Để bảo vệ cây trồng chống lại các loại côn trùng và động vật có hại, hiện nay ở nước ta sử dụng nhiều loại thuốc bảo vệ thực vật (BVTV), mà trong đó có nhiều loại đã bị Nhà nước cấm sử dụng do tác hại của chúng đến môi trường và sức khoẻ con người. Hiện nay trên thị trường thuốc BVTV có bán rất nhiều chủng loại khác nhau, được nhập vào nước ta theo nhiều nguồn khác nhau, trong đó một số thuốc bị cấm sử dụng như: parathion-methyl, C8H20NO5PS, Monocrotophos, C7H14NO5P và Methamidophos, C2H8NO2PS. Theo các thống kê chưa đầy đủ thì các thuốc BVTV trên còn tồn đọng rải rác nhiều nơi trong các gia đình nông dân, các địa điểm bán lẻ ở các địa phương và ngay cả trong kho của Nhà nước. Để ngăn ngừa tối đa tác động nguy hại của các loại thuốc BVTV nói trên đến môi trường và sức khoẻ con người cần phải tổ chức thu gom, xử lý triệt để và đặc biệt phải đưa ra được quy trình công nghệ tiêu huỷ chúng

1. Tính chất lý hoá, độc tính của các thuốc BVTV phốtpho hữu cơ

1.1. Tính chất lý hoá, độc tính:

Các thuốc BVTV như parathion Methyl, Monocrotophos và Methamidophos là các hợp chất hữu cơ Phốtpho có độ hoạt động cao trong việc diệt côn trùng, cây, cỏ và nấm hại. Chúng là các chất độc thần kinh, có tác dụng kìm hãm men axetylcholinesteraza dẫn đến việc thừa axetylcholine trong cơ thể động vật, sâu bọ gây nên sự rối loạn thần kinh và dẫn đến tử vong.

- Methamidophos, C2H8NO2PS còn được gọi là monitor. Nó là một chất rắn, tinh thể không màu, dễ tan trong nước và các dung môi hữu cơ phân cực. Monitor có tác dụng diệt các loại sâu miệng nhai, chích hút hại rau màu, cây ăn quả, cây công nghiệp và các loại động vật như: chuột đồng, chuột cống, chuột nhắt. Monitor có tác dụng qua đường miệng hay tiếp xúc.

LD50 với chuột cống là 30 mg/kg qua đường miệng, còn qua da thì LD50 là từ 50 -110 mg/kg. Thời gian cách ly trước khi thu hoạch các loại rau quả phải từ 15 - 20 ngày. Monitor thương phẩm là những dung dịch nước từ 50 - 70% hoạt chất.

- Monocrotophos, C7H14NO5P còn được gọi là azodrin. Nó là một chất rắn tinh thể không màu, dễ tan trong nước, axeton, etanol, khó tan trong các loại dung môi không phân cực. Monocrotophos có tác dụng diệt các loại nhện đỏ, loại sâu miệng nhai, chích hút. Nó có tác dụng qua đường miệng hay tiếp xúc,

LD50 đối với chuột cống, qua đường miệng là 21 mg/kg; qua da là 354 mg/kg đối với thỏ. Thời gian cách ly trước khi thu hoạch các loại rau phải từ 14 - 21 ngày. Monocrotophos thương phẩm là những dung dịch 40, 50 hay 60% hoạt chất trong nước và phụ gia.

- Parathinon Methyl, C8H20NO5PS còn được gọi là Vofatox. Nó là một chất rắn tinh thể không màu, không mùi. Rất ít tan trong nước, tan nhiều trong axeton, toluen, clorofoc, điclometan.

Vofatox có tác dụng diệt nhiều loại côn trùng, nhện hại cây, các loại rệp lá, bọ xít sâu cuốn lá, sâu đục thân, sâu chè, sâu thuốc lá.... Nó có tác dụng qua đường miệng và đường tiếp xúc.

Vofatox là loại thuốc độc hại nhóm I. LD50 của nó đối với chuột từ 6-30 mg/kg tuỳ từng loại chuột. Ngộ độc đối với người từ 14 - 24 mg/kg qua đường miệng. Thời gian cách ly trước khi thu hoạch các loại rau quả phải từ 7 - 28 ngày.

Vofatox thương phẩm là các dung dịch huyền phù trong nước với thành phần 20, 40, 50 và 60% hoạt chất và các phụ gia khác.

1.2. Cách phòng chống, cấp cứu, điều trị:

- Những người tiếp súc với thuốc BVTV phôtpho 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 phốtpho hữu cơ, phụ nữ có thai không được tham gia thu gom và tiêu huỷ thuốc BVTV phốtpho hữu cơ.

- Những người tham gia tiêu huỷ thuốc BVTV Phốtpho 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 chỉ 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 thoáng 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 nếu có.

2. Các phương pháp phát hiện thuốc BVTV Phốtpho hữu cơ:

- Phát hiện bằng cảm quan: Các thuốc BVTV Phốt pho hữu cơ này khi khuyếch tán trong không khí có mùi rất khó chịu và đặc trưng của Phốtpho hữu cơ (mùi cá thối). Trên các lọ thuốc bao giờ cũng có nhãn chỉ rõ tên loại thuốc và cách sử dụng.

Muốn nhận biết chính xác loại thuốc phải phân tích bằng các phương pháp hoá lý như hồng ngoại, sắc ký khí , sắc ký lớp mỏng, sắc ký HPLC để xác định chính xác các nhóm chức sau khi tách mẫu và làm giàu bằng cách chiết với các dung môi hữu cơ.

3. Thu gom và tiêu huỷ các thuốc BVTV Phốtpho hữu cơ.

3.1. Thu gom

Thuốc BVTV Phốt pho hữu cơ hiện tồn đọng tại các địa phương thường rất phân tán: trong các kho thuốc, cửa hàng bán thuốc sâu, thậm chí tại các gia đình nông dân. Vì vậy việc thu gom phải được tổ chức chặt chẽ, đồng bộ và triệt để.

- Trước khi tiến hành thu gom khoảng 1 tuần, chính quyền xã tổ chức họp, thông báo qua đài truyền thanh xã tuyên truyền giải thích đến từng hộ gia đình biết kế hoạch thu gom và tiêu huỷ thuốc BVTV Phốtpho hữu cơ cấm sử dụng.

- Từng hộ gia đình còn lưu giữ thuốc BVTV Phốt pho hữu cơ đem nộp cho xã y tế, phối hợp với thanh niên địa phương thu gom thuốc tại kho thuốc hoặc cửa hàng thuốc xã và tổ chức phân loại đóng gói vào từng bao nilon dầy để vận chuyển về nơi tiêu huỷ. Chú ý khi đóng gói cần đảm bảo an toàn tránh đổ vỡ khi vận chuyển.

- Khi đã tập trung thuốc về nơi tiêu huỷ, phải tổ chức tiến hành tiêu huỷ ngay tránh để lâu không đảm bảo được an toàn và gây ô nhiễm môi trường tại nơi lưu giữ này.

3.2. Tiêu huỷ

3.2.1. Cơ sở khoa học của phương pháp tiêu huỷ

- Việc tiêu huỷ thuốc BVTV Phốtpho hữu cơ có thể áp dụng nhiều phương pháp khác nhau tuỳ thuộc số lượng, hàm lượng, trạng thái tồn đọng của chúng trong môi trường.

Đối với thuốc BVTV Phốtpho hữu cơ tồn đọng cấm sử dụng hiện nay ở nước ta phương pháp tối ưu, kinh tế và có tính khả thi là dùng kiềm mạnh để phá huỷ.

Cơ sở khoa học của phương pháp này như sau:

Về mặt cấu trúc, các hợp chất Phốtpho hữu cơ bao giờ cũng chứa gốc thuỷ phân, như vậy về nguyên tắc các thuốc này chỉ tồn tại tự do trong tự nhiên trong một khoảng thời gian nhất định để có hiệu lực trừ sâu hại. Khi nhóm thuỷ phân bị thay thế bằng nhóm OH thì tính độc hại của hợp chất Phốtpho hữu cơ bân đầu bị mất đi. Sau khi bị thuỷ phân các nhóm còn lại trên nguyên tử photpho là các nhóm ankoxy hay amino cũng dễ dàng bị thuỷ phân do các đặc trưng cấu tạo của chúng dẫn đến sự tạo thành axit H3PO4 bền vững không độc hại.

* Đối với Parathion-methyl phản ứng thuỷ phân xảy ra như sau:

(CH3O)2PS - O - p - C6H4 - NO2 + 2NaOH ế (CH3O)2PSONa + O2N - p - C6H4- ONa + H2O

2(CH3O)2PSONa + 4NaOH+O2 (từ không khí) ế 2Na3PO4 + 4CH3OH + 2S¯

Tất cả các sản phẩm thuỷ phân ngoài không khí như Na3PO4, CH3OH, S không độc hại cho môi trường dễ bị chuyển hoá dưới tác dụng của vi khuẩn, trừ p-nitrophenol có tính độc nhẹ cần loại bỏ khỏi môi trường.

* Đối với methamidophos, phản ứng thuỷ phân xảy ra như sau:

(CH3O)PO(NH2)SCH3+2NaOHế (CH3O)PO(NH2)+ONa+CH3SNa+H2O

Tiếp theo là phản ứng thuỷ phân của nhóm este của sản phẩm thuỷ phân của quá trình trên:

(CH3O)PO(NH2)ONa + NaOH ế PO(NH2) (ONa)2+CH3OH

PO(NH2) (ONa)2 có thể bị thuỷ phân trong môi trường kiềm nhưng tốc độ phản ứng chậm và phức tạp. Nó dễ dàng bị thuỷ phân trong môi trường axit như sau:

(NaO)2PONH2 + H+ + H2O ế H3PO4 + NH3 ế H2PO4- NH+4

* Đối với monocrotophos, phản ứng thuỷ phân xảy ra như sau:

(CH3O)2PO-O-C(CH3)=C(CONHCH3)H + 2H2O ế (CH3O)2PO(OH)+

OHC-CH(CH3)-COOH+CH3NH2

este trung gian (CH3O)2PO(OH) bị thuỷ phân tiếp tục cho ta Na3PO4:

(CH3O)2PO(OH)+3NaOH ế Na3PO4 + 2CH3OH + H2O

3.2.2. Kỹ thuật tiêu huỷ:

- Công tác chuẩn bị:

+ Chuẩn bị trang bị phòng hộ lao động: quần áo bảo hộ, ủng, găng tay cao su, mặt nạ phòng độc, phương án sơ cứu cho người nhiễm độc (chú ý khâu chuẩn bị này phải rất chu đáo nhất là khi tiêu huỷ lượng lớn thuốc BVTV Phốtpho hữu cơ từ vài trăm lít trở nên).

+ Chuẩn bị dụng cụ tiêu huỷ: xô nhựa, chậu nhựa, phuy nhựa (sắt) que khuấy...

+ Chuẩn bị hoá chất vật liệu: xút công nghiệp, vôi bột, than hoạt tính, vải thô, nguồn nước cấp cho pha dung dịch xút và để phòng hộ lao động trong quá trình tiêu huỷ, tấm nilon, bao nilon.

+ Hố chôn lấp sản phẩm sau tiêu huỷ có thể đặt ở ngay nơi tiêu huỷ hoặc cách xa. Hố sâu 3m, còn chiều dài, chiều rộng tuỳ thuộc lượng sản phẩm được chôn, làm sao sản phẩm chôn lấp phải cách mặt bằng (cốt 0) từ 1,5 - 2m. Hố chôn lấp phải đào xa nơi dân cư, xa nguồn nước sinh hoạt, xung quanh thành hố được bao bọc hai ba lớp nilon chống thấm. Đáy hố lót 2-3 lớp nilon chống thấm và phủ lớp than hoạt tính dày 10 cm.

- Cách tiêu huỷ:

- Tiến hành cân từng loại thuốc để tính lượng NaOH (xút), lượng than hoạt tính và các hoá chất vật liệu khác cho việc tiêu huỷ, quá trình tiêu huỷ được cụ thể hoá như sau:

Tiêu huỷ parathion-methyl:

- Đơn vị tính:

Lượng Parathion-methyl cần thiêu huỷ: 10 kg

NaOH rắn kỹ thuật: 3,1 kg

Axit HCl 1:1 2,0 lít

Than hoạt tính: 2,0 kg

Xô nhựa 20 lít: 3 chiếc

Vải thô: 1 m2

Gậy tre dài 2m: 1 chiếc

Nước giếng.

Giấy pH

- Phá huỷ thuốc:

Pha dung dịch NaOH nồng độ 1M: Lấy 3,1 kg NaOH rắn ở trên cho vào 75 lít nước, khuấy mạnh cho tan hết NaOH. Đổ từ từ dung dịch NaOH vào lượng thuốc BVTV ở trên và khuấy mạnh. Sau khi đổ hết lượng dung dịch NaOH vào lượng thuốc BVTV lại khuấy tiếp từ 3 đến 4 giờ nữa. Sau đó axit hoá hỗn hợp bằng axit HCl 1:1 đến pH = 5-6. Để yên cho tách lớp, gạn phần nước trong qua lớp than hoạt tính cho nước lọc chảy ra môi trường (theo hình vẽ dưới). Than bẩn và cặn lắng được cho vào bao nilon và cho vào hố chôn đã chuẩn bị như ở trên.

Hình vẽ

 

 

 

 

 

Ở trên là cách tiêu huỷ cho 10 kg thuốc parathion-methyl với lượng thuốc thu gom được bất kỳ P kg sẽ làm theo sơ đồ sau:

P kg NaOH 3,29

 

Parathin-menthyl Pkg

 

25P lit H2O 3,29

 

Dung dịch HCl 1:1

 

Trộn dd NaOH với thuốc BVTV, khuấy 4h

Trung hoà về pH = 5 - 6

 

Gạn lớp than hoạt tính

 

Nước gạn

 

Thải ra môi trường

 

Chôn lớp cặn và than hoạt tính bị ô nhiễm

Tổng chi phí vật tư cho việc tiêu huỷ 10kg thuốc vào khoảng 150.000 đồng.

Tiêu huỷ Methamidophos:

- Đơn vị tính;

Lượng methamidophos: 10 kg

Lượng NaOH rắn kỹ thuật: 5,7 kg

Lượng H2O2: 3,0 lít

Lượng vôi bột: 5,0 kg

Chậu nhựa 20 lít

Gậy tre dài 2 m: 1 chiếc

Nước giếng.

- Phá huỷ thuốc:

Pha dung dịch NaOH nồng độ 1M: Lấy 5,7 kg NaOH rắn cho từ từ vào 140 lít nước, khuấy cho tan hết NaOH. Đổ từ từ dung dịch NaOH thu được vào lượng thuốc BVTV khuấy mạnh cho tan hết thuốc. Khuấy tiếp 4h nữa. Cho lượng H2O2 ở trên vào hỗn hợp phản ứng. Sau khi cho hết lượng H2O2, đổ tiếp vào hỗn hợp đó 5,0 kg vôi bột. Khuấy đều. Để yên cho lắng, gạn bỏ nước trong ra môi trường. Cặn cho vào túi nilon và chôn như đã nói ở phần trên.

Ở trên là cách tiêu huỷ 10 kg thuốc, còn với lượng thuốc bất kỳ P kg thì làm như sau:

H2O2 30%

 

Nước vôi

 

Thải môi trường

 

Ôxy hoá

 

Nước gạn

 

Ca3(PO4)2 CaSO4

 

Cặn đem chôn

 

80P kg NaOH 141,13

 

Methamidophos Pkg

 

2000P lit H2O 141,13

 

Trộn dd NaOH với thuốc BVTV

 

NH3

Tiêu huỷ Monocrotophos

- Đơn vị tính

Lượng monocrotophos cần tiêu huỷ: 10 kg

Cần lượng NaOH rắn kỹ thuật: 3,6 kg

CaOCl2: 3,0 kg

Xô nhựa 10 lít: 1 chiếc

Chậu nhựa 20 lít: 1 chiếc

Gậy tre dài 2,0 m: 1 chiếc

- Phá huỷ thuốc:

Pha dung dịch NaOH 1M: Lấy 3,6 kg NaOH rắn cho từ từ vào 90 lít nước, khuấy cho đến tan hết NaOH. Đổ từ dung dịch NaOH thu được vào lượng thuốc BVTV, khuấy mạnh cho đến tan hết thuốc, khuấy tiếp thêm 4h nữa. Sau đó đổ lượng CaOCl2 vào hỗn hợp. Khuấy đều rồi để yên. Gạn nước thải ra môi trường (hình vẽ dưới) cặn bã cho vào túi nilon rồi chôn như đã nói ở trên.

Với một khối lượng bất kỳ P kg thuốc monocrotophos cần tiêu huỷ thì làm như sau;

P kg NaOH 2,79

 

Monocrotophos Pkg

 

25P lit H2O 2,79

 

Thuỷ phân 4 h

 

Ôxy hoá -CHO thành -COONa

 

CaOCl2

 

Gạn

 

Bã cho vào ni lông đem chôn

 

Nước gạn thải ra môi trường

3.3. Xử lý bao bì chứa thuốc BVTV phốtpho hữu cơ:

Các chai lọ chứa thuốc BVTV sau khi đã lấy hết thuốc đưa tiêu huỷ phải tiến hành khử độc bằng cách ngâm vào dung dịch xút 5% qua đêm. Sau đó tráng kỹ bằng nước vài lần, phơi nắng gió cho khô, phân loại :

- Chai thuỷ tinh chuyển cho các lò nấu thuỷ tinh sản xuất lại bao bì đựng hoá chất, thuốc trừ sâu.

- Chai nhựa được chuyển cho các cơ sở tái chế bao bì đựng hoá chất, thuốc trừ sâu.

Chú ý:

- Tuyệt đối cấm sử dụng các loại bao bì này làm nguyên liệu cho các cơ sở sản xuất bao bì đựng thực phẩm, thuốc hoặc dụng cụ gia đình.

- Nếu lượng bao bì ít, sau khi xử lý đem chôn lấp luôn cùng sản phẩm tiêu huỷ.

- Nước rửa bao bì và dịch xút ngâm bao bì phải được xử lý bằng cách cho chảy qua lớp than hoạt tính trước khi thải ra môi trường. Than hoạt tính đã dùng để xử lý trong các quá trình nói trên phải được chôn lấp cùng sản phẩm tiêu huỷ.

4. Đánh giá ô nhiễm môi trường khu vực sau khi tiêu huỷ

Cần thu thập một số mẫu kiểm tra mức độ ô nhiễm môi trường tại khu vực sau khi tiêu huỷ, bao gồm:

- Mẫu nước rửa bao bì: 5 mẫu

- Mẫu đất bề mặt hố chôn lấp sản phẩm: 5 mẫu

- Mẫu lá cây xung quanh khu vực tiêu huỷ sau 1 tuần: 3 mẫu

Tất cả các mẫu được đóng gói trong chai nhựa, túi ni lon đề ký mã hiệu đầy đủ, gửi về phòng thí nghiệm để phân tích.