điện hóa

46 Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2017
Kết quả nghiên cứu KHCN
I. MỞ ĐẦU
Việt Nam là một nướcnông nghiệp với diệntích trồng các loại cây
lương thực và hoa màu rất lớn.
Trong suốt chiều dài lịch sử hình
thành và phát triển của dân tộc,
nông nghiệp luôn có vai trò quan
trọng trong đóng góp vào phát
triển kinh tế - xã hội của nước ta.
Hoá chất bảo vệ thực vật là nhân
tố không thể thiểu trong quá trình
phát triển nông nghiệp. Tại Việt
Nam, hoá chất bảo vệ thực vật
sử dụng từ những năm 40 của thế
kỷ 20 và khối lượng hoá chất bảo
vệ thực vật được sử dụng được
thống kê tăng dần theo từng năm.
Do sự hạn chế về kiến thức trong
việc sử dụng của người dân và
quản lý sử dụng của các đơn vị
chức năng nên hoá chất bảo vệ
thực vật chỉ được coi trọng về mặt
tích cực (phòng và diệt dịch hại)
mà coi nhẹ công tác bảo vệ môi
trường và xử lý ô nhiễm do hoá
chất bảo vệ thực vật.
POP là từ viết tắt của cụm từ
tiếng Anh Persistant Organic
Polutants, được dùng để chỉ nhóm
chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy
trong môi trường với 4 đặc tính
chính: độc tính cao, khó phân huỷ,
khả năng di chuyển phát tán xa, có
khả năng tích tụ sinh học.
Các hoá chất độc hại thuộc nhóm chất hữu cơ khó phân huỷ
trong môi trường (POPs) được phân loại theo Công ước
Stockholm bao gồm: DDT, Lindan, Endrin, Dieldrin^ Các hợp
chất POPs được chia thành ba nhóm chính: (1) các hoá chất bị
cấm triệt để và cần phải tiêu huỷ; (2) các hoá chất công nghiệp
cần giảm sản xuất và cấm sử dụng; (3) các hoá chất phát sinh
không chủ định.
Hóa chất bảo vệ thực vật loại POPs khi được phun hay rải trên
đối tượng một phần sẽ được đưa vào cơ thể động, thực vật. Qua
quá trình hấp thu, sinh trưởng, phát triển hay qua chuỗi thức ăn,
hóa chất bảo vệ thực vật POPs sẽ được tích tụ trong nông phẩm
hay tích lũy, khuếch đại sinh học. Một phần khác sẽ rơi vãi ngoài
đối tượng, sẽ bay hơi vào môi trường hay bị cuốn trôi theo nước
mưa, đi vào môi trường đất, nước, không khí... gây ô nhiễm môi
trường. Môi trường thành phần như đất, nước, không khí là một
hệ thống hoàn chỉnh có sự tương tác và tương hỗ lẫn nhau. Sự
ô nhiễm của môi trường này sẽ tác động đến môi trường xung
quanh và ngược lại. Vì vậy, việc xử lý dư lượng hóa chất bảo vệ
thực vật nói chung và xử lý các nguồn nước ô nhiễm hóa chất
POPs nói riêng ở nước ta là rất cấp thiết.
NGHIEÂN CÖÙU THÖÛ NGHIEÄM
XÖÛ LYÙ THUOÁC BAÛO VEÄ THÖÏC VAÄT GLYPHOSAT
BAÈNG COÂNG NGHEÄ OXY HOAÙ ÑIEÄN HOAÙ
TS. Lê Thanh Sơn, Đoàn Tuấn Linh
Viện Công nghệ Môi trường, Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Hình minh họa: nguồn internet
Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2017 47
Kết quả nghiên cứu KHCN
2. TỔNG QUAN CÁC CÔNG
NGHỆ XỬ LÝ POP
2.1. Phương pháp màng lọc
Dư lượng hoá chất BVTV
trong môi trường thường là
dạng ít tan trong nước và có
kích thước rất nhỏ. Do vậy để
loại bỏ dư lượng hoá chất
BVTV trong môi trường bằng
phương pháp màng lọc, người
ta thường sử dụng các loại
màng có kích thước lỗ rất nhỏ.
Cho đến nay, có nhiều công
trình nghiên cứu sử dụng
phương pháp màng lọc để xử
lý hoá chất BVTV, có thể kể ra
một số công trình tiêu biểu như:
Plakas và cộng sự (2012)
đã nghiên cứu loại bỏ thuốc trừ
sâu ra khỏi nước bằng phương
pháp lọc nano (Nanofiltration)
và thẩm thấu ngược (Reverse
Osmosis - RO). Nghiên cứu
này, ngoài việc chỉ ra khả năng
loại bỏ thuốc trừ sâu bằng
phương pháp màng, còn đưa
ra các yếu tố ảnh hưởng tới
khả năng loại bỏ thuốc trừ sâu
như: vật liệu cấu tạo của màng,
kích thước lỗ màng, khả năng
khử muối của màng^
Mehta và cộng sự (2015)
đã nghiên cứu sử dụng màng
RO để loại bỏ 2 loại thuốc trừ
sâu thuộc họ phenyl là diuron
và isoproturon. Kết quả
nghiên cứu cho thấy rằng có
tới hơn 95% thuốc trừ sâu bị
loại bỏ ra khỏi nước thải nông
nghiệp. Nghiên cứu cũng chỉ
ra rằng các axit hữu cơ có
trong nước không có ảnh
hưởng nhiều tới việc loại bỏ
hai loại thuốc trừ sâu.
Tuy nhiên, phương pháp
màng lọc chỉ là giải pháp phân
tách và cô lập các hóa chất
BVTV chứ chưa xử lý triệt để,
sau đó vẫn phải áp dụng các
công nghệ khác để phân hủy
thành các sản phẩm không gây
hại.
2.2. Phương pháp hấp phụ
Khi sử dụng phương pháp
hấp phụ để xử lý hoá chất
BVTV, xu hướng của các nhà
nghiên cứu thường là tận dụng
các nguồn vật liệu giá rẻ để làm
chất hấp phụ. Một số công trình
xử lý hoá chất BVTV bằng
phương pháp hấp phụ tiêu biểu
như:
Rojas và cộng sự (2015) đã
nghiên cứu sử dụng các vật
liệu giá rẻ để loại bỏ thuốc trừ
sâu ra khỏi nước bằng phương
pháp hấp phụ. Các vật liệu
được nghiên cứu như: vỏ hạt
hướng dương, vỏ trấu, bùn
compose và đất nông nghiệp.
Kết quả của nghiên cứu đã chỉ
ra rằng vỏ trấu có khả năng hấp
phụ tốt nhất để loại bỏ thuốc trừ
sâu ra khỏi nước.
Moussavi và cộng sự (2013)
đã nghiên cứu loại bỏ thuốc trừ
sâu diazinon ra khỏi nước ô
nhiễm bằng cách sử dụng
phương pháp hấp phụ bằng
than hoạt tính có tẩm NH4Cl.
Kết quả chỉ ra rằng tối đa có
97,5% diazinon 20mg/l bị hấp
phụ lên than hoạt tính có tẩm
NH4Cl.
Cũng giống như phương
pháp màng lọc, phương pháp
hấp phụ chỉ là giải pháp phân
tách và cô lập các hóa chất
BVTV chứ chưa xử lý triệt để,
sau đó vẫn phải áp dụng các
công nghệ khác để phân hủy
thành các sản phẩm không gây
hại. Ngoài ra, giới hạn của
dung lượng hấp phụ của các
vật liệu cũng là một điểm hạn
chế của phương pháp này.
2.3. Phương pháp sinh học
Xử lý hoá chất BVTV bằng
phương pháp sinh học là quá
trình sử dụng các loại vi sinh vật
có khả năng phân huỷ các chất
hữu cơ bền ở trong thành phần
của thuốc BVTV. Tuy nhiên, số
lượng các nghiên cứu này chưa
nhiều, điển hình là:
Shawaqfeh (2010) đã
nghiên cứu sử dụng hệ thống
kết hợp giữa quá trình kị khí và
quá trình hiếu khí để xử lý
thuốc trừ sâu trong nước.
Nghiên cứu này đã thiết lập hai
hệ thống riêng biệt để đánh giá
hai quá trình xử lý kị khí và hiếu
khí. Kết quả cho thấy rằng trên
96% thu