Bộ KHCN phê duyệt nhiệm vụ Nghị định thư với Cộng hoà Séc

Ngày 04/7/2022, Bộ trưởng bộ Khoa học và Công nghệ ra quyết định phê duyệt nhiệm vụ Nghị định thư của Viện nghiên cứu Tăng trưởng xanh và Viện Hoá lý J. Heyrovsky, Viện Hàn lâm Khoa học Cộng hoà Séc. nhiệm vụ có thời gian thực hiện 3 năm về nghiên cứu giải pháp xử lý nước thải ô nhiễm các hợp chất hữu cơ bền (thuốc BVTV, dư lượng kháng sinh...) bằng vật liệu nano xúc tác quang hoá.

Quyết định phê duyệt nghiệm vụ Nghị định thư: qd-1186.pdf

Việt Nam được đánh giá là một nước bị ô nhiễm cao hơn hẳn các nước khác trong khu vực. Bởi việc lạm dụng quá mức hoá chất BVTV trong nông nghiệp như trồng trọt, chăn nuôi, thuỷ sản ..vv. (VN có đến 2/3 người dân làm nông nghiệp). Do đó số lượng và chủng loại hoá chất BVTV sử dụng ở nước ta tương đối cao so với khu vực [39]. Thời kỳ 1986-1990 trung bình mỗi năm sử dụng 14.000 tấn HCBVTV, trong đó 55 % là lân hữu cơ, 13 % là clo hữu cơ, 12 % là hợp chất carbamat còn lại là hợp chất thuỷ ngân, asen. Đa phần là các hoá chất tồn lưu lâu trong môi trường POPs hay có độ độc cao [40]. Nhóm chất này bao gồm: Aldrin, chlordane, DDT…đã được sử dụng rộng rãi, mặc dù hiện nay đã bị cấm sử dụng nhưng vì tính độc và thời gian phân hủy lâu dài nên tồn dư của chúng vẫn còn trong môi trường, các hợp chất này ngấm vào đất rồi tan vào nước nông nghiệp và thâm nhập vào nguồn nước ngầm tạo ra những tiềm ẩn về rủi ro về sức khỏe của cộng đồng và nguồn nước phục vụ nuôi trồng thủy sản. Đặc biệt là ở các khu vực lân cận kho chứa thuốc BVTV trước kia. Ngày nay, các hợp chất nêu trên đã bị cấm sử dụng, và được thay thế bởi các hợp chất có thời gian phân hủy ngắn hơn như BVTV gốc cơ photpho, gốc cacbamat, tuy nhiên, việc lạm dụng quá mức đã làm cho môi trường nước bị ô nhiễm mạnh, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh vật sống, như các hồ chứa nước tưới tiêu, nước nuôi tôm, nuôi cá, và nước giếng sinh hoạt của người dân gần nơi ô nhiễm… đang được báo động [41-43]. Bên cạnh đó, trong chiến tranh chống Mỹ, miền Nam Việt Nam bị phun rải một lượng lớn thuốc diệt cỏ gồm các chất như 2,4-D và 2,4,5-T có chứa dioxin. Hiện nay, tồn lưu của các hóa chất này vẫn rất cao ở các điểm nóng đang gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe cộng đồng.

Bên cạnh các hóa chất BVTV, thuốc kháng sinh sử dụng trong nuôi trồng thủy sản (NTTS) cũng gây ra không ít vấn đề về môi trường và có khả ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Theo Weston (2000) các trại NTTS của Mỹ đã dùng một số loại kháng sinh như: Flumequine, Oxytetracyclin, Furazolidone, Ormetoprim, Oxolinic acid, Sulfadiazine, Sulfadimethoxine, Trimethoprim. Ở Inđônexia đã dùng các loại kháng sinh như Oxytetracyclin, Chloramphenicol, Neomycin, Streptomycin, Erythromycin, Prefuran, Terramycin và Enrofloxacin (Supriyadi, 2000). Kháng sinh có thể dùng để tắm, ngâm hay trộn vào thức ăn cho tôm, cá. Một lượng kháng sinh không nhỏ có thể bị đào thải ra môi trường qua nước thải từ ao, bể dùng thuốc, từ lượng thức ăn dư thừa hay từ phân của cá, tôm và từ đó ảnh hưởng lên môi trường và hệ sinh thái. Môi trường nhiễm các hóa chất và kháng sinh sẽ tích lũy trong các loài động thực vật thủy sinh. Các loài động thực vật hoang dã là một mắc xích quan trọng trong chuỗi thức ăn, việc tích lũy các loại hóa chất và kháng sinh sẽ dẫn đến hậu quả rất lớn và lâu dài. Việc tồn dư kháng sinh trong nước có thể gây ra hiện tượng kháng thuốc kháng sinh và hậu quả là làm giảm khả năng điều trị các bệnh liên quan đến nhiễm khuẩn trên người và động vật. Nhu cầu phát triển công nghệ xử lý hiệu quả kháng sinh trong nước, đặc biệt phù hợp với nước NTTS là rất cần thiết và cấp bách. 

Trong các phương pháp xử lý ô nhiễm thì sử dụng xúc tác quang tác dị thể là một trong những phương pháp tiềm năng rẻ nhất và hiệu quả nhất để xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ độc hại bởi vì khả năng oxy hóa cao của tác nhân OH* mà không cần thêm hoá chất - điều kiện tiên quyết duy nhất là cung cấp oxy hiếu khí và chiếu xạ ánh sáng mặt trời. Do đó nhiệm vụ đặt ra, một trong những mục tiêu quan trọng của Nhiệm vụ là phát triển công nghệ xử lý nước ô nhiễm chất hữu cơ không phân cực (thuốc BVTV và kháng sinh) trong nước sử dụng xúc tác quang nổi. Cơ sở khoa học của phương pháp đã được nghiên cứu sơ bộ và chứng minh thông qua hợp tác giữa các nhóm nghiên cứu từ hai phía Việt Nam và Cộng hòa Séc trong khuôn khổ dự án hợp tác dự án “Nghiên cứu phát triển vật liệu xúc tác quang dạng nổi ứng dụng xử lý nước ô nhiễm tại Việt Nam” [35]. Theo đó, chất nổi bao gồm cork, sỏi nhẹ (Liapor) và thủy tinh xốp có nguồn gốc từ núi lửa (Sorbix) đã được biến tính sau đó được phủ lớp xúc tác quang TiO₂ để tạo thành vật liệu xúc tác quang nổi với khối lượng riêng < 1g/cm³. Hoạt tính xúc tác của các xúc tác quang nổi thu được đã được đánh giá sơ bộ thông qua xử lý các chất hữu cơ oxalic axit ở quy mô 25L. Kết quả cho thấy, xúc tác quang nổi cho hiệu quả xử lý đạt trên 50% trong 6 ngày xử lý bằng ánh sáng mặt trời. Trong khuôn khổ hợp tác trước, xúc tác quang nổi đã được phát triển tuy nhiên tính năng hấp phụ, đặc biệt là hấp phụ chọn lọc chất hữu cơ không phân cực chưa được chú ý. Bên cạnh đó, dự án 4G PHOTOCAT cũng cho thấy khả năng loại bỏ hiệu quả các chất hữu cơ không phân cực trong nước hố bom trong vòng 15 ngày thí nghiệm. Các kết quả trên là căn cứ quan trọng để nhóm nghiên cứu thử nghiệm xúc tác ở quy mô pilot. Nhiệm vụ này sẽ tập trung phát triển xúc tác quang nổi có tăng cường khả năng hấp phụ chọn lọc với các chất hữu cơ không phân cực và xây dựng quy trình công nghệ xử lý.

Đối tác phía Cộng hòa Séc có thể sản xuất xúc tác ở quy mô pilot và nhiệm vụ thử nghiệm ở quy mô này được giao cho các đơn vị phối hợp phía Việt Nam. Trong quá trình thực hiện Nhiệm vụ, một số bí quyết công nghệ và kỹ thuật biến tính bề mặt và tạo lớp phủ hoạt tính lên vật liệu nổi sẽ được hai bên trao đổi và chuyển giao.

Có thể tin tưởng rằng, với sự trợ giúp của các nhà khoa học giàu kinh nghiệm và doanh nghiệp của Cộng hoà Séc và với kiến thức tích lũy và kinh nghiệm hợp tác của chủ nhiệm nhiệm vụ và tổ chức chủ trì phía Việt Nam từ các dự án khoa học công nghệ đã thực hiện trước kia, như Dự án hợp tác quốc tế 4G-PHOTOCAT “Fourth generation photocatalysts: nano-engineered composites for water decontamination in low-cost paintable photoreactors” có sự hợp tác của 11 đối tác từ  5 nước Châu Âu và 2 nước Châu Á, trong đó có các nhà Khoa học Séc và Học viện Nông nghiệp Việt Nam; Các dự án song phương như Nhiệm vụ hợp tác quốc tế “Phương pháp mới ứng dụng quang xúc tác hoạt tính dưới ánh sáng mặt trời để xử lý nước ô nhiễm chất độc bảo vệ thực vật (BVTV) và Dioxin từ thời chiến tranh ở vùng nông thôn Việt Nam”; Dự án First 1a, “Nghiên cứu phát triển vật liệu xúc tác quang dạng nổi, ứng dụng xử lý nước ô nhiễm tại Việt Nam – Tài trợ bởi Ngân hàng thế Giới và Đề tài KHCN, cấp bộ, “Nghiên cứu xử lý một số hợp chất hữu cơ độc hại khó phân huỷ (POPs) trên cơ sở sử dụng xúc tác dị thể dạng màng” đều có sự tham gia trực tiếp hoặc hỗ trợ từ phía đối tác Cộng hòa Séc. Có thể nói trên nền tảng cơ sở hợp tác đó, tổ chức chủ trì chắc chắn rằng sẽ phối hợp chặt chẽ với các nhà khoa học Séc hoàn thành tốt mục tiêu nhiệm vụ được giao.

AGG