Độc học-hóa chất bảo vệ thực vật

Nội dung bài giảngĐộc tính của hóa chất bảo vệ thực vật Ảnh hưởng của HCBVTV đến môi trường Đường xâm nhập và các tác động Độc chất của một số loại HCBVTV... - HCBVTV nhóm độc này gồm cá

ĐỘC HỌC

Giảng viên: Đặng Ngọc Chánh Viện Vệ sinh Y tế Công cộng Tp.HCM

Nội dung bài giảng

Độc tính của hóa chất bảo vệ thực vật

Ảnh hưởng của HCBVTV đến môi trường

Đường xâm nhập và các tác động

Độc chất của một số loại HCBVTV

I KHÁI NIỆM

1 Hóa chất bảo vệ thực vật (Pesticide)

a) Khái nhiệm về hóa chất bảo vệ thực vật

Hóa chất bảo vệ thực vật là những hợp chất độc có nguồn gốc tự

nhiên hoặc tổng hợp hoá học được dùng để phòng và trừ sinh vật hại

cây trồng và nông sản.

Hóa chất bảo vệ thực vật gồm nhiều nhóm khác nhau, gọi theo tên nhóm sinh vật hại, như thuốc trừ sâu dùng để trừ sâu hại, thuốc trừ bệnh

dùng để trừ bệnh cây Trừ một số trường hợp, còn nói chung mỗi nhóm

thuốc chỉ có tác dụng đối với sinh vật gây hại thuộc nhóm đó.

Hóa chất bảo vệ thực vật nhiều khi còn được gọi là thuốc trừ dịch hại

và khái niệm này bao gồm cả thuốc trừ các loài ve, bét, rệp hại vật nuôi

và trừ côn trùng y tế, thuốc làm rụng lá cây, thuốc điều hoà sinh trưởng

cây trồng.

2.1 Phân loại theo đối tượng dịch hại

Các loại thuốc trừ sâu (insecticides):

Các hợp chất clor hữu cơ được điều chế bằng cách clor hoá các phân

tử vòng thơm hoặc các phân tử dị vòng (DDT, lindan).

Các hợp chất photpho hữu cơ là những este của rượu và axit ortho

photphoric (paration, malation).

Nhóm cacbamat là những este của axit N-metyl cacbamic.

Các loại thuốc trừ nấm (fungicides): thông dụng nhất là những loại

thuốc trừ nấm thủy ngân hữu cơ Chúng được dùng phối hợp với thuốc trừ

sâu clor hữu cơ để bảo quản hạt giống.

Các loại thuốc trừ cỏ (herbicides): những loại chính là các dẫn xuất của

axit phenoxy axetic và các triazin.

2 Phân loại

2 Phân loại

Ngoài ra còn có:

Thuốc diệt chuột (rodenticides)

Thuốc diệt ốc hại (molluscides)

Thuốc diệt loài gặm nhấm (edenticides),

Thuốc trừ côn trùng (nematocides)

2.2 Phân loại theo mức độ nguy hiểm

Hầu hết các loại HVBVTV đều độc.

Độ độc cấp tính của HCBVTV được thể hiện

qua liều gây chết trung bình - LD50

(mg hoạt chất/kg khối lượng cơ thể).

WHO chia HCBVTV thành 4 loại:

Cực độc – rất độc – độc – vừa và độc nhẹ

2 Phân loại

-Nhóm Chlor hữu cơ: DDT, Lindan, Cloran,…

Nhóm Carbamat: Carbaryl, carbofuran, fenobucarb,…

2.4 Các dạng hóa chất bảo vệ thực vật

Ðối với thuốc tổng hợp hóa học thì thành phẩm còn chứa các

phụ chất và được gọi là thuốc kỹ thuật (technical product) Khi

thuốc kỹ thuật đã được khử phụ chất, gọi là thuốc tinh khiết

hoặc thuốc nguyên chất Thông thường các loại thuốc kỹ thuật

hoặc nguyên chất phải được gia công thành các dạnh thành

2.4 Các dạng hóa chất bảo vệ thực vật

Thuốc dạng hạt.

Thuốc dung dịch.

Thuốc bột tan trong nước.

Thuốc dung dịch và bột tan trong nước dùng pha với nước để sử dụng.

Thuốc phun lượng cực nhỏ và lượng siêu nhỏ, hoạt chất hòa tan trong dầu khoáng nhẹ phun trực tiếp bằng các loại bơm dung dịch.

2 Phân loại

Độc cấp tính (Acute)

Độc mãn tính (Chronic)

tế bào, kích thích tế bào u ác tính phát triển

Các thí nghiệm dùng để xác định độc độc mãn tính của HCBVTV thường được tiến hành từ 1 – 2 năm trên cơ thể động vật máu nóng

HCBVTV phân chia theo nhóm độc

(Nguồn: WHO, 2004)

Chất độc nồng độ

- Mức độ gây độc phụ thuộc

vào lượng thuốc xâm nhập

vào cơ thể.

- Ở dưới liều tử vong, cơ thể

không bị tử vong và thuốc bị

phân giải, bài tiết ra ngoài.

- HCBVTV nhóm độc này gồm

các chất: thuộc nhóm: lân hữu

cơ, carbamat, thuốc có nguồn

cơ, các hợp chất chứa As, Pb, Hg,…

Một số ví dụ về độc tính của HCBVTV

Nhóm clo hữu cơ: Ðây là nhóm thuốc trừ sâu bệnh và cỏ dại

đáng lo ngại nhất, vì chúng là những hợp chất hoá học rất

bền trong môi trường tự nhiên và được tích lũy trong dây

chuyền thức ăn của hệ sinh thái, ở trong các mô dự trữ của

sinh vật

Nhóm lân hữu cơ: Tiêu biểu là Diazinon, Malathion,

Parathion… Nhóm thuốc này có thời gian bán phân huỷ

trong môi trường tự nhiên, nhanh hơn nhóm clo hữu cơ,

nhưng lại có tính độc cao đối với con người và động vật

Nhóm cacbamat : Các hoá chất thuộc nhóm này thường ít bền

vững trong môi trường tự nhiên, song cũng có tính độc rất cao đối

Ðầu độc gián tiếp dây chuyền dinh dưỡng, đặc biệt là các

loài chim ăn sâu và thủy sản

Làm giảm tiềm năng sinh vật của những loài bị nhiễm thuốc

Làm biến mất nhiều loài và làm mất cân bằng của các quần

thể đồng thời làm tăng nhanh chóng nhiều loài do mất kẻ

săn chúng làm mồi

4 Ảnh hưởng của HCBVTV đến

môi trường

Chu trình HCBVTV trong hệ sinh thái nông nghiệp

4 Ảnh hưởng của HCBVTV đến môi trường

HCBVTV tan trong nước có thể tồn tại bển vững và duy

trì được đặc tính lý hóa của chúng trong khi di chuyển và

phân bố trong môi trường nước.

Các chất hòa tan trong nước dễ bị các sinh vật hấp thụ.

Các chất kỵ nước có thể lắng xuống bùn, đáy, ở dạng

keo khó bị sinh vật hấp thụ.

Các chất bền vững có thể tích tụ trong môi trường nước

đến mức gây độc

Hấp thụ bởi hạt đất

Bay hơi

Phân hủy sinh học trong đất

Rò rỉ xuống nước ngầm

Chảy tràn

HCBVTV trong đất

Thời gian tồn tại của thuốc trong đất dài hay ngắn tùy

thuộc vào nhiều yếu tố.

Một chỉ tiêu thường dùng để đánh giá khả năng tồn tại trong đất của thuốc là “thời gian bán phân hủy”

“Thời gian bán phân hủy”: tính từ khi thuốc được đưa

vào đất cho đến khi ½ lượng thuốc được phân hủy (biểu

thị bằng DT50).

Ngoài ra, còn sử dụng chỉ số DT75; DT90: thời gian để

75%, 90% lượng thuốc phân hủy trong đất.

Thời gian bán phân hủy (năm)

0,3 0,4 0,8 1,2 2,2 2,5

HCBVTV trong đất

Các hợp chất clo hữu cơ rất khó phân hủy nên chúng có thể

tồn tại trong đất gây hại cho thực vật Sau một thời gian, sinh

ra các hợp chất mới có độc tính cao hơn

Sản phẩm tồn lưu của DDT trong đất là DDE độc hại đối với

sự phát triển của phôi trứng chim độc hơn DDT từ 2 -3 lần

Thuốc diệt cỏ 2,4-D tồn lưu trong đất tích lũy trong hạt câytrồng

HCBVTV dẫn xuất EDBC (acid ethylen bis dithiocarbamic) tồn

dư trên nông sản (khoai tây, cà rốt, ) qua nghiên cứu cho

chuột ăn sẽ gây ung thư và sinh ra chuột quái thai

Tác động của HCBVTV đến cây trồngLợi ích

-Đẩy lùi dịch hại, diệt được cỏ

dại giúp cây trồng phát triển

thuận lợi, đạt năng suất cao.

Hiệu quả kinh tế cao, ít tốn

Khả năng chống chịu của cây trồng giảm.

Cây trồng bị nhiễm độc có 2 hiện tượng:+ Ngộ độc cấp tính: khô, cháy lá,quăn queo,

+ Ngộ độc mãn tính: giảm sinh trưởng, chất lượng thay đổi

HCBVTV đầu vào

+ HCBVTV được sử dụng

+ HCBVTV mất do chảy tràn

+ HCBVTV mất do xói mòn

+ HCBVTV di chuyển vào nước ngầm và nước mặt + HCBVTV bay hoi

đối với con người

Các yếu tố quyết định độc tính của HCBVTV đối với con người

a.

b.

Đường vào: Lượng HCBVTV được tiêu hóa hoặc hấp thu Đường tiêu hóa qua dạ dày hoặc hấp thu qua phổi, da, mắt,…

Sinh hóa của việc hấp thu, phân phối, tích lũy của HCBVTV trong

mô và các tế bào trong cơ thể:

Nhiễm:

Qua da: HCBVTV dễ tan trong mỡ Qua dạ dày, phổi: HCBVTV tan trong nước

Tích lũy: các HCBVTV tan trong mỡ (Vd: DDT, 666)

Chuyển hóa trong cơ thể (ở gan, thận) : có thể chuyển thành độc hơn hoặc ít độc hơn HCBVTV ban đầ, bài tiết nhanh hoặc chậm hơn HCBVTV ban đầu

c Tích lũy bền vững trong cơ thể:

Vd: DDT tích lũy trong mô mỡ, khi bị đói lâu, mỡ được huy động rất nhanh và gây tăng nồng độ DDT rất cao

trong máu ⇒ tác động quá trình chuyển hóa và gây ung

thư.

d Tình trạng sức khỏe của con người: làm suy giảm protein

tăng tính nhạy cảm đối với HCBVTV.

e Sự có mặt của chất mang hoạt chất ô nhiễm: tác dụng

hiệp đồng hoặc đối kháng

Các yếu tố quyết định độc tính của HCBVTV đối với con người

của HCBVTV đến con người

5.1 Đường xâm nhập

1 Qua da:

Thường gây mẩn đỏ hoặc kích ứng, một số làm

hư da, nếu thuốc thấm qua da sẽ đi vào máu

đến các cơ quan của cơ thể.

Các thuốc dễ hòa tan trng dầu thấm sâu vào da

hơn các thuốc dễ hòa tan trong nước.

2 Qua miệng

Thuốc thấm vào máu qua màng lót của miệng,

bao tử, ruột.

3 Qua đường hô hấp: HCBVTV đi vào phổi khi

hít phải hơi/bụi và đi vào máu.

4 Qua mắt: gây nên những tổn hại nghiêm trọng

và sau đó đi vào máu

của HCBVTV đến con người

5.2 Tác động của HCBVTV đến sức khỏe con người

Nhiễm độc HCBVTV có thể ở dạng cấp tính hoặc mãn tính (chỉ thể hiện sau một thời gian tiềm ẩn).

Các triệu chứng thay đổi tùy theo tứng loại thuốc, tùy theo

nhóm, liều lượng tiếp xúc.

Các triệu chứng thông thường gồm: nổi mẩn da, đau đầu,

kích thích đến chảy nước mắt, rát họng.

Khi hấp thu một lượng lớn: mờ mắt, chóng mặt, ra mồ hôi,

suy yếu, ói mửa, đau bụng, tiêu chảy, bồn chồn, co giật,

mất nhận thức

Biểu hiện lâm sàng và các triệu chứng

Ngứa, đỏ, vàng da, mổi mẩn, ăn mòn Lân hữu cơ, Endothall,

da, nứt nẻ, viêm, sưng rộp, chai cứng, Paraquat, hecxachrophine,…

Da

cơ, Metyl bromide,…

phổi, suy hô hấp cấp

thay đổi hoạt tính men (Acetyl clordimeform, sodium clorate, cholineataza), tăng LDH, GOT, GPT, Cresol,…

giảm RPC Viêm đường hô hấp trên, đau rát cổ, Paraquat, Pyrethine, ANTU, khát nước, khó thở, viêm mũi, viêm carbamat, lân hữu cơ, Clo hữu

Máu

Hô hấp

mất tự chủ Thiếu máu giảm bạch cầu, xuất huyết, Lân hữu cơ, carbamat,

Tác nhân gây độc

Thủy ngân hữu cơ, lân hữu cơ, Thiabendazole, clo hữu cơ, arsenic vô cơ, thallium, sodium floroacetat

Tác động

Rối loạn TK trung ương, nhức đầu, mất ngủ, rung mình, giảm trí nhớ, tổn thương thần kinh ngoại biên dẫn đến liệt, hôn mê, tổn thương não, cáu gắt,

Dipromocclopropane, Kepone Giảm tinh trùng, tinh dịch

Sinh sản

Tăng urê, protein, mủ trong nước tiểu, Arsenic vô cơ, naphthalene,

bí tiểu, tiểu nhiều nitrophenol

Viêm màng kết, sa mi mắt, giãn tròng Lân hữu cơ, carbamat, diquat,

Tim mạch

Tiêu hóa

Biểu hiện lâm sàng và các triệu chứng

Co thắt ngoại vi, nghẽn mạch tim, Lân hữu cơ, Clo hữu cơ,

Trẻ chăn bò nhiễm độc thuốc trừ sâu

Một số trường hợp nhiễm độc

HCBVTV tại Mỹ

(Nguồn: American Association of poison Control Centers, Toxic Exposure Surveillance)

TÌNH TRẠNG SỬ DỤNG HCBVTV TẠI VIỆT NAM

Tại Việt Nam hoá chất BVTV bắt đầu đưa vào sử dụng từ

năm 1957 phục vụ cho nông nghiệp và y tế

Theo số liệu báo cáo Bộ NN&PTNT

+ Trước năm 1985: 9000 tấn/năm + 1986 – 1990: 15500 tấn/năm + 1991 – 2000: 33000 tấn/năm + 2001 – 2007: 75000 tấn/năm Lượng hoá chất BVTV trung bình tính cho 1 hecta đất nông

nghiệp sản xuất lúa là 3,5 đến 4,5kg

TÌNH TRẠNG SỬ DỤNG HCBVTV TẠI VIỆT NAM

Tình hình dư lượng hoá chất BVTV ở TP.HCM

12,8 2,1

180 71

5,6 1,9

72 54

9,8 6

102 84

22,6 0

31 28

Rau

Quả

% không đạt

n

% không đạt

n

% không đạt

n

% không đạt n

2002 2001

2000 1999

Loại

hàng

TÌNH TRẠNG SỬ DỤNG HCBVTV TẠI VIỆT NAM

Hàm lượng thuốc BVTV trong đất, nước, không khí ở các vùng rau

chuyên canh tỉnh Tây Ninh - 2004

Không khí X10 -3 (mg/m 3 )

2.035.000 5.021.000 15.000

1.950 0.020

Nước

x 10 -3 (mg/kg)

2.623 1.176 0.007

0.001 0.000

Đất x10 -6 (mg/kg)

187.000 486.000 25.000

67.200 29.000

TÌNH TRẠNG SỬ DỤNG HCBVTV TẠI VIỆT NAM

Theo số liệu báo cáo của Cục bảo vệ thực vật – năm 2002

cả nước có:

+ 19.378 cửa hàng buôn bán hoá chất BVTV

+ 26,5% cửa hàng vi phạm an toàn hoá chất BVTV

+ Điều tra 6840 hộ nông dân có 60,8% sử dụng thuốc không đúng kỹ thuật; 2,2% sử dụng hoá chất cấm

và 1,8% sử dụng thuốc ngoài danh mục

6.2 Nhóm Lân hữu cơ

- Xâm nhập vào đường tiêu hóa: do ăn uống nhầm, ăn uống tại hiện

Nhóm lân hữu cơ + men Cholinesterase ⇒ Cholinesterase phosphoryl hóa

Ức chế men ở huyết tương, hồng cầu, não

6.3 Nhóm Carbamat

Nhóm carbamat có phổ tác dụng hẹp, độc tính

tương đối cao song hiệu lực ngắn.

Không tích lũy trong cơ thể sinh vật mà đào thải

nhanh qua nước tiểu, phân giải nhanh chóng ở

người và động vật có vú

Cơ chế gây nhiễm độc giống nhóm lân hữu cơ.

HCBVTV nhóm carbamat gây ức chế men cholinesterase trong tổ chức tế bào thần kinh

6.4 Một số nhóm HCBVTV khác

a HCBVTV thủy ngân hữu cơ:

Thường xâm nhập qua đường hô hấp, da và

niêm mạc, đường tiêu hóa.

Thường tích lũy cơ thể nhất là ở tổ chức não, làm cho não bị ức chế, không điều khiển được

các trung tâm thần kinh.

Ngoài ra, còn gây tổn thương ở gan, ruột, thận

b Thuốc trừ cỏ

Xâm nhập vào cơ thể qua tất cả các đường da,

niêm mạc, hô hấp và tiêu hóa.

Có khả năng gây độc toàn thân nên có rất nhiều

hội chứng bệnh lý:

- Viêm, kích thích da và niêm mạc,

- Hội chứng tiêu hóa, suy nhước thần kinh,

viêm các dây thần kinh,

- Tổn thương gan, thận, ung thư, sảy thai.

c Thuốc diệt chuột

Nhiễm độc thuốc diệt chuột thường có các biểu hiện

- Tổn thương mao mạch

- Viêm da hoại tử da

- Chảy máu, trước tiên là máu cá màng, niêm mạc như: lợi, mũi, khớp, đường tiêu hoá Sự chảy máu cũng có thể xảy ra ở các tạng.

Tình hình nhiễm độc hoá chất BVTV ở VN

Báo cáo của Bộ Y tế từ 1980 – 1985 tại 16 tỉnh khu vực phía

Bắc có 2211 người nhiễm độc hoá chất BVTV trong đó 811

người chết

Năm 1997 tại 10 tỉnh thành phố khảo sát có 4200 tấn hoá

chất BVTV sử dụng; 6103 người nhiễm độc hoá chất BVTV; 240

Các nơi thường xảy ra nhiễm độc HCBVTV

Nơi sản xuất HCBVTV - tại các nhà máy sản xuất

Vận chuyển trên đường từ nơi sản xuất đến nơi sử dụng,

trạm trung chuyển

Bảo quản phân phối HCBVTV tại các kho

Tại nơi sử dụng

Bàn ăn: ăn phải rau, quả, nước uống có nhiễm HCBVTV

Các nguyên nhân gây nhiễm độc HCBVTV

Tỷ lệ

45,7 21,8 15,7

11,2 1,9 1,9

Nguyên nhân

Phòng hộ kém, không biết hoặc không đủ

Phun thuốc quá lâu

Không tuân theo nội quy thao tác

Dụng cụ hư hòng`

Cơ thể yếu, tổn thương da

Uống nhầm, tự tử, ăn phải thức ăn còn tồn

dư HCBVTV

Tiêu chuẩn chẩn đoán nhiễm độc HCBVTV thường dựa

vào các yếu tố sau đây:

- Hiện tượng tiếp xúc, cường độ, liều lượng

- Các hội chứng lâm sàng: phụ thuộc vào loại hoá

chất gây bệnh và tình trạng nhiễm độc cấp tính hay

mãn tính

- Phụ thuộc vào loại HCBVTV nhiễm độc mà có các

xét nghiệm phù hợp ví dụ: trong nhiễm độc HCBVTV

nhóm lâm hữu cơ có hoạt tính men cholinestarase

trong hồng cầu và trong huyết tương giảm.

* Nguyên tắc xử lý cấp cứu nhiễm độc HCBVTV

- Làm giảm bớt nguy cơ đe doạ sự sống

- Loại bỏ phần chất còn lại mà cơ thể chưa hấp thu

- giải độc hoặc điều trị hỗ trợ

* Xử trí tại cơ sở

- Kiểm tra đường hô hấp chắc chắn đường thở thông

- Hô hấp nhân tạo nếu không thở được

- Nhanh chóng loại bỏ chất độc còn xót lại trên cơ thể nạn nhân

- Rửa dạ dày, cho thở oxy, cho thuốc giải độc…

- Thu thập số liệu về tình trạng nhiễm độc

- Chuyển lên tuyến trên có điều kiện chăm sóc tốt hơn

Xử trí nhiễm độc hoá chất BVTV