3. Quản lý sử dụng thuốc, hóa chất bảo vệ thực vật
3.1. Các loại hóa chất sử dụng trong nông nghiệp
3.1.1. Thuốc bảo vệ thực vật là gì?
Thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) hay nông dược là những chất độc có nguồn gốc từ tự nhiên hay hóa chất tổng hợp được dùng để bảo vệ cây trồng và nông sản, chống lại sự phá hoại của những sinh vật gây hại đến tài nguyên thực vật. Những sinh vật gây hại chính gồm sâu hại, bệnh hại, cỏ dại, chuột và các tác nhân khác.
3.1.2. Các Nhóm Thuốc BVTV
Thuốc BVTV được chia thành nhiều nhóm dựa trên đối tượng sinh vật hại.
- Thuốc trừ bệnh - Thuốc trừ nhện
- Thuốc trừ sâu - Thuốc trừ tuyến trùng - Thuốc trừ cỏ - Thuốc điều h a sinh trưởng
- Thuốc trừ ốc - Thuốc trừ chuột
3.1.3. Các dạng thuốc BVTV Bảng 4.2.3: Một số dạng thuốc bảo vệ thực vật Dạng thuốc Chữ viết tắt Ví dụ Ghi chú Nhũ dầu ND, EC Tilt 250 ND, Basudin 40 EC, DC-Trons Plus 98.8 EC Thuốc ở thể lỏng, trong suốt. Dễ bắt lửa cháy nổ Dung dịch DD, SL, L, AS Bonanza 100 DD, Baythroid 5 SL, Glyphadex 360 AS
H a tan đều trong nước, không chứa chất hóa sữa Bột h a BTN, BHN,
WP, DF,
Viappla 10 BTN, Vialphos 80 BHN,
Dạng bột mịn, phân tán trong nước thành dung
nước WDG, SP Copper-zinc 85 WP, Padan 95 SP dịch huyền phù Huyền phù HP, FL, SC Appencarb super 50 FL, Carban 50 SC
Lắc đều trước khi sử dụng
Hạt H, G, GR Basudin 10 H,
Regent 0.3 G
Chủ yếu rãi vào đất
Viên P Orthene 97 Pellet,
Deadline 4% Pellet
Chủ yếu rãi vào đất, làm bả mồi.
Thuốc phun bột
BR, D Karphos 2 D Dạng bột mịn, không tan trong nước, rắc trực tiếp 3.2. Xác định mức độ ô nhiễm thuốc hóa chất
Theo Cục Trồng trọt - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, nền kinh tế nông nghiệp Việt Nam với hơn 70% dân số đang chuyển mạnh sang cơ cấu sản xuất hiệu quả hơn, trong đó trồng trọt, chăn nuôi, lâm nghiệp, thủy sản, dịch vụ đều đạt tốc độ tăng trưởng cao.
Cùng với sự chuyển biến tích cực về đời sống, xã hội, nông thôn nước ta vẫn còn bộc lộ những yếu kém về phát triển thiếu quy hoạch, tự phát, kết cấu hạ tầng kỹ thuật còn lạc hậu, vệ sinh môi trường nông thôn còn nhiều bất cập. Một trong những nguyên nhân chính gây ra tình trạng gia tăng ô nhiễm môi trường nông thôn là do chất thải rắn phát sinh từ việc lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật trong hoạt động trồng trọt.
Tình trạng sử dụng hóa chất trong nông nghiệp như phân bón hóa học, thuốc bảo vệ thực vật tràn lan, thiếu kiểm soát. Theo thống kê của ngành chức năng, từ năm 2000 đến nay, mỗi năm Việt Nam sử dụng khoảng từ 35.000 đến hơn 100 nghìn tấn hóa chất bảo vệ thực vật.
Thông thường lượng bao bì chiếm khoảng 10% tổng số thuốc tiêu thụ, những năm gần đây, số lượng bao bì, vỏ đựng thuốc bảo vệ thực vật lên tới hơn chục nghìn tấn mỗi năm.
Chỉ tính riêng lượng phân bón hóa học sử dụng bình quân 80 kg đến 90 kg/ha, riêng cho lúa là từ 150 kg đến 180 kg/ha, đã làm phát sinh bao bì, túi đựng. Bình quân tổng lượng phân bón vô cơ các loại sử dụng là vào khoảng 2,4 triệu tấn/năm, mỗi năm thải ra môi trường khoảng 240 tấn rác thải rắn nguy hại là bao bì, vỏ hộp thuốc các loại.
Tại tỉnh An Giang, theo kết quả điều tra của Chi cục bảo vệ thực vật tỉnh cho thấy, trong v ng 10 năm qua, lượng thuốc bảo vệ thực vật tăng gấp 2,5 lần, số loại thuốc đăng ký sử dụng tăng lên 4,5 lần nhưng ý thức sử dụng thuốc bảo vệ thực vật đảm bảo an toàn cho cộng đồng, cho môi trường lại chẳng tăng thêm phần nào.
Nếu trước đây, thuốc chủ yếu sử dụng cho cây lúa thì ngày nay c n được sử dụng phổ biến trên cây rau và nhiều loại cây trồng khác. Với diện tích đất nông nghiệp chiếm gần 80% nên lượng chất thải nguy hại phát sinh từ hoạt động nông nghiệp rất lớn. Tuy nhiên, việc xử lý vỏ bao bì chưa được cơ quan quản lý, chính quyền, nhà sản xuất, cơ sở kinh doanh và nông dân quan tâm xử lý. Do đó, nếu không có biện pháp quản lý chặt chẽ sẽ dẫn đến vấn đề ô nhiễm chất thải do thuốc bảo vệ thực vật và về lâu dài sẽ tác động xấu đến môi trường và ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người.
3.3. Xử lý ô nhiễm hóa chất bảo vệ thực vật
3.3.1. Phân huỷ bằng tia cực tím (UV) hoặc bằng ánh sáng mặt trời
Các phản ứng phân huỷ bằng tia cực tím (UV), bằng ánh sáng mặt trời thường làm gãy mạch vòng hoặc gẫy các mối liên kết giữa Clo và Cacbon hoặc nguyên tố khác trong cấu trúc phân tử của chất hữu cơ và sau đó thay thế nhóm Cl bằng nhóm Phenyl hoặc nhóm Hydroxyl và giảm độ độc của hoạt chất.
- Ưu điểm của biện pháp này là hiệu suất xử lý cao, chi phí cho xử lý thấp, rác thải an toàn ngoài môi trường.
- Nhược điểm của biện pháp là không thể áp dụng để xử lý chất ô nhiễm chảy tràn và chất thải rửa có nồng độ đậm đặc. Nếu áp dụng để xử lý ô nhiễm đất thì lớp đất trực tiếp được tia UV chiếu không dày hơn 5mm. Do đó, khi cần xử lý nhanh lớp đất bị ô nhiễm tới các tầng sâu hơn 5 mm thì biện pháp này ít được sử dụng và đặc biệt trong công nghệ xử lý hiện trường.
3.3.2. Phá huỷ bằng vi sóng Plasma
Biện pháp này được tiến hành trong thiết bị cấu tạo đặc biệt. Chất hữu cơ được dẫn qua ống phản ứng ở đây là Detector lasma sinh ra sóng phát xạ electron cực ngắn (vi sóng). Sóng phát xạ electron tác dụng vào các phân tử hữu cơ tạo ra nhóm gốc tự do và sau đó dẫn tới các phản ứng tạo SO2, CO2, HPO3
2-
, Cl2, Br2, … (sản ph m tạo ra phụ thuộc vào bản chất hóa chất bảo vệ thực vật).
Ví dụ: Malathion bị phá huỷ như sau:
Plasma + C10H19OPS2 15O2 + 10CO2 + 9H2O + HPO3
Kết quả thực nghiệm theo biện pháp trên một số loại hóa chất bảo vệ thực vật đã phá huỷ đến 99% (với tốc độ từ 1,8 đến 3 kg/h).
- Ưu điểm của biện pháp này là hiệu suất xử lý cao, thiết bị gọn nhẹ. Khí thải khi xử lý an toàn cho môi trường.
- Nhược điểm của biện pháp này là chỉ sử dụng hiệu quả trong pha lỏng và pha khí, chi phí cho xử lý cao, phải đầu tư lớn.
3.3.3. Biện pháp ozon hoá/UV
Ozon hoá kết hợp với chiếu tia cực tím là biện pháp phân huỷ các chất thải hữu cơ trong dung dịch hoặc trong dung môi. Kỹ thuật này thường được áp
dụng để xử lý ô nhiễm thuốc trừ sâu ở Mỹ. Phản ứng hoá học để phân huỷ hợp chất là:
Thuốc trừ sâu, diệt cỏ + O3 CO2 + H2O + các nguyên tố khác
- Ưu điểm của biện pháp này là sử dụng thiết bị gọn nhẹ, chi phí vận hành thấp, chất thải ra môi trường sau khi xử lý là loại ít độc, thời gian phân huỷ rất ngắn.
- Nhược điểm của biện pháp là chỉ sử dụng có hiệu quả cao trong các pha lỏng, pha khí. Chi phí ban đầu cho xử lý là rất lớn.
3.3.4. Biện pháp oxy hoá bằng không khí ướt
Biện pháp này dựa trên cơ chế oxy hoá bằng hỗn hợp không khí và hơi nước ở nhiệt độ cao > 35o
C và áp suất 150 atm. Kết quả xử lý đạt hiệu quả 95%. Chi phí cho xử lý theo biện pháp này chưa được nghiên cứu.
3.3.5. Biện pháp oxy hoá ở nhiệt độ cao
Biện pháp oxy hoá ở nhiệt độ cao có 2 công đoạn chính:
- Công đoạn 1: Công đoạn tách chất ô nhiễm ra hỗn hợp đất bằng phương pháp hoá hơi chất ô nhiễm.
- Công đoạn 2: Là công đoạn phá huỷ chất ô nhiễm bằng nhiệt độ cao. Dùng nhiệt độ cao có lượng oxy dư để oxy hoá các chất ô nhiễm thành CO2, H2O, NOx, P2O5.
Ưu điểm của biện pháp xử lý nhiệt độ cao là biện pháp tổng hợp vừa tách chất ô nhiễm ra khỏi đất, vừa làm sạch triệt để chất ô nhiễm; khí thải rất an toàn cho môi trường (khi có hệ thống lọc khí thải). Hiệu suất xử lý tiêu độc cao > 95%; cặn bã tro sau khi xử lý chiếm tỷ lệ nhỏ (0,01%).
Hạn chế của biện pháp này là chi phí cho xử lý cao, không áp dụng cho xử lý đất bị ô nhiễm kim loại nặng, cấu trúc đất sau khi xử lý bị phá huỷ, khí thải cần phải lọc trước khi thải ra môi trường.
3.3.6. Biện pháp xử lý tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật bằng phân huỷ sinh học
Biện pháp phân huỷ hóa chất bảo vệ thực vật bằng tác nhân sinh học dựa trên cơ sở sử dụng nhóm vi sinh vật có sẵn môi trường đất, các sinh vật có khả năng phá huỷ sự phức tạp trong cấu trúc hoá học và hoạt tính sinh học của hóa chất bảo vệ thực vật. Quá trình phân huỷ của vi sinh vật có thể gồm một hay nhiều giai đoạn, để lại các sản ph m trung gian và cuối cùng dẫn tới sự khoáng hóa hoàn toàn s n ph m thành CO2, H2O và một số chất khác. Một số loài thuốc thường chỉ bị một số loài vi sinh vật phân huỷ. Nhưng có một số loài vi sinh vật có thể phân huỷ được nhiều hóa chất bảo vệ thực vật trong cùng một nhóm hoặc ở các nhóm thuốc khá xa nhau.
Quá trình phân hủy hóa chất bảo vệ thực vật của sinh vật đất đã x y ra trong môi trường có hiệu xuất chuyển hoá thấp. Để tăng tốc độ phân huỷ hóa
chất bảo vệ thực vật và phù hợp với yêu cầu xử lý, người ta đã tối ưu hoá các điều kiện sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật như: pH , môi trường, độ m, nhiệt độ, dinh dưỡng, độ thoáng khí, bổ xung vào môi trường đất chế ph m sinh vật có khả năng phân huỷ hóa chất bảo vệ thực vật.
Một số trở ngại có thể sử dụng vi sinh vật trong xử lý sinh học là những điều kiện môi trường tại nơi cần xử lý, như sự có mặt của các kim loại nặng độc, nồng độ các chất ô nhiễm hữu cơ cao có thể làm cho vi sinh vật tự nhiên không phát triển được và làm chết vi sinh vật đưa vào, giảm đáng kể ý nghĩa đáng ý nghĩa thực tế của xử lý sinh học.
Có những phát minh mới mở rộng khả sử dụng vi sinh vật để xử lý ô nhiễm môi trường. hương pháp này sẽ được ứng dụng rộng rãi trong tương lai vì ý nghĩa thực tế của nó khi xử lý các chất thải độc hại ngày càng được mọi người chấp nhận
3.4. Biện pháp canh tác nông nghiệp bền vững 3.4.1. Tưới tiêu hợp lý 3.4.1. Tưới tiêu hợp lý
Theo số liệu thống kê của Tổ chức Nông-lương thế giới, tưới tiêu nông nghiệp chiếm tới 3/4 nguồn nước ngọt có trong ao hồ, sông ngòi vì vậy tưới tiêu hợp lý sẽ tiết kiệm được đáng kể nguồn nước ngọt cho tương lai. Cũng qua nghiên cứu và dựa vào thực tế canh tác nông nghiệp cho thấy phương pháp tưới "nhỏ giọt", tưới vừa đủ, đưa nước trực tiếp tới cho các chân ruộng, cho cây trồng sẽ có hiệu quả hơn phương pháp tưới bằng hệ thống thủy lợi.
Ngoài ra phương pháp tưới phun cũng có tác dụng tiết kiệm đáng kể nguồn nước và gần đây người ta còn áp dụng kỹ thuật tiên tiến, duy trì hàm m trong đất, trong không khí cũng là giải pháp rất hiệu quả giúp tiết kiệm nước, giúp cây trồng sử dụng tốt nguồn nước để phát triển.
3.4.2. Xây dựng hệ thống bảo vệ cây trồng, thoát nước hiệu quả
Tại Mỹ hiện có nhiều nông dân tự bỏ tiền xây dựng hệ thống đê kè mini để bảo vệ trang trại nhằm đảm bảo việc tưới tiêu hợp lý, đặc biệt là phòng chống lũ lụt, bảo vệ nguồn dưỡng chất cho cây trồng và chống xói m n đất, chống ngập mặn, vừa giúp canh tác tốt lại đảm bảo việc nuôi trồng thủy sản ổn định.
3.4.3. Tận dụng nguồn nước mưa
Nông dân tỉnh Tứ Xuyên, Trung Quốc nổi tiếng là những người có nhiều kinh nghiệm tận dụng thu gom nước mưa để dùng cho sinh hoạt và nông nghiệp. Đây là phương pháp đơn giản, rẻ tiền, dễ làm, nhất là ở những vùng đất khan hiếm nguồn nước tự nhiên. Theo nghiên cứu, nguồn nước mưa rất giàu dưỡng chất so với nguồn nước ngầm, trong khi đó lại không chứa muối nên rất lợi cho môi trường.
Đất đai, chất lượng đất đóng vai tr quan trọng đối với nông nghiệp, bởi trên 6 tỷ người trên hành tinh sống lệ thuộc vào sản ph m nông nghiệp được canh tác trên 11% diện tích bề mặt của trái đất. Bảo vệ nguồn đất và chất lượng nguồn đất sẽ có tác dụng bảo đảm an ninh lương thực, hạn chế nguy cơ biến đổi khí hậu, nhất là kìm chế sự phát tán khí thải CO2.
3.4.5. Giảm bớt quá trình làm đất
Thông thường cây trồng "hít" carbon dioxide (CO2) và "nhả" ôxy (O2). Khi cây chết phân hủy và carbon được hoàn trả cho đất. Cày bừa, làm đất quá sâu, quá kỹ sẽ làm tăng quá trình nhả carbon, thủ phạm gây hiệu ứng khí nhà kính và đ y nhanh quá trình xói m n đất. Theo số liệu thống kê của Bộ Nông nghiệp Mỹ thì đất canh tác tại quốc gia này lưu giữ khoảng 12- 14% tổng lượng carbon phát tán vào không khí, vì vậy khâu làm đất, xử lý đất vừa đủ vừa tiết kiệm đất sẽ có nhiều tác dụng về mặt môi trường.
3.4.6. Luân canh xen vụ
Trồng xen, luân canh vụ cây trồng, ví dụ trồng xen ngô với đậu tương hoặc các cây tán lá cao với cây tán lá thấp sẽ mang lại hiệu quả kinh tế. Có thể trồng các loại rau với các loại cây trồng ngũ cốc, nhằm khai thác tối đa dưỡng chất trong đất, giúp đất thu hồi chất đạm nhờ quá trình phân hủy lá cây và các chất thải nông nghiệp.
3.4.7. Sử dụng phương án chắn gió
Tại những vùng khô hanh, gió mạnh thường làm cạn kiệt nguồn đất, lấy đi nhiều dưỡng chất quan trọng kể cả phân bón, vì vậy để khắc phục tình trạng này nên xây dựng các "con đê” chắn gió. Ví dụ tại Trung Quốc người ta đã xây dựng "con đê" bằng cây trồng dài 2.800 dặm (4.480km) ở miền Bắc, vừa có hiệu ứng "xanh" lại có tác dụng giảm gió gây sa mạc hóa đất.
3.4.8. hương án trồng cây
hương án kết hợp giữa nông nghiệp với lâm nghiệp (Agroforestry) được xem là giải pháp nông nghiệp bền vững cho tương lai. Bởi rễ cây có tác dụng liên kết đất và giữ nước. Ngoài ra, cây trồng còn có nhiệm vụ bảo vệ các loại cây khác trước nguy cơ tàn phá của ánh sáng mặt trời, bảo vệ vật nuôi và tạo ra nhiều sản ph m hữu ích khác. Tại một số quốc gia châu Phi, kỹ thuật này đã được ứng dụng thành công, mang lại màu mỡ cho hàng triệu hecta đất canh tác đã bạc màu, hạn chế tình trạng di dân và nhiều lợi ích vô hình khác.
3.4.9. Hạn chế sử dụng hóa chất
Do tối ưu hóa lợi nhuận nên gần đây việc sử dụng phân bón hóa học, thuốc trừ sâu (gọi chung là các loại hóa chất) đang có chiều hướng gia tăng, làm cạn kiệt nguồn nguyên liệu hóa thạch, thải ra nhiều chất nitrons oxides gây biến đổi khí hậu. Để hạn chế tác hại này và đảm bảo cho nông nghiệp phát triển bền vững, nên hạn chế dùng các loại hóa chất cho nông nghiệp, áp dụng phương pháp canh tác và sử dụng các loại phân bón hữu cơ thân thiện, kể cả
những chế ph m từ nông nghiệp để làm giàu đất và cung cấp chất dinh dưỡng hữu ích cho cây trồng.
3.4.10. Giảm thiểu phát tán Methane trong chăn nuôi
Theo số liệu thống kê, thì bò là loại động vật tạo ra nhiều khí Methane gây ô nhiễm môi trường nhất. Ví dụ tại Argentina b đã tạo ra tới 30% lượng