Đánh giá ảnh hưởng của thuốc BVTV đến môi trường canh tác lúa trong vùng đê bao tỉnh An Giang

Mục tiêu của nghiên cứu là: Khái quát được tình hình sử dụng thuốcBVTV tại An Giang; Xác định được các loại thuốc được sử dụng phổ biến tại vùngnghiên cứu, liều lượng phun xịt, nơi rửa v

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM

********************

ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT ĐẾN MÔI TRƯỜNG CANH TÁC LÚA TRONG VÙNG

ĐÊ BAO TỈNH AN GIANG

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng 04/2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM

************

ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT ĐẾN MÔI TRƯỜNG CANH TÁC LÚA TRONG VÙNG

ĐÊ BAO TỈNH AN GIANG

Chuyên ngành : Quản lý Tài nguyên & Môi trường

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Hướng dẫn Khoa học:

TS LÊ QUỐC TUẤN

Thành phố Hồ Chí Minh

Tháng 04/2014

ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT ĐẾN MÔI TRƯỜNG CANH TÁC LÚA TRONG VÙNG ĐÊ BAO

TỈNH AN GIANG

PHẠM THỊ BÍCH DIỄM

Hội đồng chấm luận văn:

1 Chủ tịch: PGS TS BÙI XUÂN AN

Đại Học Hoa Sen

2 Thư ký: TS NGUYỄN VINH QUY

Đại học Nông Lâm Tp.HCM

3 Phản biện 1: TS PHAN THỊ GIÁC TÂM

Đại Học Nông Lâm Tp.HCM

4 Phản biện 2: TS NGUYỄN THỊ MAI

Đại Học Nông Lâm Tp.HCM

5 Ủy viên: TS NGUYỄN TRI QUANG HƯNG

Đại Học Nông Lâm Tp.HCM

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan những công bố trong luận văn này là trung thực và là một phầntrong đề tài cấp tỉnh, mã số 373.2011.5, do Ts Lê Quốc Tuấn làm chủ nhiệm.Những số liệu trong luận văn được phép công bố với sự đồng ý của chủ nhiệm đềtài

Học viên

Phạm Thị Bích Diễm

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian học tập, hoàn thành nghiên cứu này, tôi xin chân thành cảm

ơn Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh, Phòng Sau Đại Học, Khoa Môitrường & Tài nguyên và quý Thầy, Cô trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ tôi trong suốtquá trình học tập tại trường

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy hướng dẫn Khoa học - Tiến sĩ

Lê Quốc Tuấn, người đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này, tôi

vô cùng biết ơn và trân trọng những ý kiến quý báu Thầy đã giúp tôi trong suốt thờigian qua

Tôi xin chân thành cảm ơn các Phòng chức năng của tỉnh An Giang và các

Hộ nông dân đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian thu thập các số liệunghiên cứu

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình và các bạn bè đã quan tâm,giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

TP Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 02 năm 2014

Tác giả luận văn

Phạm Thị Bích Diễm

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu “Đánh giá ảnh hưởng của thuốc BVTV đến môi trườngcanh tác lúa trong vùng đê bao tỉnh An Giang” được tiến hành tại 3 huyện: ThoạiSơn, Chợ Mới, Phú Tân, tỉnh An Giang, thời gian thực hiện từ 12/2012 đến12/2013 Mục tiêu của nghiên cứu là: Khái quát được tình hình sử dụng thuốcBVTV tại An Giang; Xác định được các loại thuốc được sử dụng phổ biến tại vùngnghiên cứu, liều lượng phun xịt, nơi rửa và đổ nước rửa bình phun, cách xử lý bao

bì, vỏ chai thuốc BVTV sau khi sử dụng; Xác định các cơ sở khoa học để đánh giánhững ảnh hưởng của thuốc BVTV lên môi trường canh tác lúa tại đây, cụ thể làmôi trường đất và môi trường nước; Tính toán chỉ số tác động môi trường EIQ;Trên cơ sở đó đề xuất giải pháp quản lý thích hợp Đề tài được thực hiện thông quaviệc lấy mẫu môi trường đất, nước phân tích để xác định dư lượng thuốc BVTVtrong môi trường; Khảo sát thực địa, lấy ý kiến của người dân và cán bộ quản lý đểnắm được hiện trạng sử dụng thuốc của người dân và công tác quản lý của cán bộđịa phương

Kết quả đề tài đã đạt được: (1) Xác định được 21 thương phẩm thuốc BVTVđược sử dụng phổ biến tại địa phương Nắm được cách thức sử dụng thuốc cũngnhư phương pháp xử lý bao bì, vỏ chai thuốc BVTV của người dân, công tác quản

lý hiện tại ở địa phương; (2) Đã lấy mẫu phân tích, xác định được dư lượng thuốcBVTV trong môi trường đất và nước tại vùng nghiên cứu Đánh giá những ảnhhưởng của nó đến môi trường và sức khỏe con người; (3) Tính toán được chỉ số tácđộng môi trường EIQ cho vùng nghiên cứu dựa trên số liệu thu được từ quá trìnhkhảo sát người dân; (4) Xây dựng được sơ đồ mô tả các rủi ro từ thuốc BVTV chođịa phương, đề xuất áp dụng mô hình”Ký quỹ hoàn chi” mà đề tài đã xây dựngnhằm hạn chế việc xả thải ra môi trường các bao bì, vỏ chai thuốc BVTV

The study "Assessing the impact of pesticides on the environment in the ricedikes AnGiang province" was done conducted at three districts: Thoai Son, ChoMoi and Phu Tan The execution time is from 12/2012 to 12/2013 The objective ofthe study are: Essential situation pesticide use in An Giang; Identify type ofpesticide used, quantity, spray times, the dose spray, washing place and rinsing withwater spray, packaging treatment, pesticide bottles after use; Identify facilitiesscientists to assess the effects of pesticides on the soil environment and waterenvironment; Calculating the “environmental impact quotient - EIQ”; On that basis,propose solutions appropriate management The study was conducted throughenvironmental sampling of soil, water analysis to determine pesticide residues inenvironment; Collecting farmer's opinions and managers to understand the currentstatus of farmer's pesticide use and the management of local officials

Results of the study: (1) Identify the 21 commercial pesticides commonlyused in the locality Understand how to use pesticide as well as treatmentpackaging, pesticide bottles of the farmer, the management of current local, (2)Identify pesticide residues in soil and water environment to assess its impact on theenvironment and human health;(3) Calculate the environmental impact quotientEIQ for the study area based on data obtained from the survey people; (4) Develop

a diagram describing the risk from pesticides to local propose; Apply the "Deposite– refund system" that the subject has developed to limit the discharge of waste intothe environment of packaging, pesticide bottles

MỤC LỤC

TRANG

FAO (Food and Agriculture Organization): Tổ chức lương thực và nông

nghiệp Liên hiệp quốc

MRL (Maximum Residue Limit) : Giới hạn dư lượng tối đa

DANH SÁCH CÁC BẢNG

DANH SÁCH CÁC HÌNH

ĐẶT VẤN ĐỀ

Sử dụng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) trong nông nghiệp là một trongnhững biện pháp phòng trừ dịch hại cây trồng, đồng thời là biện pháp chủ đạo, quantrọng nhất, có tính quyết định trong việc đẩy lùi dịch hại trên cây trồng, giữ vững vànâng cao sản lượng, chất lượng nông sản ở các nước trên thế giới, kể cả Việt Nam

Nước ta là một nước nông nghiệp, nông nghiệp chiếm một vị trí rất quantrọng trong nền kinh tế quốc dân Khi nền kinh tế càng phát triển, đi vào thâm canh,sản xuất hàng hóa thì vai trò của công tác BVTV, đặc biệt là sử dụng thuốc BVTVngày càng quan trọng đối với sản xuất Thuốc BVTV đã góp phần hạn chế sự phátsinh, phát triển của sâu bệnh, ngăn chặn và dập tắt các đợt dịch bệnh trên phạm vilớn, bảo đảm được năng suất cây trồng, giảm thiểu thiệt hại cho nông dân Tuynhiên, những năm gần đây việc sử dụng thuốc BVTV trong thâm canh sản xuất, đặcbiệt là thâm canh lúa có xu hướng gia tăng cả về chất lượng lẫn chủng loại

Theo thống kê của ngành chức năng, từ năm 2000 đến nay, mỗi năm ViệtNam sử dụng khoảng từ 35.000 đến hơn 100.000 tấn hóa chất BVTV Thôngthường lượng bao bì chiếm khoảng 10% tổng số thuốc tiêu thụ, nhưng những nămgần đây, số lượng bao bì, vỏ đựng thuốc BVTV lên tới hơn chục nghìn tấn mỗinăm Từ đó cho thấy nguy cơ ô nhiễm từ nguồn rác thải này là rất lớn Theo số liệuthống kê, gần 100% diện tích đất canh tác nông nghiệp đều có sử dụng thuốcBVTV, áp dụng cho tất cả các loại cây trồng Ước tính hiện có trên 1.000 chủngloại thuốc BVTV có độc tính cao đang được sử dụng trên đồng ruộng Cả nước hiện

có hơn 1.100 điểm ô nhiễm môi trường do hóa chất BVTV tồn lưu

An Giang là một vựa lúa của miền Tây Nam Bộ nước ta, là tỉnh có diện tíchcanh tác lúa lớn nhất vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long Năng suất lúa bình quân đạt6,3 tấn/ha (Sở NN& PTNT An Giang, 2011) Có được kết quả đó là nhờ việc ápdụng các phương pháp canh tác lúa tiên tiến cũng như là việc xây dựng hệ thống đêbao canh tác lúa 3 vụ Tuy nhiên cùng với việc thâm canh tăng vụ và sử dụng các

biện pháp nâng cao sản lượng lúa thì tình hình sâu bệnh cũng diễn ra ngày càngnhiều và phức tạp hơn, dẫn đến tình trạng người dân gia tăng sử dụng thuốc BVTV

để phòng trừ sâu hại, và do đó khó tránh khỏi tình trạng lạm dụng thuốc, sử dụngthuốc không đúng cách, gia tăng nồng độ, liều lượng thuốc khi phun xịt gây tácđộng xấu đến sức khỏe con người và môi trường nơi đây Theo kết quả điều tra củaTrường Đại học An Giang năm 2010 cho biết, lượng nông dược sử dụng ở đây là5.693 tấn/ 566.712 ha và lượng vỏ chai, bao bì chiếm 14,86%, và phần lớn lượngrác này được nông dân vứt bỏ trên đồng ruộng, kênh rạch, sông ngòi… Đây chính làtác nhân gây ảnh hưởng đến nguồn nước, sức khỏe con người, môi trường và hệsinh thái nơi đây

Vấn đề xác định rủi ro cũng như đánh giá tác động của thuốc BVTV đối vớimôi trường và sức khỏe cộng đồng không chỉ là vấn đề đặt ra cho riêng An Giang

và các tỉnh miền Tây Nam Bộ mà còn là một trong những nội dung được quan tâmtrên toàn lãnh thổ Việt Nam với nhiều nghiên cứu được triển khai trên các đối tượngkhác nhau như rau xanh, súp lơ, cây chè

Từ những thực tế trên, việc nghiên cứu về dư lượng của thuốc BVTV cũngnhư những ảnh hưởng của thuốc BVTV đến con người, chất lượng nông sản và môitrường canh tác lúa tại An Giang, để từ đó có thể đưa ra những chính sách, biệnpháp quản lý hiệu quả hơn, đảm bảo vệ sinh môi trường và sức khỏe cho người laođộng là việc cấp bách và cần thiết Để góp phần vào điều này tôi đã tiến hành thựchiện đề tài: “Đánh giá những ảnh hưởng của thuốc BVTV đến môi trường canh táclúa trong vùng đê bao tỉnh An Giang”

 Mục tiêu nghiên cứu

Đề tài được thực hiện với mục tiêu:

- Khái quát được tình hình sử dụng thuốc BVTV tại An Giang: Các loại thuốcđược sử dụng phổ biến, liều lượng phun xịt, thời gian phun xịt, nơi rửa và đổnước rửa bình phun, cách xử lý bao bì, vỏ chai thuốc BVTV

- Lấy mẫu phân tích để có cơ sở đánh giá những ảnh hưởng của thuốc BVTVlên môi trường canh tác lúa tại đây, cụ thể là môi trường đất và môi trườngnước

- Đề xuất giải pháp quản lý

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu

Thuốc BVTV đã được sử dụng từ rất lâu trên thế giới nhằm mục đích diệtcôn trùng, sâu hại nhằm bảo vệ mùa màng (US Environmental, 2007) Việc sử dụngthuốc trừ sâu đã được công nhận và chấp nhận như là một thành phần thiết yếutrong nông nghiệp hiện đại để kiểm soát sâu bệnh Tuy nhiên, việc sử dụng mở rộngcủa thuốc trừ sâu, cùng với những hành vi không đầy đủ về cách phòng, sử dụngcác dụng cụ bảo vệ cơ bản sẽ làm tăng khả năng nhiễm độc vô tình (Ntow và cộng

sự, 2009) Ước tính trên toàn thế giới ứng dụng thuốc trừ sâu là khoảng 4 triệu tấn(Elersek và Filipic, 2011)

Thuốc trừ sâu không chỉ tác động đến dịch hại mà còn tác động rất lớn đếncác thành phần sinh học và vô sinh khác trong hệ sinh thái như cây trồng, các sinhvật trung gian, các sinh vật có ích, đất đai, nước… Hàng loạt các hậu quả do việc sửdụng quá mức hoá chất BVTV đã xảy ra do sự phá vỡ cân bằng cũng như sự an toàn

tự nhiên của hệ sinh thái như dịch hại kháng thuốc, xuất hiện nhiều dịch hại mớikhó phòng trừ, nhanh tái phát dịch hại nguy hiểm, ô nhiễm môi trường và nông sản(Lê Trường, 1985)

Khoảng 1,8 tỷ người trên toàn thế giới đang tham gia vào sản xuất nôngnghiệp và đã được ước tính có đến 25 triệu người lao động nông nghiệp đã bị ngộđộc không chủ ý mỗi năm (Alavanja, 2008) Ở các nước đang phát triển, thuốc trừsâu là nguyên nhân gây ra lên đến một triệu trường hợp nhiễm độc và lên đến20.000 ca tử vong mỗi năm (Duranah và ColliQuintal, 2000)

Ở Mỹ, các sự giám sát dư lượng thuốc BVTV và vấn đề an toàn thực phẩmđược thực hiện hàng năm Cơ quan môi trường Mỹ (EPA) đã xác lập 9.700 MRL

của 400 thuốc BVTV được sử dụng trên các cây trồng khác nhau Nếu nông sản có

dư lượng vượt quá mức tối đa cho phép, chúng sẽ bị tịch thu hoặc phá huỷ Cơ quankiểm soát mức dư lượng thuốc BVTV trong nông sản thô và thực phẩm chế biến làTổng cục Dược phẩm và Thực phẩm (FDA) Các nông sản được kiểm tra tập trungvào các loại được sử dụng nhiều Các thuốc BVTV được kiểm tra bao gồm cả cácthuốc đã từng được dùng trước đây nhưng bền vững như DDT, Chlorane, Dieldrn,Toxaphene Hiện nay, FDA sử dụng 397 thuốc BVTV khác nhau và các sản phẩmchuyển hoá của chúng Cơ quan Bảo vệ môi trường Mỹ (EPA) sử dụng các thôngtin này để đánh giá nguy cơ gây hại đến sức khoẻ con người của các thuốc BVTV(CCE, 1999)

Tại Việt Nam việc sử dụng thuốc BVTV trong những năm qua không ngừnggia tăng Một nghiên cứu được thực hiện tại Trà Vinh cho thấy người dân không chỉ

sử dụng đa dạng các loại thuốc BVTV mà còn sử dụng với liều cao hơn so với liềukhuyến cáo từ 1-2 lần Do đó dẫn đến tồn dư một lượng thuốc BVTV trên nông sản,ảnh hưởng tới môi trường, và sức khỏe con người (Lê Huy Bá, Vũ Văn Quang, LâmVĩnh Sơn, 2004)

Tổ chức y tế Mỹ đã thực hiện một nghiên cứu tại xã Vĩnh Hanh, huyện ChâuThành, tỉnh An Giang với sự hỗ trợ của Trường Đại Học An Giang, Trung TâmNghiên Cứu Giới, Gia Đình Và Môi Trường Trong Phát Triển (CGFED), nhómnông dân được hỏi là những người đang trồng lúa, rau củ Nghiên cứu cho thấy 28%

số nông dân tại An Giang và 60% số nông dân được hỏi cho biết đã gặp những vấn

đề về sức khỏe liên quan tới thuốc trừ sâu khi phun xịt hoặc sống gần nơi có thuốctrừ sâu

Trong những năm qua, sản xuất nông nghiệp của tỉnh An Giang đã giữ vaitrò chủ lực trong việc tăng trưởng kinh tế của tỉnh, đặc biệt là cây lúa giữ vai tròquan trọng trong việc nâng cao kim ngạch xuất khẩu cũng như đảm bảo an ninhlương thực Do đó, tỉnh đã triển khai nhiều chương trình ứng dụng tiến bộ khoa học

kỹ thuật trong sản xuất để đẩy mạnh vấn đề thâm canh, tăng vụ, tăng vòng quay sửdụng đất, tăng diện tích đất ở những vùng đê bao khép kín, tăng sức cạnh tranh hạt

lúa Tuy nhiên, xây đê bao thâm canh lúa 3 vụ bên cạnh xu hướng ủng hộ thì vẫncòn một xu hướng khác cho rằng sản xuất lúa 3 vụ trong năm dần đưa đến tình trạngđất nghèo dinh dưỡng và mức độ ô nhiễm môi trường cũng ngày càng gia tăng (SởKHCN An Giang, 2009).

Trong vùng đê bao canh tác lúa 3 vụ đang được phát triển rộng Hệ thốngcanh tác này giúp tăng thu nhập cho người dân, vừa tận dụng được nguồn lao động.Tuy nhiên nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy thâm canh lúa liên tục nhiều vụ trongnăm, nông dân phải sử dụng lượng phân bón và thuốc phòng trừ dịch hại cao để duytrì năng suất lúa, giảm lợi nhuận, đồng thời tăng mức độ ô nhiễm đất và nước (CổngTTĐT An Giang, 2009)

Với tổng diện tích sản xuất cả năm trên 564.000 ha, ngành chức năng đãthống kê được lượng phân bón và thuốc BVTV mà nông dân đã sử dụng là hơn183.000 tấn phân bón hóa học các loại và hơn 1.000 tấn thuốc BVTV Đa số thuốctrừ sâu được sử dụng trên đồng ruộng là nhóm Lân hữu cơ, Carbamate và nhómCúc tổng hợp Do đó, ngoài tác hại của dư lượng thuốc BVTV còn tồn đọng trongmôi trường đất, nước…còn phát sinh một lượng lớn chất thải rắn là bao bì, chai lọđựng thuốc BVTV mà nông dân vứt bừa bãi ra đê, kênh đã làm ảnh hưởng đến chấtlượng môi trường nước sinh hoạt và nuôi trồng thủy sản, ảnh hưởng xấu đến sứckhỏe con người và vật nuôi (Cổng TTĐT An Giang, 2011)

Dư lượng thuốc BVTV trong đất, nước cao sẽ ảnh hưởng đến môi trườnglàm thay đổi thành phần của đất, tác động đến thủy sinh vật trong các ruộng lúa,làm mất đi nguồn thiên địch trên ruộng lúa và làm bùng nổ các dịch bệnh trongnông nghiệp Đặc biệt, việc sử dụng thuốc BVTV không đúng quy trình bảo hộ laođộng sẽ ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe con người Hay việc sử dụng thuốc BVTVquá mức sẽ để lại tồn dư trong môi trường, đặc biệt là sản phẩm gạo Việt Nam lànước xuất khẩu gạo đứng hàng thứ hai thế giới, gạo Việt Nam đã xuất khẩu sang thịtrường của trên 70 nước và vùng lãnh thổ, gồm EU, Hoa Kỳ, Nhật Năm 2005, thịtrường Nhật Bản tiêu thụ khoảng 80.000 tấn gạo Việt Nam, chủ yếu là gạo thơm,giá cao hơn nhiều lần so với giá gạo thường và các năm tiếp theo gạo bán sang thị

trường này tăng mạnh, lên đến 200.000 tấn năm 2008 Nhưng từ năm 2009 đến nay,Việt Nam không còn xuất khẩu gạo qua thị trường Nhật Bản do phát hiện có dưlượng thuốc BVTV Việc để mất thị trường Nhật Bản là thiệt hại rất lớn, nông dântrồng lúa thơm cần được hướng dẫn lại quy trình sử dụng thuốc BVTV để giảmthiểu dư lượng còn tồn dư trong hạt gạo

Tổng hợp từ một số nghiên cứu Nguyễn Văn Công và Nguyễn Thanh

Phương (2011) cho thấy cá lóc đồng (Channa striata) giai đoạn bắt đầu đớp khí và

giống nhạy cảm với thuốc BVTV hoạt chất Diazinon hơn giai đoạn trưởng thành vàloài cá này cũng nhạy cảm với lân hữu cơ Diazinon hơn Carbarmate hay cúc tổnghợp Alpha- Cypermethrin

Trong điều kiện thực tế đồng ruộng, Cong et al (2008) phát hiện khi phunDiazinon cho lúa thì hoạt tính enzyme Cholinesterase đều bị ức chế đến 70% saumột ngày phun dù cá bố trí trên ruộng lúa hay ở mương bao quanh ruộng lúa Ngoàigây ảnh hưởng lâu dài đến hoạt tính enzyme Cholinesterase ở cá lóc, Nguyễn VănCông et al (2008) còn phát hiện Diazinon gây ức chế tăng trưởng của cá lóc Khitiếp xúc với thuốc BVTV lân hữu cơ Diazinon trong 4 ngày ở nồng độ 0.35 mg/L,sinh trưởng của cá lóc bị ức chế khoảng 50% sau 40 ngày theo dõi và còn 30% sau

60 ngày

Tác động của thuốc BVTV đến môi trường và sinh thái đã được nghiên cứu

và cảnh báo nhiều nơi trên thế giới (Fulton and Key 2001) Các thuốc BVTV thuộcnhóm Clo hữu cơ thường có tính bền vững cao trong môi trường, thời gian bán hủythường dài, nhóm Lân hữu cơ và Carbamate có phổ tác động rộng, thời gian bánhủy trung bình, nhóm Cúc tổng hợp có phổ tác động rất rộng, nhanh bị phân hủytrong môi trường (Tomlin, 1994)

Độc cấp tính của độc chất thường được xác định thông qua nồng độ hay liềulượng gây chết 50% sinh vật (LC50 hay LD50) trong thời gian thí nghiệm xác định.Các nghiên cứu này được xác định trong điều kiện phòng thí nghiệm (APHA,1998) Giá trị LC50 hay LD50 càng nhỏ thì độc tính càng cao

Việc canh tác lúa 3 vụ trong vùng đê bao và gia tăng sử dụng phân bón,thuốc BVTV tất yếu sẽ dẫn tới sự tích lũy dư lượng thuốc BVTV trong đê bao ngàycàng nhiều Tình trạng này tiếp diễn sẽ dẫn đến những nguy hại cho việc canh táclúa trong tương lai, cũng như môi trường sống cho người dân không còn được đảmbảo Do đó, các nghiên cứu, phân tích cơ bản về dư lượng thuốc BVTV, định hướngquản lý sử dụng thuốc BVTV trong vùng đê bao trong thời gian dài là điều cần thiết

và cấp bách nhằm hướng tới xu hướng canh tác bền vững trong vùng đê bao

1.2 Tổng quan về thuốc bảo vệ thực vật

1.2.1 Các định nghĩa

1.2.1.1 Định nghĩa thuốc BVTV

Thuốc bảo vệ thực vật là những chế phẩm có nguồn gốc hóa chất, thực vật,động vật, vi sinh vật và các chế phẩm khác dùng để phòng trừ sinh vật gây hại tàinguyên thực vật Bao gồm: các chế phẩm dùng để phòng trừ sinh vật gây hại tàinguyên thực vật; các chế phẩm điều hòa sinh trưởng thực vật, chất làm rụng haykhô lá; các chế phẩm có tác dụng xua đuổi hoặc thu hút các loài sinh vật gây hại tàinguyên thực vật đến để tiêu diệt (Pháp lệnh bảo vệ và kiểm dịch thực vật nướcCHXHCNVN, 2001 và điều lệ quản lý thuốc BVTV, 2002)

1.2.1.2 Định nghĩa dư lượng thuốc BVTV

Là lượng chất độc còn lưu lại trong nông sản hoặc môi trường sau khi phunthuốc BVTV Dư lượng được tính bằng microgram (Mg) hoặc miligram (mg) lượngchất độc trong 1 kg nông sản hoặc thể tích không khí, nước đất… Trường hợp dưlượng quá nhỏ, đơn vị còn được tính bằng ppm (phần triệu) hoặc ppb (phần tỉ)

- MRL (Maximum Residue Limit): mức dư lượng tối đa cho phép lưu tồntrong nông sản mà không ảnh hưởng đến sức khỏe con người, vật nuôi

- ADI (Acceptable Daily Intake): lượng chất độc chấp nhận hấp thu vào cơthể, không gây hại cho người hoặc vật nuôi trong 1 ngày, được tính bằng mghay Mg hợp chất độc cho đơn vị thể trọng

1.2.1.3 Độ độc

- LD50: chỉ số biểu thị độ độc cấp tính của một loại thuốc BVTV đối với động

vật máu nóng (đơn vị tính là mg chất độc/Kg trọng lượng chuột) Chỉ số

LD50 chính là lượng chất độc gây chết 50% số cá thể chuột trong thí nghiệm

LD50 càng thấp thì độ độc càng cao

- LC50: độ độc của một hoạt chất có trong không khí hoặc nước (đơn vị tính là

mg chất độc/thể tích không khí hoặc nước) Chỉ số LC50 càng thấp thì độ độc

càng cao

- Ngộ độc cấp tính: thuốc xâm nhập vào cơ thể một lần, gây nhiễm độc tức

thời biểu hiện bằng những triệu chứng đặc trưng

- Ngộ độc mãn tính: khi thuốc xâm nhập vào cơ thể với liều lượng nhỏ, nhiều

lần trong thời gian dài, thuốc sẽ tích lũy trong cơ thể đến một lúc nào đó cơ

thể sẽ suy yếu, có những bộ phận trong cơ thể bị tổn thương do tác động của

thuốc phát huy tác dụng

1.2.2 Phân loại thuốc BVTV

1.2.2.1 Phân loại theo nhóm chức hóa học

 Nhóm có gốc Clor hữu cơ:

Gồm những hợp chất aryl, carbocyclic, heterocyclic có trọng lượng phân tử

khoảng 291 - 545 Nhóm có gốc Clor hữu cơ có thể được chia ra làm 5 nhóm: (1)

Hình 1.1 Các chất nhóm Clor hữu cơ

AldrinBHC

DDT và các chất tương tự; (2) BHC; (3) Cyclodiens và các hợp chất tương tự; (4)Toxaphene và các chất tương tự; (5) cấu trúc khép kín của Mirex và Chlordecone

Hiện nay phần lớn thuốc nhóm này đã bị cấm do tính tồn lưu quá lâu trongmôi trường, điển hình như DDT, Chlordane, Toxaphene, Dieldrin, Aldrin, Endrin…Difocol và Methoxychlor Phần lớn các loại thuốc thuộc nhóm này rất bền vữngtrong môi trường tự nhiên và thời gian bán phân huỷ dài (ví dụ như DDT có thờigian bán phân huỷ là 20 năm, chúng ít bị đào thải và tích luỹ vào cơ thể sinh vật quachuỗi thức ăn)

 Nhóm có gốc Phosphor hữu cơ (Lân hữu cơ):

Từ những năm 40 và 50 các thuốc trừ sâu có gốc lân hữu cơ bắt đầu được sửdụng Dẫn xuất từ các acid phosphoric, trong công thức có chứa P, C, H, O, S…cókhả năng diệt trừ các loại sâu hại và một số thiên địch

Nhóm này có thời gian bán phân huỷ ngắn hơn so với nhóm Clor hữu cơ.Tuy nhiên, chúng độc hơn và được sử dụng rộng rãi hơn Nhóm này tác động vàothần kinh của côn trùng bằng cách ngăn cản sự tạo thành men Cholinestaza làm chothần kinh hoạt động kém, làm yếu cơ, gây choáng váng và chết

 Nhóm carbomate

Gồm các chất ít bền trong môi trường nhưng gây độc cho người và động vật.Các Carbamate là dẫn xuất của hợp chất có gốc cacbamic (NH2COOH) nhưCarbaryl, Carbosulfan, Sevin, Furadan, Bassa, Mipcin… Khi sử dụng, chúng tácđộng trực tiếp vào men Cholinestraza của hệ thần kinh Trong nhóm này thìMetylisoxianat hoặc MIC (CH3NCO) là chất gây ô nhiễm được toàn thế giới chú ý

 Nhóm Pyrethroid và Pyrethrum (Cúc tổng hợp)

Pyrethrum được trích từ cây hoa cúc, có công thức hóa học phức tạp, diệt sâuchủ yếu bằng đường tiếp xúc và vị độc, hiệu lực tương đối nhanh, dễ bay hơi, tươngđối dễ phân hủy trong môi trường và thường không tồn lưu lâu trong nông sản Raumàu và cây ăn trái sau khi phun Perythrum có thể dùng được trong vài ngày sau

1.2.2.2 Phân loại theo nguồn gốc

- Thuốc có nguồn gốc thảo mộc: Bao gồm các thuốc BVTV làm từ cây cỏhay các sản phẩm chiết xuất từ cây cỏ có khả năng tiêu diệt dịch hại

- Thuốc có nguồn gốc sinh học: Gồm các loài sinh vật (các loài ký sinhthiên địch), các sản phẩm có nguồn gốc sinh vật (các loại kháng sinh) cókhả năng tiêu diệt dịch hại

- Thuốc có nguồn gốc vô cơ: Bao gồm các hợp chất vô cơ: boocdo, lưuhuỳnh, lưu huỳnh vôi…có khả năng tiêu diệt dịch hại

- Thuốc có nguồn gốc hữu cơ: Bao gồm các hợp chất hữu cơ tổng hợp cókhả năng tiêu diệt dịch hại như: các hợp chất clo hữu cơ, lân hữu cơ,cacbamat…

1.2.2.3 Phân loại theo con đường xâm nhập

- Các thuốc lưu dẫn: Furadan, Aliette…

- Các thuốc tiếp xúc: Sherpa, Cypermethrin, Sumialpha…

- Các thuốc vị độc: Trichlorfon, Decamethrin…

- Các thuốc xông hơi: Methyl Bromide, Chloropicrin…

1.2.2.4 Phân loại theo đối tượng phòng trừ

- Thuốc trừ sâu: gồm các chất hay hỗn hợp các chất có tác dụng tiêu diệt, xuađuổi hay di chuyển bất kỳ loại côn trùng nào có mặt trong môi trường.Chúng được dùng để diệt trừ hoặc ngăn ngừa tác hại của côn trùng đến câytrồng, cây rừng, nông lâm sản, gia súc và con người

- Thuốc trừ bệnh: bao gồm các hợp chất có nguồn gốc hóa học (vô cơ và hữucơ), sinh học (vi sinh vật và các sản phẩm của chúng, nguồn gốc thực vật), cótác dụng ngăn ngừa hay diệt trừ các loài vi sinh vật gây hại cho cây trồng vànông sản (nấm ký sinh, vi khuẩn, xạ khuẩn) bằng cách phun lên bề mặt cây,

xử lý giống và xử lý đất…Thuốc trừ bệnh dùng để bảo vệ cây trồng trước khi

bị các loài vi sinh vật gây hại tốt hơn là diệt nguồn bệnh và không có tácdụng chữa trị những bệnh do những yếu tố phi sinh vật gây ra (đất úng, hạn,thời tiết…) Thuốc trừ bệnh bao gồm cả thuốc trừ nấm và thuốc trừ vi khuẩn

- Thuốc trừ chuột: là những hợp chất vô cơ, hữu cơ; hoặc có nguồn gốc sinhhọc có hoạt tính sinh học và phương thức tác động rất khác nhau, được dùng

để diệt chuột gây hại trên ruộng, trong nhà, kho tàng… và các loài gặmnhấm Chúng tác động đến chuột chủ yếu bằng con đường vị độc và xônghơi

- Thuốc trừ nhện: những chất được dùng chủ yếu để trừ nhện hại cây trồng vàcác loài thực vật khác, đặc biệt là nhện đỏ Hầu hết thuốc trừ nhện thôngdụng hiện nay đều có tác dụng tiếp xúc Đại đa số thuốc trong nhóm lànhững thuốc đặc biệt có tác dụng diệt nhện, có khả năng chọn lọc cao, ít gâyhại cho côn trùng có ích và thiên địch Nhiều loại trong chúng còn có tácdụng trừ trứng và nhện mới nở, một số khác còn diệt nhện trưởng thành.Nhiều loại thuốc trừ nhện có thời gian hữu hiệu dài, ít độc với động vật máunóng Một số thuốc trừ nhện nhưng cũng có tác dụng trừ sâu, một số thuốctrừ sâu, trừ nấm cũng có tác dụng trừ nhện

- Thuốc trừ tuyến trùng: các chất xông hơi và nội hấp được dùng để xử lý đấttrước tiên, trừ tuyến trùng rễ cây trồng, trong đất, hạt giống và cả trong cây

- Thuốc trừ cỏ: các chất được dùng để trừ các loài thực vật cản trở sự sinhtrưởng của cây trồng, các loài thực vật mọc hoang dại trên đồng ruộng,quanh các công trình kiến trúc, sân bay, đường sắt…và gồm cả các thuốc trừrong rêu trên ruộng, kênh mương Đây là nhóm thuốc dễ gây hại cho câytrồng nhất Vì vậy khi dùng các thuốc trong nhóm này phải đặc biệt cẩntrọng

1.2.2.5 Phân loại theo tính độc của thuốc

Tổ chức y tế thế giới WHO và tổ chức nông lương thế giới (FAO) trực thuộcliên hiệp quốc đã phân loại độc tính của thuốc như sau:

Bảng 1.1 Phân loại tính độc theo WHO

(Nguồn:Asian Development Bank, 1987)Ngoài các cách phân loại chủ yếu trên, tùy mục đích nghiên cứu và sử dụngngười ta còn phân loại thuốc BVTV theo nhiều cách khác nữa

Không có sự phân loại thuốc BVTV nào mang tính tuyệt đối, vì một loạithuốc có thể trừ được nhiều loại dịch hại khác nhau, có khả năng xâm nhập vào dịchhại theo nhiều con đường khác nhau, có cùng lúc nhiều cơ chế tác động khác nhau,trong thành phần của thuốc có các nhóm hay nguyên tố gây độc khác nhau…nêncác thuốc có thể cùng lúc xếp vào nhiều nhóm khác nhau.(Giáo trình hướng dẫn sửdụng thuốc BVTV, Trường ĐH Nông Nghiệp Hà Nội)

1.2.3 Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh đến độ độc của thuốc BVTV

Yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng trực tiếp đến lý hoá tính của thuốc BVTV,đồng thời ảnh hưởng đến trạng thái sinh lý của sinh vật và khả năng sinh vật tiếpxúc với thuốc, nên chúng ảnh hưởng đến tính độc của thuốc cũng như khả năng tồnlưu của thuốc trên cây

 Tính thấm của màng nguyên sinh chất

Tính thấm của màng nguyên sinh chất bị tác động mạnh bởi điều kiện ngoạicảnh như: pH của môi trường, ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm v.v Khi tính thấm thayđổi, khả năng xâm nhập của độc chất vào tế bào sinh vật cũng thay đổi, nói cáchkhác, lượng thuốc BVTV xâm nhập vào tế bào sinh vật nhiều ít khác nhau, nên độđộc của thuốc thể hiện không giống nhau

Đại đa số các thuốc BVTV, trong phạm vi nhiệt độ nhất định (từ 10 -40oC),

độ độc của thuốc với sinh vật sẽ tăng khi nhiệt độ tăng, bởi vì trong giới hạn nhiệt

độ thích hợp, khi nhiệt độ tăng, hoạt động sống của sinh vật (như hô hấp dinh

dưỡng ) tăng lên, kéo theo sự trao đổi chất của sinh vật tăng lên, tạo điều kiện chothuốc xâm nhập vào cơ thể mạnh hơn, nguy cơ ngộ độc lớn hơn

 Độ ẩm không khí và độ ẩm đất

Độ ẩm không khí và độ ẩm đất cũng tác động đến quá trình sinh lý của sinhvật cũng như độ độc của chất độc Độ ẩm của không khí và đất làm cho chất độc bịthuỷ phân và hoà tan rồi mới tác động đến dịch hại Độ ẩm cũng tạo điều kiện chothuốc xâm nhập vào cây dễ dàng hơn

Nhưng cũng có trường hợp độ ẩm không khí tăng, lại làm giảm tính độc của

thuốc Trường hợp của pyrethrin và Dendrolimus spp, khi độ ẩm tăng, khả năng

khuyếch tán của thuốc xông hơi bị giảm, dẫn đến.độ độc sẽ giảm đi

 Lượng mưa

Lượng mưa vừa phải sẽ làm tăng khả năng hoà tan thuốc trong đất Nhưng

mưa to, đặc biệt sau khi phun thuốc gặp mưa ngay, thuốc rất dễ bị rửa trôi, nhất làđối với các thuốc dạng bột, các thuốc chỉ có tác dụng tiếp xúc.Vì vậy không nênphun thuốc khi trời sắp mưa to

 Ánh sáng

Ánh sáng ảnh hưởng mạnh đến tính thấm của màng nguyên sinh chất Cường

độ ánh sáng càng mạnh, làm tăng cường độ thoát hơi nước, tăng khả năng xâm nhậpthuốc vào cây, hiêụ lực của thuốc do vậy càng cao Mặt khác, dưới tác động của ánhsáng mạnh, thuốc dễ xâm nhập vào cây nhanh, dễ gây cháy lá cây Nhưng bên cạnh

đó cũng có một số loại thuốc lại dễ bị ánh sáng phân huỷ, nhất là ánh sáng tím, do

đó thuốc mau bị giảm hiệu lực

 Đặc tính lý hóa của đất

Ảnh hưởng rất nhiều đến hiệu lực của các loại thuốc bón vào đất Khi bónthuốc vào đất, thuốc thường bị keo đất hấp phụ do trong đất có keo và mùn Hàmlượng keo và mùn càng cao, thuốc càng bị hấp phụ vào đất, lượng thuốc được sửdụng càng nhiều; nếu không tăng lượng dùng, hiệu lực của thuốc bị giảm Nhưngnếu thuốc được giữ lại nhiều quá, bên cạnh tác động giảm hiệu lực của thuốc, còn

có thể ảnh hưởng đến cây trồng vụ sau, nhất là với các loài cây mẫn cảm với thuốcđó.

 pH đất

Ảnh hưởng trực tiếp đến sự phân hủy thuốc BVTV trong đất và sự phát triểncủa VSV đất Thông thường, trong môi trường axit thì nấm phát triển mạnh; còntrong môi trường kiềm vi khuẩn lại phát triển nhanh hơn

Thành phần và số lượng các sinh vật sống trong đất, đặc biệt là các vi sinh vật có ích cho độ phì nhiêu của đất, có ảnh hưởng lớn đến sự tồn lưu của thuốc

trong đất Thuốc trừ sâu, tác động nhiều đến các loài động vật sống trong đất.Ngược lại, các loại thuốc trừ bệnh lại tác động mạnh đến các vi sinh vật sống trongđất Các thuốc trừ cỏ thì tác động không theo một quy luật rõ rệt

Nhiều loài vi sinh vật có trong đất, có khả năng sử dụng thuốc BVTV làmnguồn dinh dưỡng do đó thuốc BVTV sẽ được các vi sinh vật này phân huỷ, sốlượng vi sinh vật càng nhiều thì khả năng phân hủy càng cao

1.2.4 Các con đường mất đi của thuốc BVTV trong môi trường

Thuốc BVTV, bằng nhiều con đường khác nhau, chúng sẽ bị chuyển hoá vàmất dần Sự mất đi của thuốc BVTV có thể xảy ra do các yếu tố sinh học và phisinh học sau đây:

 Sự bay hơi

Dựa theo khả năng bay hơi, các thuốc BVTV được chia thành 2 nhóm: Bayhơi và không bay hơi Tốc độ bay hơi của một loại thuốc phụ thuộc vào áp suất hơi;dạng hợp chất hoá học và điều kiện thời tiết (gió to, nhiệt độ cao dễ làm cho thuốcbay hơi mạnh)

 Sự quang phân (bị ánh sáng phân huỷ)

Nhiều thuốc BVTV dễ bị phân huỷ khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, nhất làtia tử ngoại Các thuốc trừ sâu Permethrin thuộc nhóm pyrethroid dễ bị ánh sángphân huỷ Thuốc trừ cỏ 2,4 - D bị ánh sáng phân huỷ tạo sản phẩm cuối cùng làacid humic

 Sự cuốn trôi và lắng trôi

Sự cuốn trôi là hiện tượng thuốc BVTV bị cuốn từ trên lá xuống đất do tácdụng của nước mưa hay nước tưới, hay thuốc ở trên mặt đất cuốn theo dòng chảy

đi nơi khác Sự lắng trôi là hiện tượng thuốc BVTV bị kéo xuống lớp đất sâu bởinhiều yếu tố Cả hai quá trình này phụ thuộc trước hết vào lượng nước mưa haynước tưới, đặc điểm của thuốc và đặc điểm của đất

 Hòa loãng sinh học

Sau khi phun thuốc, hoặc sau khi thuốc vào cây, cây trồng vẫn tiếp tục sinhtrưởng và phát triển, diện tích lá tăng, chồi mới xuất hiện, khối lượng chất xanhtrong cây vẫn tăng, tỷ lệ % lượng thuốc trong cây bị giảm Sự hòa loãng sinh học sẽgiảm khả năng bảo vệ của thuốc, nhưng cũng làm giảm lượng chất độc có trong sảnphẩm, giảm nguy cơ gây độc cho người và gia súc Trên những cây non có tốc độsinh trưởng mạnh, độ hoà loãng của thuốc càng nhanh

 Chuyển hoá thuốc trong cây

Dưới tác dụng của men, thuốc BVTV ở trong cây sẽ bị chuyển hoá theonhiều cơ chế Các phân tử thuốc có thể bị chuyển hoá thành những hợp chất mới cócấu trúc đơn giản hay phức tạp hơn, nhưng đều thay đổi hoạt tính sinh học ban đầu

Các thuốc trừ sâu, trừ nấm lân hữu cơ bị phân giải qua từng bước và sảnphẩm cuối cùng là acid phosphoric không độc với nấm bệnh và côn trùng

Thuốc trừ cỏ 2,4 - DB ở trong cỏ 2 lá mầm chỉ có thể diệt cỏ khi chúng bịoxi hoá thành 2,4 - D Thuốc 2,4 - DB sẽ không diệt được những loài thực vậtkhông có khả năng này

 Phân huỷ do vi sinh vật đất (VSV):

Hệ vi sinh vật đất rất phức tạp, trong đó có nhiều loài có khả năng phân huỷcác chất hoá học Một loại thuốc BVTV có thể bị một hay một số loài VSV phânhuỷ (Brown, 1978) Ví dụ thuốc trừ cỏ 2,4 - D bị 7 loài vi khuẩn, 2 loài xạ khuẩnphân huỷ.Và ngược lại, một số loài VSV có thể phân hủy được nhiều nhóm thuốc

khác nhau Ví dụ loài nấm Trichoderma viridi có khả năng phân huỷ nhiều loại

thuốc trừ sâu nhóm clo, lân hữu cơ, cacbamat, thuốc trừ cỏ (Matsumura & Boush ,1968)

Theo Fild và Hemphill (1968); Brown (1978), những thuốc dễ tan trongnước, ít bị đất hấp phụ thường bị vi khuẩn phân huỷ; còn những thuốc khó tan trongnước, dễ bị đất hấp phụ lại bị nấm phân huỷ là chủ yếu

Khi dùng liên tục một loại thuốc trừ cỏ trong nhiều năm, trên cùng một loạiđất thì thời gian tồn tại của thuốc trong đất ngày càng ngắn Nguyên nhân của hiệntượng này được Kaufman và Kearney (1976) đã giải thích như sau: Khi thuốc mớitiếp xúc với đất, các loài VSV đất có sự tự điều chỉnh Những VSV không có khảnăng tận dụng thuốc trừ cỏ làm nguồn thức ăn sẽ bị thuốc tác động, do đó số lượng

sẽ bị giảm Ngược lại, những loài VSV có khả năng này sẽ phát triển thuận lợi vàgia tăng số lượng nhanh chóng Trong những ngày đầu của lần phun thuốc đầu tiên,

số lượng vi sinh vật có khả năng phân huỷ thuốc ở trong đất còn ít, nên thuốc bịphân huỷ chậm Sau đó, khi VSV đất đã thích ứng với thuốc, dùng thuốc làm nguồnthức ăn, số lượng của chúng sẽ phát triển theo cấp số nhân, thuốc trừ cỏ sẽ bị mất đinhanh chóng

Hoạt động của VSV đất thường dẫn đến sự phân huỷ thuốc Nhưng cũng cótrường hợp VSV đất lại làm tăng tính bền lâu của thuốc ở trong đất Khi thuốcBVTV xâm nhập vào trong tế bào VSV, bị giữ lại trong đó, không bị chuyển hoá,cho đến khi VSV bị chết; hoặc thuốc BVTV bị mùn giữ chặt mà mùn là sản phẩmhoạt động của VSV đất tránh được sự tác động phân huỷ của VSV đất (Mathur vàMoley, 1975; Burns, 1976)

Ngoài VSV, trong đất còn có một số enzym ngoại bào cũng có khả năngphân huỷ thuốc BVTV như các men esteraza, dehydrogenaza Có rất ít công trìnhnghiên cứu về sự phân huỷ thuốc BVTV của các enzym ngoại bào

1.2.5 Thuốc BVTV trong môi trường đất và nước

Dư lượng: là phần còn lại của hoạt chất, các sản phẩm chuyển hoá và các

thành phần khác có trong thuốc, tồn tại trên cây trồng, nông sản, đất, nước sau mộtthời gian dưới tác động của các hệ sống và điều kiện ngoại cảnh (ánh sáng, nhiệt độ,

ẩm độ v.v ) Dư lượng của thuốc được tính bằng mg (miligam) thuốc có trong 1 kgnông sản, đất hay nước (mg/kg)

Như vậy, dư lượng thuốc BVTV bao gồm bất kỳ dẫn xuất nào của thuốccũng như các sản phẩm chuyển hoá của chúng có thể gây độc cho môi sinh, môitrường.

Sau khi sử dụng, cho dù là bằng cách nào thì cuối cùng thuốc BVTV vẫn sẽ

đi vào đất, tồn tại ở các lớp đất khác nhau, trong các khoảng thời gian khác nhau.Trong đất, thuốc BVTV thường bị VSV đất phân giải hay bị đất hấp phụ (bị sét vàmùn hút) Nhưng có nhiều loại thuốc có thời gian phân huỷ dài, khi dùng liên tục vàlâu dài, chúng có thể tích luỹ trong đất một lượng rất lớn

Để đánh giá khả năng tồn tại của thuốc trong đất, người ta thường dùng thờigian bán phân huỷ (DT50): là khoảng thời gian tính bằng giờ, ngày, tuần, tháng, năm

kể từ khi hoạt chất được đưa vào đất đến khi hàm lượng chỉ còn một nửa lượngthuốc đưa vào

Trị số DT50 của một loại thuốc phụ thuộc vào bản chất hoá học, các phản ứnghoá học có thể xảy ra, mức độ hoạt động của VSV đất và các nhân tố môi trường(tính chất đất, nhiệt và ẩm độ đất, điều kiện thời tiết) Tuy nhiên trong những điềukiện xác định, trị số DT50 khá ổn định

Căn cứ vào trị số DT50, Briggs (1976) chia độ bền của các thuốc BVTVthành 4 nhóm:

- DT50 không nêu được sự chuyển hoá của thuốc trong môi trường Nhiều loạithuốc BVTV tuy không tồn tại lâu trong môi trường, nhưng nhanh chóngchuyển thành các hợp chất khác có hoạt tính sinh học khác, thậm chí caohơn và tồn tại trong môi trường lâu hơn chất ban đầu Vì thế, tuy hợp chất

đó đã mất khỏi môi trường, nhưng các chất chuyển hoá của chúng vẫn tồntại, nên vẫn là mối đe doạ cho người, động vật và môi trường

- Tốc độ mất đi của thuốc BVTV trong môi trường diễn ra đều đặn từ khithuốc được đưa vào sử dụng đến khi thuốc bị phân huỷ hết Nhưng trongthực tế, nhiều loại thuốc BVTV có khả năng “nằm lỳ” khá lâu, sau đó tốc độphân huỷ của thuốc mới tăng mạnh

- Dễ gây ngộ nhận rằng thuốc BVTV nói chung không tồn tại lâu trong môitrường Ví dụ DT50 của Parathion ở liều sử dụng chỉ là 1 - 3 tuần (Bro-Ramussen,1970); nhưng ở liều cao (33kg/ha), phun liên tục trong 4 năm, sau

16 năm không dùng thuốc này, người ta vẫn tìm thấy dư lượng Parathion ởtrong đất (Stewart, 1971)

Trị số DT50 được khảo sát trong các điều kiện rất hạn chế, nên chỉ cần thayđổi một yếu tố thí nghiệm, giá trị của trị số này cũng bị thay đổi Tuy dạng dư lượngcuối cùng của một loại thuốc ở trong đất là như nhau, nhưng trị số DT50 của thuốc ởngoài đồng bao giờ cũng ngắn hơn ở trong phòng thí nghiệm

Ngoài trị số DT50, người ta còn dùng các trị số DT75, DT90 là khoảng thờigian kể từ khi thuốc được đưa vào đất đến khi 75 hay 90% lượng thuốc đó khôngcòn nữa

Dư lượng thuốc BVTV trong đất tồn tại dưới 2 dạng:

Dư lượng liên kết: thuốc BVTV không thể tách chiết bằng các dung môithông thường trong phân tích hoá học Ở dạng liên kết, thuốc BVTV ít được câyhấp thu; không hay ít ảnh hưởng đến điều kiện sinh thái, nên ít có ý nghĩa trongthực tiễn

Dư lượng tự do: thuốc BVTV có thể tách chiết dễ dàng bằng dung môi thôngthường trong phân tích dư lượng Thuốc BVTV ở dạng tự do trong đất tác động đếnmôi sinh thể hiện ở: (1) Các thuốc BVTV, đặc biệt là thuốc trừ cỏ có thời gian tồntại lâu, có thể gây hại cho cây trồng nối tiếp (thậm chí 1-2 năm sau); (2) làm chocây trồng vụ sau trở nên mẫn cảm hơn với thuốc, dẫn đến năng suất và chất lượngcây bị ảnh hưởng

Một lượng nhỏ thuốc BVTV bị cây trồng vụ sau hấp thu Tuy lượng này rấtnhỏ, không đủ gây độc cho người và động vật, nhưng cũng không được phép tồn tạitrên nông sản dùng làm thức ăn cho người và gia súc Thuốc BVTV có thể tác độngxấu đến quần thể VSV sống trong đất, làm giảm khả năng cải tạo đất Nhưng ở dạng

tự do, thuốc dễ dàng bị các loài VSV phân huỷ

Thuốc BVTV có thể gây ô nhiễm đất và mạch nước ngầm Các yếu tố trênđồng ruộng cũng có tác động đến sự tồn lưu của thuốc BVTV trong môi trường, baogồm:

- Độ nghiêng của mặt đất: làm nước ở trong đất rút nhanh, tăng khả năngcuốn trôi thuốc, dễ gây ô nhiễm thuốc trên diện rộng

- Đặc tính vật lý của đất: những đất thịt nhẹ, thành phần cát nhiều, ít mùn, khảnăng hấp phụ và giữ thuốc kém, thuốc ở trong đất bị rửa trôi nhiều, tăng khảnăng gây ô nhiễm mạch nước ngầm Sự rửa trôi tăng lên khi có mưa rào vàtưới nước quá nhiều

- Mực nước ngầm: mực nước ngầm cao kết hợp với khả năng hấp phụ của đấtkém dễ gây ô nhiễm mạch nước ngầm

1.2.6 Các tác động của thuốc BVTV

1.2.6.1 Tác động lên sinh vật gây hại

 Phản ứng của dịch hại đối với chất độc ở liều lượng thấp

Dịch hại còn sống sót sau mỗi đợt xử lý thuốc, do không bị trúng thuốc haytrúng ở liều dưới mức gây chết, sẽ phát triển trong điều kiện khác trước: mật độquần thể giảm, cây trồng sinh trưởng tốt hơn, dịch hại hưởng nguồn thức ăn dồidào, có chất lượng cao, đã thay đổi sức sinh sản, đặc điểm sinh lý của cá thể trongquần thể; mật độ thiên địch và vi sinh vật có ích ít, nên dịch hại dễ hồi phục sốlượng Dưới tác động của liều dưới mức gây chết, dịch hại sẽ phát triển mạnh, gâykhó khăn cho việc phòng trừ

 Tính kháng thuốc

Tính kháng thuốc của dịch hại là hiện tượng phổ biến ở nhiều loài sinh vật,trên nhiều địa bàn khác nhau (ngoài ruộng, trong kho tàng và nhà ở; ở nông thôn vàthành thị; trên cạn và dưới nước) Nhưng tính kháng thuốc được hình thành mạnhnhất ở côn trùng và nhện.

Cần phân biệt rõ ba khái niệm: chống thuốc hay kháng thuốc; chịu thuốc vàquen thuốc

Tính chịu thuốc: là đặc điểm riêng của từng cá thể sinh vật, có thể chịu đựngđược các liều lượng thuốc khác nhau Tính chịu thuốc của từng loài sinh vật phụthuộc vào từng cá thể, trạng thái sinh lý và không di truyền sang đời sau Tuy nhiên,tính chịu thuốc cũng có thể là bước khởi đầu của tính chống /kháng thuốc

Tính quen thuốc: là hiện tượng xảy ra trong một đời cá thể được tiếp xúc với

thuốc (chất độc) với lượng cao dần và cuối đời, cá thể đó có thể chịu đựng đượclượng thuốc cao hơn rất nhiều so với ban đầu Nhưng con cháu của cá thể đó lạikhông chịu được lượng thuốc đó

Những cá thể chịu thuốc và quen thuốc chỉ chịu được lượng thuốc thấp hơnnhiều so với cá thể chống/ kháng thuốc

 Suy giảm tính đa dạng của quần thể

Trong hệ sinh thái, nhiều loài sinh vật có quan hệ qua lại lẫn nhau Bên cạnhquan hệ hỗ trợ, các loài này còn có mối quan hệ cạnh tranh đối kháng Các mốiquan hệ này rất phức tạp, nhưng tạo thế cân bằng giữa các loài, không cho phép mộtloài nào đó trong hệ sinh thái phát triển quá mức, tạo nên những trận dịch Hệ sinhthái càng phức tạp, càng nhiều loài sinh vật thì hệ sinh thái càng bền vững

Tính đa dạng trong hệ sinh thái nông nghiệp tuy không phong phú bằng hệsinh thái tự nhiên, nhưng cũng rất phức tạp và luôn thay đổi dưới tác động của conngười Thuốc BVTV là một trong những yếu tố quan trọng do con người tạo ra làmmất tính ổn định của quần thể sinh vật

Theo Pimetel (1971), để chống lại 1.000 loài sâu hại, thuốc trừ sâu đã tácđộng đến khoảng 200.000 loài động thực vật khác nhau, trong đó có nhiều loài

không những không phải là đối tượng phòng trừ mà còn rất cần cho sự tồn tại vàphát triển của con người

Thuốc BVTV dùng trên qui mô càng lớn, thời gian dùng càng dài, số lầnphun thuốc càng nhiều, sẽ làm giảm càng mạnh số cá thể trong loài và giảm số loàitrong quần thể

 Xuất hiện dịch hại mới hay bùng phát dịch hại thứ cấp:

Sau một thời gian dùng thuốc, một số loài dịch hại chủ yếu trước đây chỉ còngây hại không đáng kể Ngược lại, một số loài dịch hại trước đây không được chú ýlại trở nên rất nguy hiểm, gây những tổn thất to lớn Việc phòng trừ những loài dịchhại mới nổi lên này thường phức tạp và khó khăn hơn trước nhiều

Cụ thể, hậu quả của việc sử dụng các loại dầu và các thuốc trừ sâu tổng hợp

hữu cơ trên vườn cây ăn quả đã làm nhện đỏ Malatetranychus ulmi từ chỗ không

phải là dịch hại đáng quan tâm vào những năm 20 đã trở thành đối tượng gây hạichủ yếu của những năm 50 của thế kỷ 20 (Jacob,1958)

Ở Việt Nam, sau 6 - 7 năm dùng thuốc DDT, Wofatox để trừ sâu hại chínhtrên chè, cam quít và bông đã làm cho nhện hại cây từ chỗ là dịch hại không đángquan tâm trở thành một loài dịch hại nguy hiểm gây khô lá trên diện rộng Các loàirệp sáp theo đó cũng phát triển mạnh (Vũ Công Hậu, 1969; Hồ Khắc Tín, 1982).Trên bông, ngoài nhện, còn có nhiều đối tượng mới, mới phát sinh như rầy xanh

Chlorita bigutula (hậu quả dùng DDT và 666), sâu xanh Heliothis spp (hậu quả

dùng các thuốc clo và lân hữu cơ)

Như vậy, dịch hại mới không phải là những dịch hại từ nơi khác di chuyểnđến, mà là dịch hại thứ yếu có ngay tại địa phương đó mới bùng phát mà thành Sựhình thành loài dịch hại mới là kết quả của sự sai khác về độ mẫn cảm giữa các loài

và khả năng hình thành tính chống thuốc sớm hơn các loài khác

 Sự tái phát của dịch hại:

Ngay sau khi dùng thuốc trừ sâu hay trừ nhện, số lượng dịch hại giảm đinhanh chóng Sau một thời gian ngắn, chúng lại hồi phục số lượng nhưng nhiều hơntrước, để chống lại người dân lại dùng thuốc, và mỗi lần như vậy người dân lại gia

tăng nồng độ /liều lượng, tăng số lần dùng thuốc, khoảng cách giữa các lần dùngthuốc ngắn lại Quá trình đó cứ lặp lại, kết quả càng ngày thời gian dịch hại hồiphục lại số lượng quần thể càng ngắn dần, số lần tái phát càng nhanh và nặng thêm,dịch hại dễ chống thuốc, đời sống các sinh vật có ích càng bị đe doạ, môi trườngsinh sống càng bị ô nhiễm Hiện tượng này được gọi là sự tái phát của dịch hại và

được nghiên cứu nhiều trên nhện và côn trùng

1.2.6.2 Tác động lên thực vật

Thuốc BVTV xâm nhập, dịch chuyển và tồn tại trên các bộ phận của cây, tácđộng đến sinh trưởng và phát triển của cây

Những tác động tốt của thuốc đến cây như:

- Rút ngắn thời gian sinh trưởng, làm cây ra hoa sớm, làm quả chín sớm

- Tăng chất lượng nông sản

- Làm tăng năng suất và các chỉ tiêu cấu thành năng suất

- Làm tăng sức chống chịu của cây với những điều kiện bất lợi: như chốngrét, chống hạn, chống lốp đổ, tăng khả năng hút chất dinh dưỡng và tăng khảnăng chống sâu bệnh

- Làm tăng hoạt động của vi sinh vật và có tác động cải tạo đất tốt

Tuy nhiên, khi sử dụng không đúng thuốc BVTV, có thể gây hại cho câytrồng:

- Giảm tỷ lệ nảy mầm, giảm sức nảy mầm, rễ không phát triển, màu sắc lábiến đổi, cây chết

- Lá bị cháy, thủng, biến dạng, hoa quả bị rụng, quả nhỏ, chín muộn

- Phun thuốc vào thời kỳ cây ra hoa dễ ảnh hưởng đến khả năng đậu quả củacây trồng

Những hiện tượng này thể hiện nhanh chậm tuỳ vào loại thuốc, dạng thuốc,liều lượng và nồng độ thuốc cũng như thời điểm và phương pháp sử dụng thuốc.Thậm chí trong một số trường hợp, tác hại của thuốc còn gây hại cho cây trồng vụsau Các loại cây trồng, các giai đoạn phát dục khác nhau cũng có độ mẫn cảm khácnhau đối với thuốc Lựa chọn loại thuốc, phương pháp dùng thuốc thích hợp với

từng loại cây và giai đoạn phát dục của cây, sẽ nâng cao được hiệu lực phòng trừ và

độ an toàn cho cây

1.2.6.3 Tác động của thuốc BVTV đến sinh vật sống trong đất

 Tác động của thuốc BVTV đến các sinh vật sống trong đất:

Trong đất tồn tại rất nhiều các loài động vật sống khác nhau, bao gồm cả

sinh vật có lợi và có hại Các loại côn trùng thuộc bộ Colembola, một số loài ve bét Acarina, rết râu chẻ Pauropoda, tuyến trùng Nematoda và giun đất là động vật có

ích, vì chúng có khả năng phân giải tàn dư thực vật, làm cho đất tơi xốp, thoáng khí,tạo điều kiện cho vi sinh vật đất phát triển, giúp cải tạo đất và duy trì độ màu mỡcủa đất Ngược lại, các loài động vật sống khác như động vật nhiều chân

Myriapoda, lớp nhện Araneida và một số loài côn trùng bộ cánh cứng Coleoptera, một số loài thuộc bộ rết tơ Symphyla, bộ cuốn chiếu Diplopoda, tuyến trùng ăn

mầm cây hay hại rễ cây là những động vật có hại

Một số thuốc trừ sâu làm giảm số lượng cá thể của các loài động vật sốngtrong đất ngay cả ở liều sử dụng Một số khác không những không gây hại, mà cònlàm tăng các loài động vật sống trong đất Tác hại nặng nhẹ của các thuốc trừ sâuđến các loài động vật sống trong đất phụ thuộc chủ yếu vào loại thuốc, liều lượng vànồng độ, phương pháp sử dụng thuốc và điều kiện ngoại cảnh

Nhìn chung các thuốc trừ nấm ít gây hại đến những động vật không xươngsống có ích sống trong đất Thuốc trừ cỏ tác động đến động vật không xương sốngsống trong đất rất khác nhau, một số thuốc chỉ làm giảm nhẹ số lượng hay hoàntoàn không ảnh hưởng gì đến số lượng của chúng, thậm chí còn kích thích chúngphát triển

 Tác động của thuốc BVTV đến hệ vi sinh vật (VSV) đất:

VSV đất bao gồm vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm, tảo, nguyên sinh động vật… giữvai trò chủ yếu trong quá trình chuyển hoá vật chất trong đất Số lượng và thànhphần của VSV đất phản ánh độ phì nhiêu của đất và ảnh hưởng trực tiếp đến sự sinhtrưởng và phát triển của cây

Thuốc BVTV gây tác động rất khác nhau đến quần thể VSV sống trong đất.Thuốc trừ sâu ở liều thông dụng thường ít tác động xấu đến quần thể VSV đất,nhiều khi ở liều này, thuốc còn kích thích VSV đất phát triển Nhưng ở liều lượngcao, thuốc trừ sâu ảnh hưởng xấu đến VSV đất, kéo dài thời gian tác động củathuốc Cũng có loại thuốc trừ sâu ngay ở liều thấp cũng hạn chế sự phát triển củaVSV đất Thuốc trừ bệnh tác động mạnh đến quần thể VSV đất Các sinh vật có íchnhư vi khuẩn nitrit và nitrat hoá, vi khuẩn phản nitrat, vi khuẩn cố định đạm, vikhuẩn phân giải chitin rất mẫn cảm với thuốc trừ bệnh (cả thuốc trừ bệnh xông hơilẫn thông dụng).

Thuốc trừ cỏ tác động rất khác nhau đến quần thể VSV đất, tuỳ theo loạithuốc, liều lượng dùng và nhóm sinh vật Một số thuốc trừ cỏ chỉ tác động xấu đếnmột số nhóm VSV này, nhưng lại ít ảnh hưởng đến các các nhóm VSV khác Thuốctrừ cỏ tác động chọn lọc thường chỉ kìm hãm tạm thời đến VSV đất Sau một thờigian bị ức chế, hoạt động của sinh vật đó lại được phục hồi, đôi khi một số loài nào

đó còn phát triển mạnh hơn trước (Kearney, 1965; Bộ môn Vi sinh, trường đại họcNông nghiệp I Hà nội,1970)

1.2.6.4 Tác động của thuốc BVTV đến động vật sống trên cạn và dưới nước

Qua thức ăn, nguồn nước, thuốc BVTV có thể được tích luỹ trực tiếp trong

cơ thể động vật Thuốc BVTV đã sớm được tìm thấy trong cơ thể động vật như:trong cá có DDT; DDT và lindan trong tôm biển (Buteer, 1963); trong mỡ và thịtgia cầm (Hunt, 1966; Beiz,1977; Đào Ngọc Phong,1982); trong trứng (Cumming,

1966 và 1967; Mecaskey, 1968)

Thuốc BVTV có thể gây ngộ độc mãn hay cấp tính cho động vật máu nóng.Khi ngộ độc nhẹ động vật có thể ăn ít, sút cân, tăng trọng kém, đẻ ít, tỷ lệ trứng nởcủa gia cầm thấp

Thuốc BVTV có thể gây ra các chứng bệnh đặc biệt trực tiếp như: đồng làmcho cừu mắc bệnh vàng da; DDT làm cho thỏ đẻ con có tỷ lệ đực thấp, giảm khả

năng sinh sản và phát triển (Antoine, 1966; Alieva, 1972) Cỏ lưỡi bò Senecio spp.

độc với bò 2,4 - D làm tăng lượng đường trong cỏ lưỡi bò, kích thích bò ăn nhiều,

nên gây độc cho bò nhiều hơn 2,4 - D và 2,4,5 - T ở liều thấp làm tăng hàm lượngnitrat, acid xyanhydric trong cây đến mức nguy hiểm cho gia súc.

Thuốc BVTV, đặc biệt là các thuốc trừ sâu dễ gây hại cho ong mật, các sinhvật có ích, chim và động vật hoang dã Việc sử dụng thuốc trên diện rộng để trừchâu chấu, muỗi, phun thuốc nhiều lần trên ruộng càng dễ tác động đến các loàisinh vật này

Bên cạnh tác hại trực tiếp, thuốc còn giết hay làm giảm nguồn thức ăn cho cá

và các loài động vật và các loài thiên địch Tác động này càng nguy hiểm nếu tadùng các loại thuốc có khả năng tồn tại lâu trong môi trường

Nhiều thuốc BVTV, đặc biệt là các thuốc trừ sâu, có thể rất an toàn khi dùngtrên cạn, nhưng lại dễ gây độc cho các loài cá và động vật thuỷ sinh, nên đã bị cấmdùng cho lúa nước Các thuốc trừ sâu pyrethroid tuy rất độc với cá, nhưng do lượngdùng ít, nên vẫn được dùng để trừ sâu trên ruộng lúa nước

Bảng 1.2 Cách tác động của một số loại thuốc BVTV

Loại Thuốc BVTV Hợp chất Cách tác động 1) Thuốc diệt côn trùng

Dầu hỏa Gây độc cơ học CHC, DDT, Methoxychlor Gây độc trục thần kinh HCH Gây độc trục thần kinh Chlordane, Thiodane Gây độc synape hệ thần kinh trungương Toxaphene Gây độc trục thần kinh LHC Các dẫn xuất thơm Malathion Gây độc synape hệ thần kinh trungương Dimethoate (Cygon)

Ddisulfoton (Di-Syston) Các dẫn xuất phenyl Ethyl Parathion Gây độc synape hệ thần kinh trungương

Methyl Parathion Các dẫn xuất dị vòng Diazinon Gây độc synape hệ thần kinh trungương

Azinphos-methyl (Guthion) Chlorpyrifos (Lorsban, Dursban) Phosmet (Imidan)

Sulfur hữu cơ Propargite (Omite)

Aramite

Carbanate Carbaryl (Sevin) Gây độc synape hệ thần kinh trungương Methomyl (Lannate, Nudrin)

Formamidines Chlordimeform (Galecron) Tiết adrenaline Amitraz

Thiocyanates Thanite Cản trở sự hô hấp tế bào và biếndưỡng Dinitrophenols Dinoseb Ức chế sự biến dưỡng

Dinocap (Karathane) Organotins Cyhexatin Ức chế sự biến dưỡng Fenbutatin-oxid

Thuốc thực vật Nicotine Gây độc sau synape

Rotenone Ức chế sự biến dưỡng Sabadilla Gây độc cơ

Raynia Gây độc cơ Pyrethrum Gây độc trục thần kinh Pyrethroids Permethrin Gây độc trục thần kinh Fenvalerate

Allethrin Resmethin Các chất vô cơ Silica gel Độc cơ thể

Acid boric Sulfur Arsenic Ức chế hô hấp Chất xông hơi Methyl bromide Chất gây mê

Ethylene dibromide Chất gây mê Chlorpicrin Chất gây mê Vapam

Telone Naphthalene Thuốc vi khuẩn Bacillus thuringiensis Nhiều loại

Virus Nấm Chất điều hòa sinh

trưởng Methoprene Tác động đến sinh trưởng và pháttriển thực vật

Diflubenzoron (Dimilin) Các chất tổng hợp Chitin khác Các chất ức chế

2) Thuốc diệt cỏ

Chất vô cơ Sodium chlorate Chất làm khô lá

Dầu lửa Chất độc cơ thể

Các hợp chất hữu cơ

arsenic MSMA, DSMA Cản trở sự hô hấp tế bào và biếndưỡng

acid cacodylic acid phenoxyaliphatic; 2,4 - D; 2,4,5 - T Nhiều tác động khác nhau Diclofop methyl

Amides Proparil (Kerb) Ức chế tăng trưởng ngọn rễ Napropamide (Devrinol)

3) Các chất điều hòa sinh

trưởng

Auxin IAA; 2,4 - D; VAR Gibberellins

Cytokinins Chất tạo ethylene Ethephon (Ethrel) Chất ức chế sinh trưởng và Acid benzoic làm chậm sinh trưởng

Daminozide (Alar) 4) Các thuốc diệt nấm

Thuốc diệt nấm vô cơ Đồng Ức chế enzyme

Sulfur Ức chế biến dưỡng Dithiocarbamates Thiram Ức chế enzyme Maneb

Ferbam Ziram Vapam Zineb Thiazoles Ethazol (Terrazol) Ức chế enzyme Triazine Anilazine

Ức chế biến dưỡng và tổng hợp protein

Các aromatics mang

nhóm Hexachlobenzene Ức chế enzyme ti thể

Chlorothalonil (Bravo) Chloroneb

Dicarboximides Captan Ức chế enzyme Folpet

Captafol (Difolatan) Oxathiins Carboxin Ức chế biến dưỡng Oxycarboxin

Benzimidazole Benomyl

Ức chế biến dưỡng và tổng hợp protein

Thiabendazole Thiophanate (Topsin) Acylalanines Metalaxyl (Dual) Triazoles Tridimefon (Bayleton)