Lợi ích của hóa chất diệt côn trùng: Kiểm soát các véc tơ gây bệnh cho người và vật nuôi; Kiểm soát các sinh vật gây hại và làm ảnh hưởng đến đời sống của con người.
Tác động của hóa chất diệt côn trùng: Mỗi loại hóa chất được thiết kế để tiêu diệt một vài loại côn trùng nhưng bên cạnh đó nó cũng chứa một tỉ lệ rất lớn hóa chất độc hại tác động vào môi trường xung quanh với mục đích không mong muốn. Các chất độc hại này xâm nhập vào không khí, nước, trầm tích và thậm chí cuối cùng là thức ăn của chúng ta; Hóa chất diệt côn trùng có liên quan nhiều đến sức khỏe con người từ các tác động cấp tính như đau đầu, buồn nôn đến các tác động mãn tính như ung thư và sức khỏe sinh sản.
1.2.1 Hiện trạng sử dụng các HCDCT tại Việt Nam
Các loại HCDCT có độc tính cao, tồn lưu lâu trong môi trường và thường là các chất POP như DDT, Lindane, Parathion Ethyl, Methyl Parathion, Polychlorocamphene...và một số loại thuốc diệt nấm chứa thủy ngân như Falizan, Sinment. Tính trung bình tại thời điểm đó, số lượng HCDCT được dùng dưới 0,3kg trên một hecta. Trong số các loại HCDCT thuộc nhóm hữu cơ khó phân hủy POP, DDT được sử dụng rộng rãi và phố biến nhất, kế đến là Lindan (gamma 666) và chỉ thấy một số ít các loại hóa chất khác như Aldrin, Dieldrin...
- Sử dụng HCDCT trong y tế và quân đội: Việt nam là nước có tỷ lệ người dân mắc bệnh sốt rét cao trong khu vực, và đặc biệt cao tại các khu vực trung du và miền núi. Cũng như các nước khác, từ năm 1949 Việt nam sử dụng DDT để kiểm soát và phòng chống sốt rét.
- Sử dụng HCDCT trong nông nghiệp: Đất nước ta với diện tích vào khoảng 331.212 km², trong đó diện tích đất canh tác nông nghiệp chiếm 10.000 km2, nhưng có đến 70% cho trồng lúa và 30% cho trồng các loại lương thực khác như ngô, khoai, sắn, rau mầu, hoa quả... Như vậy, để phát triển nông nghiệp, việc sử dụng HCDCT là không thể thiếu được. Hiện trạng sử dụng ngày càng tăng cả về chủng loại và khối lượng nhằm góp phần vào sự phát triển kinh tế nông nghiệp của đất nước.
1.2.2 Đánh giá nguy cơ tác động của hóa chất diệt côn trùng đối với sức khoẻ con người
Hóa chất diệt cồn trùng cũng như hóa chất bảo vệ thực vật có nhiều tác động đến môi trường và con người. Trước tiên, ta tìm hiểu sự chuyển hóa của HCDCT và HCBVTV.
Thuốc BVTV và HCDCT, bằng nhiều con đường khác nhau, chúng sẽ bị chuyển hoá và mất dần. Sự mất đi của thuốc BVTV, HCDCT có thể xảy ra do các yếu tố sinh học và phi sinh học sau đây:
Sự bay hơi: Dựa theo khả năng bay hơi, các thuốc BVTV, HCDCT được chia thành 2 nhóm: bay hơi 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 thuốc bay hơi mạnh).
Sự quang phân: (bị ánh sáng phân huỷ): Nhiều thuốc BVTV, HCDCT dễ bị phân huỷ khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, nhất là tia tử ngoại. Các thuốc trừ sâu Permethrin thuộc nhóm pyrethroid dễ bị ánh sáng phân huỷ. Thuốc trừ cỏ 2,4-D bị ánh sáng phân huỷ tạo sản phẩm cuối cùng là acid humic.
Sự cuốn trôi và lắng trôi: Sự cuốn trôi là hiện tượng HCBVTV, HCDCT bị cuốn từ trên lá xuống đất do tác dụng 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 HCBVTV, HCDCT bị kéo xuống lớp đất sâu bởi nhiều yếu tố. Cả hai quá trình này phụ thuộc trước hết vào lượng nước mưa hay nước tưới, đặc điểm của thuốc và đặc điểm của đất.
Hoà loãng sinh học: Sau khi phun HCDCT, hoặc sau khi HCDCT đi vào cây, cây trồng vẫn tiếp tục sinh trưởng và phát triển, diện tích lá tăng, chồi mới xuất hiện, khối lượng chất xanh trong cây vẫn tăng. Nếu lượng HCBVTV, HCDCT ở trên cây không bị phân huỷ thì tỷ lệ % lượng thuốc trong cây vẫn bị giảm. Sự hoà loãng sinh học sẽ giảm khả năng bảo vệ của thuốc, nhưng cũng làm giảm lượng chất độc có trong sản phẩm, giảm nguy cơ gây độc cho người và gia súc. Trên những cây non có tốc độ sinh trưởng mạnh, độ hoà loãng của thuốc càng nhanh.
Phân huỷ do vi sinh vật đất (VSV): Tập đoàn vi sinh vật đất rất phức tạp, trong đó có nhiều loài có khả năng phân huỷ các chất hoá học. Một loại HCBVTV bị một hay một số loài VSV phân huỷ (Brown, 1978).Thuốc trừ cỏ 2,4-D bị 7 loài vi khuẩn, 2 loài xạ khuẩn phân huỷ. Ngược lại, một số loài VSV cũng có thể phân huỷ được các thuốc trong cùng một nhóm hoặc thuộc các nhóm rất xa nhau. Nấm Trichoderma viridi có khả năng phân huỷ nhiều loại thuốc trừ sâu clo, lân hữu cơ, cacbamat, thuốc trừ cỏ ( Matsumura & Boush ,1968). Nhiều thuốc trừ nấm bị VSV phân huỷ thành chất không độc, đơn giản hơn (Menzie, 1969). Theo Fild và Hemphill (1968); Brown (1978), những thuốc dễ tan trong nước, ít bị đất hấp phụ thường bị vi khuẩn phân huỷ; còn những thuốc khó tan. trong nước, dễ bị đất hấp phụ lại bị nấm phân huỷ là chủ yếu.
Sử dụng HCDCT có hiệu quả tức thời, nhanh chóng và mang lại những lợi ích đáng kể. Thế nhưng nó lại chính là nguyên nhân gây ra những hệ quả nghiêm trọng trên nhiều mặt. Một phần do chính bản chất độc hại của HCDCT. Mặt khác, là do người sử dụng không ý thức được tầm nguy hiểm của nó. Nên bắt đầu lạm dụng, sử dụng HCDCT một cách vô tội vạ, không kiểm soát và dùng sai cách.
Tác hại của HCDCT đối với môi trường: Làm mất cân bằng hệ sinh thái; Trong tự nhiên, có các loài gây hại thì cũng có các loài có lợi. Các loài thiên địch để cân bằng hệ sinh thái. Tuy nhiên khi con người sử dụng HCDCT thì đã tác động một cách tiêu cực, gây mất cân bằng và mất đi sự ổn định trong tự nhiên. Bởi HCDCT có tác dụng tiêu diệt các loài gây hại. Đồng thời,
nó cũng giết chết rất nhiều loài có lợi. Ví dụ như những loại thiên địch như ong kí sinh hay côn trùng bắt mồi, thường nhạy cảm với thuốc hơn những loài gây hại. Sau khi dùng thuốc, số lượng côn trùng và sâu gây hại chết rất nhiều, làm các loài thiên địch bị thiếu thức ăn và chết dần, phần khác thì lại bị ngộ độc từ con mồi đã bị trúng thuốc.
Ô nhiễm môi trường đất: HCDCT sau khi đước sử dụng một phần sẽ bị bay hơi; một phần được quang hóa; một phần cây sẽ hấp thu và phân giải, chuyển hóa. Tuy vậy, dù có sử dụng bằng cách nào thì cuối cùng HCDCT vẫn bị ngấm vào vào đất. Nếu loại thuốc có tính độc cao sẽ giết chết rất nhiều sinh vật có lợi trong đất. Kể cả thời gian phân hủy dài thì khổng đủ thời gian để đất phân hủy hết. Đặc biệt nếu dùng lâu dài và liên tục, chắc chắn các chất độc hại sẽ bị tích lũy lại dần trong đất. Theo đó, tồn dư HCDCT trong đất sẽ gây hại cho cây trồng. Đặc biệt là nhóm Clo có trong nó cực kì khó phân hủy trong nhiều năm. Điều này dẫn đến việc lượng tồn dư khi ở lại trong đất quá lâu sẽ sinh ra một hợp chất mới. Thường sẽ có độc tính cao hơn cả bản thân nó ban đầu.
Ô nhiễm nguồn nước: Những phần HCDCT khi chưa thấm vào đất thì chảy tràn trên đồng ruộng, kênh rạch hay thông qua đất mà ngấm vào mạch nước ngầm. Chưa kể những bao bì hay lọ thuốc mà người dân vứt bỏ ngoài đồng ruộng, hay khi xục rửa các dụng cụ chứa thuốc rồi đổ ra các nguồn nước gần đó. Gây ô nhiễm nước một cách nghiêm trọng. Làm ảnh hưởng trực tiếp đến các loài động vật sống dưới nước. Đồng thời, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống, sức khỏe con người.
Thiệt hại kinh tế: Thường thì khi sử dụng HCDCT sẽ có chi phí đầu tư ban đầu cao hơn so với vườn không sử dụng thuốc. Song cũng có nhiều trường hợp sử dụng HCDCT nhưng lại không có hiệu quả cao. Dẫn đến chi phí đầu vào cao trong khi sản phẩm thì chứa dư lượng không được thị trường chào đón. Và kết quả là không có hiệu quả kinh tế. Ngoài ra, việc xuất hiện các dịch hại mới khiến người dân mãi phụ thuộc vào HCDCT. Hay những chi phí để khắc phục sự ô nhiễm đất, ô nhiễm nước do HCDCT gây ra. Những tổn thất khi các sản phẩm bị tồn đọng lại, không thể xuất khẩu vì có chứa dư
lượng của các chất gây hại. Tất cả đe dọa một cách nghiêm trọng cho cả hệ sinh thái, cho sức khỏe con người.
Ảnh hưởng đến sức khỏe con người: Nếu người canh tác hay người phun chủ quan, không trang bị đầy đủ đồ bảo hộ, không vệ sinh tốt sau khi phun xịt HCDCT. Chắc chắn sức khỏe sẽ bị ảnh hưởng trực tiếp. Thậm chí có thể gây nguy hiểm đến tính mạng. Ngoài ra, dư lượng HCDCT trên nông sản và trong môi trường (đất, nước, không khí) sẽ tham gia vào chuỗi thức ăn của con người. Bắt đầu quá trình gây hại trực tiếp cho con người và môi trường. Chúng có thể tác động ngay lập tức, tiềm ẩn hoặc tích lũy theo thời gian tới sức khỏe của con người. Một số loại HCDCT và hợp chất của chúng qua xét nghiệm cho thấy có thể gây quái thai và bệnh ung thư cho con người.
1.3. TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG, NGUỒN GỐC CỦA HÓA CHẤT DIỆT CÔN TRÙNG TRONG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ TẠI VIỆT NAM VÀ CÔN TRÙNG TRONG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ TẠI VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI
1.3.1. Tổng quan hiện trạng, nguồn gốc của HCDCT trong bụi không khí xung quanh trên thế giới không khí xung quanh trên thế giới
Hoá chất diệt côn trùng đóng vai trò quan trọng trong nông nghiệp của tất cả các quốc gia trên thế giới. Các loại HCDCT được sử dụng ở các nước là rất lớn. Trong đó, nước Mỹ có nền nông nghiệp phát triển, hàng năm lượng HCDCT được sử dụng lớn nhất, lên tới 1/3 tổng số HCDCT trên toàn thế giới, chủ yếu là hóa chất diệt cỏ. Châu Âu cũng sử dụng nhiều HCDCT (30%), trong khi đó con số này ở các nước còn lai là 20%.
Hiện nay, số lượng lớn các chất hóa học đã được thải bỏ và phát tán vào môi trường gây ô nhiễm môi trường đất, nước và không khí. Tuy nhiên số lượng các chất hóa học được kiểm tra thường xuyên và đưa vào quy chuẩn còn rất hạn chế, đặc biệt là các thông số về ô nhiễm không khí. Bởi vậy để đánh giá một cách toàn diện hiện trạng ô nhiễm môi trường không khí thì việc phát hiện và định lượng nhanh số lượng lớn các chất hóa học phát sinh trong môi trường không khí đặc biệt là các nhóm chất được sử dụng rộng rãi phục vụ các nhu cầu của cuộc sống hiện nay như PPCPs, HCDCT rất cấp thiết.
Nghiên cứu của Madson và cộng sự (2017) đã tiến hành nghiên cứu các HCDCT cơ phốt pho (OPPs), pyrethroids, các ba mát, và strobirulin trong bụi PM2.5 tại ven biển nhiệt đới của Nam bán cầu. Kết quả cho thấy tổng 12 HCDCT trong đó có 8 loại HCDCT bị cấm đã được phát hiện. Degrendele và cộng sự (2016) đã nghiên cứu ô nhiễm HCDCT clo hữu cơ (OCPs) và các HCDCT hiện đang được phép sử dụng (CUPs) trong pha bụi và khí với các kích thước bụi khác nhau tại Cộng hòa Séc. Kết quả cho thấy OCPs và phần lớn CUPs được phát hiện chủ yếu trong các hạt bụi mịn, trong đó HCDCT CUP (carbendazim, isoproturon, prochloraz, và terbuthylazine) được phát hiện ở nồng độ cao trong các hạt bụi thô (> 3.0 µm). Sự có mặt của CUP trong không khí được cho là bắt nguồn từ hoạt động nông nghiệp. Coscolla và cộng sự (2014) đã nghiên cứu ô nhiễm của 16 HCDCT ở vùng Valencia, Tây Ban Nha và thấy rằng tổng nồng độ HCDCT trong pha bụi dao động từ 3,5 đến 383,1 pg m-3 và hầu hết HCDCT (carbendazim, tebuconazole, chlorpyrifos-ethyl và chlorpyrifos-methyl) được tích lũy trong hạt bụi siêu mịn (<1 μm) và thô (2,5-10 μm). Một nghiên cứu của Coscolla và cộng sự (2010) cho thấy rằng 41 trong số 56 HCDCT CUPs nghiên cứu được phát hiện trong không khí tại khu vực nông thôn và đô thị ở khu vực miền trung nước Pháp, với nồng độ dao động từ 0,1 to 117,33 ng m-3. Bốn CUPs được phát hiện với tần suất cao nhất (52-78%) là thuốc diệt cỏ trifluralin, acetachlor, pendimethalin và thuốc diệt nấm chlorotalonil với nồng độ trung bình lần lượt là 1,93; 1,32; 1,84 và 12,15 ng m-3. Sự có mặt của những nhóm chất này trong không khí được cho là liên quan đến hoạt động nông nghiệp.
1.3.2. Tổng quan hiện trạng, nguồn gốc của HCDCT trong bụi không khí xung quanh tại Việt Nam không khí xung quanh tại Việt Nam
Hiện nay, có rất ít nghiên cứu được thực hiện về hiện trạng ô nhiễm của HCDCT trong môi trường không khí xung quanh ở Việt Nam. Nghiên cứu về HCDCT trong bụi và không khí (Tuệ và cộng sự. 2013), đất, trầm tích (Matsukami và cộng sự. 2015), tóc (Muto và cộng sự. 2012), và sữa (Tuệ và cộng sự. 2010) đã được thực hiện, tuy nhiên các nghiên cứu chỉ tập trung vào khu vực tái chế rác thải điện tử (EWR).
Tại Việt Nam, hóa chất BVTV được sử dụng từ những năm 40 của thế kỷ 20 nhằm bảo vệ cây trồng. Theo thống kê vào năm 1957 tại miền Bắc nước ta sử dụng khoảng 100 tấn. Đến trước năm 1985 khối lượng hóa chất BVTV dùng hàng năm khoảng 6.500 - 9.000 tấn thì trong 03 năm gần đây, hàng năm Việt Nam nhập và sử dụng từ 70.000 - 100.000 tấn, tăng gấp hơn 10 lần. Các loại thuốc BVTV mà Việt Nam đang sử dụng có độ độc còn cao, nhiều loại thuốc đã lạc hậu. Tuy nhiên, nhiều loại hóa chất trừ sâu cũng được sử dụng trong các lĩnh vực khác, ví dụ sử dụng DDT để phòng trừ muỗi truyền bệnh sốt rét (từ 1957 -1994: 24.042 tấn. Hiện nay, tỉ lệ thành phần của các loại hoá chất BVTV đã thay đổi (hóa chất trừ sâu: 33%; hóa chất trừ nấm: 29%; hóa chất trừ cỏ: 50%, 1998). Danh mục thuốc BVTV được phép sử dụng ở nước ta đến năm 2013 đã lên tới 1.643 hoạt chất, trong khi, các nước trong khu vực chỉ có khoảng từ 400 đến 600 loại hoạt chất, như Trung Quốc 630 loại, Thái Lan, Malaysia 400-600 loại.
Phần lớn các loại hóa chất BVTV được sử dụng ở nước ta hiện nay có nguồn gốc từ nhập khẩu. Theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, năm 2014 về thực trạng và giải pháp quản lý thuốc BVTV nhập lậu cho thấy hàng năm Việt Nam nhập khẩu từ 70.000 đến 100.000 tấn thuốc BVTV, trong đó HCDCT chiếm 20,4%, thuốc trừ bệnh chiếm 23,2%, thuốc trừ cỏ chiếm 44,4%, các loại thuốc BVTV khác như thuốc xông hơi, khử trùng, bảo quản lâm sản, điều hòa sinh trưởng cây trồng chiếm 12%.
Những năm gần đây, Hà Nội đang phải đối mặt với dịch sốt xuất huyết thường xảy ra vào mùa mưa (từ tháng 6 đến tháng 10). Kết quả nghiên cứu bước đầu về ô nhiễm OMPs trong bụi không khí của nhóm thành viên thực hiện đề tài cho thấy một số thuốc trừ sâu (permethrins, fenobucarb, metolachlor, chlorpyrifos ...) được phát hiện với nồng độ cao, điều này có khả năng liên quan đến việc sử dụng chúng trong việc kiểm soát dịch bệnh tại Hà Nội.
2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
- Đối tượng nghiên cứu: Bụi không khí tại khu vực dân cư tại Hà Nội và các hoá chất diệt côn trùng.
- Phạm vi nghiên cứu: Quận Nam Từ Liêm
- Thời gian: Từ tháng 6/2020 – tháng 10/2020. 2.2. NGUYÊN VẬT LIỆU
2.2.1. Nguyên vật liệu, hóa chất
- Hóa chất diệt côn trùng
- Hỗn hợp nội chuẩn (Methamidophos-d6, Methomyl-d3, Carbendazim-d4, Pirimicarb-d6, Imazalil-d5, Etofenprox-d5)
- Chuẩn đồng hành (Sulfadimethoxine-d6, Diflubenzuron-d4, Sulfamethoxazole-d4, Carbofuran-d3, Carbaryl-d7)
- Dung môi methanol, acetone (>98%) - Pha động ammonium acetate (1 mol L-1)
- Màng lọc sợi thạch anh (QR-100; 203 x 254 mm) của hãng Advantec.
2.2.2. Thiết bị