5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu
2.2.1 Phương pháp tiếp cận
Từ thực tế về tập quán canh tác, tính cấp ách về ơ nhiễm, lồng ghép các hƣớng nghiên cứu điển hình về ơ nhiễm do sử dụng thuốc BVTV, để đạt đƣợc mục tiêu và nội dung, nghiên cứu tiếp cận theo hai hƣớng nội nghiệp và ngoại nghiệp:
Nội nghiệp: Tổng hợp iên hội các tài liệu, nghiên cứu có liên quan, phân tích và đánh giá sự cần thiết, phù hợp giữa tính đặc thù về lịch sử, tập quán canh tác, điều kiện Tài nguyên- môi trƣờng, khản năng đáp ứng, giải pháp duy trì, nhận dạng mức độ ô và vùng ô nhiễm, đề xuất các giải pháp và mơ hình quản lý ứng dụng khả thi. Ngoại nghiệp: lên phƣơng án lấy mẫu, thao tác thu thập mẫu và đo đạc tại hiện trƣờng, phỏng vấn theo nhóm đối tƣợng, hội thảo.
2.2.2 Các phương pháp nghiên cứu cụ thể
2.2.2.1 Phương pháp thu thập, biên hội và tổng hợp số liệu
Đây là phƣơng pháp khơng thể thiếu trong q trình nghiên cứu. Nó giúp đề tài thu thập đƣợc những tài liệu quan trọng từ các đề tài, dự án, ài áo khoa học về điều kiện tự nhiên – kinh tế xã hội, địa hình địa mạo, địa chất cũng nhƣ các tài liệu liên quan.
Kế thừa có chọn lọc các tài liệu, tƣ liệu đã nghiên cứu có liên quan đến quản lý và sử dụng thuốc BVTV, các mơ hình quản lý cũng nhƣ những giải pháp đã từng áp dụng trong và nƣớc.
Các tài liệu thu thập đƣợc đƣợc phân theo hai nhóm:
Nhóm văn ản hành chính, các quy hoạch, kế hoạch tại địa phƣơng, các quy định, quy chuẩn hiện hành về thuốc BVTV.
Nhóm các tài liệu, cơng trình nghiên cứu về tác động mơi trƣờng trong nơng nghiệp, nơng thơn có liên quan đến hành vi sử dụng thuốc BVTV trong quá trình canh tác. Đặc biệt là về phƣơng pháp luận, phƣơng pháp tiếp cận, phƣơng pháp đánh giá tác động môi trƣờng do sử dụng thuốc BVTV, hƣớng đến mục tiêu có thể lƣợng hóa đƣợc tác động và hệ thống đƣợc các thông tin, sử dụng đƣợc cho nhiều mục đích, nhóm đối tƣợng khác nhau.
2.2.2.2 Phương pháp điều tra và phỏng vấn
Nghiên cứu này chọn phƣơng pháp phỏng vấn theo tuyến để có đƣợc cái nhìn tổng quan về tình hình quản lý và sử dụng thuốc của ngƣời dân và có trọng điểm, các thơng tin đƣợc thu thập bằng phƣơng pháp phỏng vấn nông hộ bằng phiếu điều tra soạn sẵn. Phiếu phỏng vấn đƣợc thiết kế để thu thập các thông tin liên quan đến kiến thức và thói quen sử dụng và quản lý thuốc BVTV.
Những hộ phỏng vấn trên địa àn nghiên cứu (trên cơ sở thống kê, xử lý số liệu sơ cấp) sẽ đƣợc chọn ngẫu nhiên. Song đó tiến hành thảo luận nhóm giữa các cửa hàng kinh doanh thuốc, cán ộ xã phụ trách các lĩnh vực có liên quan nhƣ BVTV, nơng nghiệp, khuyến nơng, y tế và hội nông dân.
Tổng số phiếu điều tra đƣợc chia thành 2 đợt, có sự phân iệt giữa hai thời điểm mùa mƣa và mùa khô, lồng ghép với lịch thời vụ đối với các cây trồng thuộc đối tƣợng nghiên cứu của đề tài, sao cho quá trình phỏng vấn và thu thập mẫu môi trƣờng phản ánh trung thực các yếu tố trong kỹ thuật canh tác và hành vi sử dụng thuốc BVTV. Tổng số phiều điều tra là 250/2 đợt.
Lịch thời vụ căn cứ đề tiến hành điều tra, phỏng vấn nhƣ sau: Bảng 2.1 Lịch thời vụ tại các khu vực điều tra
Loại cây trồng Mùa vụ Phân bố tại các xã Lúa Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Bảo Quang, Bảo Vinh, Bàu Trâm Hoạt động canh tác Thu hoạch vụ đông xuân Xuống giống vụ hè thu Thu hoạch vụ hè thu Xuống giống vụ mùa Thu hoạch vụ mùa Xuống giống vụ đông xuân Sầu riêng & Măng cụt Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Hàng gịn, Xn Lập, Bình Lộc, Xn Tân, Bàu Sen Hoạt động canh tác Tƣới nƣới, ón phân nuôi hoa
nuôi quả Thu hoạch
Vệ sinh vƣờn, ón phân Tƣới nƣớc, ón phân dậm Ghi chú:
Địa àn trồng Măng cụt: Xuân Lập, Bình Lộc, Bảo Vinh, Xn Tân, Hàng Gịn, Bàu Sen (Trồng xen với sầu riêng, chôm chôm)
Lịch thời vụ ao gồm cả hoạt động canh tác (chăm sóc, tỉa cành, ón phân…thu hoạch) từ đầu vụ đến khi thu hoạch với thời gian (tháng tƣơng ứng)
Địa àn đƣợc chọn để điều tra, thu thập mẫu: Vùng trồng lúa: Xã Bảo Quang, Xã Bảo Vinh. Vùng trồng sầu riêng: Xã Bình Lộc, Xã Xuân Tân.
Vùng trồng măng cụt: Xã Bình Lộc, Xã Xuân Tân, Xã Bảo Vinh.
2.2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu
Trong quá trình thực hiện đề tài, các nguồn số liệu và tƣ liệu đƣợc tổng hợp và phân loại theo từng nhóm dùng phần mềm văn phịng tính tốn và xử lý, liên kết để đƣa ra các dạng tổng hợp nhƣ ảng kết quả nhƣ hàm lƣợng trung ình, min, max, độ lệch chuẩn,…và đƣợc xử lý ằng phần mềm SPSS tiến hành thống kê mô tả để đánh
giá về hiện trạng quản lí và sử dụng thuốc BVTV kết hợp phƣơng pháp so sánh sử dụng để so sánh danh sách thuốc BVTV thực tế ngoài đồng ruộng, tại các cửa hàng kinh doanh và thu thập đƣợc do điều tra trực tiếp ngƣời dân về danh mục thuốc BVTV đƣợc phép sử dụng và cấm sử dụng.
Phƣơng pháp này sẽ hệ thống đƣợc các thơng tin thu thập đƣợc, có thuộc tính, phân nhóm để có thể sử dụng cho nhiều nhóm ngƣời sử dụng khác nhau (nhà quản lý, nhà khoa học, cán ộ địa phƣơng), tạo điều kiện thuận tiện cho việc kiểm kê, đánh giá nhanh.
2.2.2.4 Phương pháp điều tra, nghiên cứu ngoài thực địa
Phƣơng pháp này kết hợp với phƣơng pháp điều tra và phỏng vấn và có ám sát lịch thời vụ, hai mùa (khô và mƣa) trong năm.
2.2.2.5 Phương pháp lấy mẫu
Yêu cầu đối với phƣơng pháp lấy mẫu: Lấy mẫu, bảo quản mẫu là một phần quan trọng trong phân tích hóa chất BVTV. Vì đối tƣợng mẫu rất đa dạng, bao gồm đất, nƣớc nên ứng với mỗi loại mẫu phải có phƣơng pháp lấy mẫu và cách ảo quản mẫu phù hợp theo Tiêu chuẩn và Quy chuẩn mới nhất của Việt Nam an hành. TCVN 5992:1995. Chất lƣợng nƣớc. Lấy mẫu. Hƣớng dẫn kỹ thuật lấy mẫu.
TCVN 5994:1995. Chất lƣợng nƣớc. Lấy mẫu. Hƣớng dẫn lấy mẫu ở hồ ao tự nhiên và nhân tạo.
TCVN 6663-3:2002. Chất lƣợng nƣớc. Lấy mẫu. Phần 3: Hƣớng dẫn bảo quản và xử lý mẫu.
TCVN 6663-6:2008. Chất lƣợng nƣớc. Lấy mẫu. Phần 6: Hƣớng dẫn lấy mẫu ở sông và suối.
TCVN 6663-14:2000. Chất lƣợng nƣớc. Lấy mẫu. Phần 14: Hƣớng dẫn đảm bảo chất lƣợng lấy mẫu và xử lý mẫu nƣớc môi trƣờng.
TCVN 5139 - 2008. Phƣơng pháp khuyến cáo lấy mẫu để xác định dƣ lƣợng thuốc bảo vệ thực vật phù hợp với các giới hạn dƣ lƣợng tối đa.
TCVN 4046 – 1985. Đất trồng trọt - phƣơng pháp lấy mẫu.
TCVN 9017:2011. Quả tƣơi – phƣơng pháp lấy mẫu trên vƣờn sản xuất. TCVN 9016:2011. Rau tƣơi – phƣơng pháp lấy mẫu trên ruộng sản xuất.
Kết quả của phƣơng pháp lấy mẫu và phân tích các chỉ tiêu mơi trƣờng và thuốc BVTV là một bảng số liệu nền về điều kiện môi trƣờng của khu vực nghiên cứu. Sau đó, áp dụng các phƣơng pháp so sánh để tiến hành so sánh điều kiện môi trƣờng ở khu vực nghiên cứu. Từ đó đƣa ra các iện pháp nhằm khắc phục và hạn chế ô nhiễm môi trƣờng do thuốc BVTV gây ra.
Phƣơng pháp phân tích mẫu: Xây dựng phƣơng pháp phân tích dựa trên cơ sở tham khảo các phƣơng pháp thử theo Tiêu chuẩn Việt Nam và phƣơng pháp của AOAC (Mỹ).
2.2.3 Phương pháp phân tích mẫu
Phân tích hàm lƣợng thuốc BVTV trong các mẫu đất theo các phƣơng pháp phân tích EPA, phƣơng pháp sắc ký khí GC/ECD tại Trung Tâm 3. Song đó lƣợng mẫu đƣợc lấy ngẫu nhiên để chọn phân tích đối chứng bởi các đơn vị có chức năng phân tích.
Bảng 2.2 Chỉ tiêu và phƣơng pháp phân tích
Chỉ tiêu phân tích Phƣơng pháp phân tích
N Tổng TCVN 6498:1999 K2Odt TCVN 8662:2011 P2O5dt TCVN 8661:2011 Chlorpyrifos (-ethyl) BS EN 15662:2008 Cypermethrin Permethrin
2.2.3.1 Hoá chất và thiết bị
Hoá chất:
Hoá chất dùng trong q trình phân tích có độ tinh khiết phân tích. Dung mơi cho q trình phân tích phải là dung mơi dùng cho sắc ký: Diclorometan CH2Cl2.
Pertroleum ether. Ete etylic.
Aceton. n-Hexan.
Dung dịch hỗn hợp Pertroleum ether: CH2Cl2 (1:1). Dung dịch hỗn hợp 15% ete etylic trong ete dầu hỏa. Dung dịch hỗn hợp toluen: n – hexan (1:1).
Than hoạt tính (sấy ở 150oC trƣớc khi sử dụng). Na2SO4 khan, (sấy ở 450oC trƣớc khi sử dụng). Dung dịch Natri Clorua ão hịa.
Khí Heli: Có độ tinh khiết 99,9999%.
Chất chuẩn: Dung dịch chuẩn hỗn hợp chất bảo vệ thực vật có nồng độ 2000 mg/L/chất của hãng SUPELCO Mỹ. Pha dãy chuẩn (chuẩn làm việc) có nồng độ 10, 30, 50, 100, 150, 200 g/L chất chuẩn, pha và sử dụng trong 1 tháng. Các dung dịch chuẩn này đƣợc bảo quản trong tủ lạnh ở 0 – 4oC.
Hệ thống máy sắc ký khí khối phổ Autosystem GC-600/Turbo Mass 600D (Hãng sản xuất Perkin-Elmer), với: Detector Khối phổ; Bộ phận tiêm mẫu chia/khơng chia, có thể tiêm mẫu với thể tích lớn đến 150l; Cột sắc ký mao quản HP5, dài 30m, đƣờng kính 0.32mm, lớp film 0.25m.
Máy cất cơ quay chân không. Hệ thống lọc hút chân không. Máy lắc tự động.
Máy tính điều khiển thiết bị và xử lý dữ liệu. Bộ chiết pha rắn.
Các dụng cụ thuỷ tinh: Phễu chiết 1 lít; Máy nghiền mẫu; Bình tam giác 500mL, 250mL, nút nhám; Giá để phễu chiết; Bình tam giác có nhánh; Bơng thủy tinh; Bình cầu đáy trịn có nút mài; Và các dụng cụ thơng thƣờng ở phịng thí nghiệm nhƣ pipet; cốc; ống đong,…
Các dụng cụ thuỷ tinh sử dụng trong phân tích dƣ lƣợng thuốc BVTV phải đƣợc vệ sinh ngay sau khi phân tích và ảo quản để tránh nhiễu trong quá trình phân tích.
2.2.3.2 Lấy mẫu
Các mẫu lấy ngẫu nhiên tại quày án ở chợ:
Trọng lƣợng mẫu lấy theo Thông tƣ số 14/2011/BYT an hành ngày 01/4/2011. Phƣơng pháp lấy mẫu tại chợ theo TCVN 5102 : 1990 (Rau quả tƣơi - Lấy mẫu). Phƣơng pháp lấy mẫu tại vƣờn theo TCVN 9016:2011 (Rau tƣơi - Phƣơng pháp lấy mẫu trên ruộng sản xuất) và TCVN 9017:2011 (Quả tƣơi - Phƣơng pháp lấy mẫu trên vƣờn sản xuất).
Phƣơng pháp ảo quản mẫu phải tuân thủ khuyến cáo của TCVN 5139 : 2008 “Phƣơng pháp khuyến các lấy mẫu để xác định dƣ lƣợng thuốc BVTV phù hợp với các giới hạn dƣ lƣợng tối đa” và các AOAC tƣơng ứng.
2.2.3.3 Cách tiến hành
Xử lý mẫu:
Mẫu đƣợc xay nhỏ, bảo quản lạnh < -180C trong trƣờng hợp không đƣợc chiết mẫu trong thời gian 12h. Cân 50g mẫu đã đƣợc xay nhỏ (chính xác đến 0,01g) cho vào ình tam giác nút mài 500ml (làm 2 mẫu song song để xác định clo hữu cơ và lân hữu cơ), thêm khoảng 80ml aceton, đậy nắp, lắc khoảng 30 phút, để lắng. Chuyển phần dung dịch vào phễu lọc có hút chân khơng (lọc bằng ơng thuỷ tinh), chiết lần hai với 50ml aceton và cho toàn ộ vào phễu lọc.
Chuyển dịch lọc sang phễu chiết 1 lít, thêm 30 ml Natri clorua ảo hòa, 200 ml nƣớc cất, thêm tiếp 80ml hỗn hợp dung môi CH2Cl2: Petroleum ether (1:1).
Lắc mạnh phểu chiết trong 10 phút, để yên cho tách lớp, chuyển lớp ên dƣới vào phễu chiết thứ hai.
Cho tiếp khoảng 80ml hỗn hợp dung môi CH2Cl2: Petroleum ether (1:1), chiết lần hai, loại lớp dung dịch ên dƣới, gộp lớp dung môi ở trên vào phễu chiết thứ nhất, thêm 5g Na2SO4 khan vào lắc mạnh để loại nƣớc (Chú ý: Nếu các hạt muối cịn kết dính lại với nhau thì nƣớc vẫn cịn, cho thêm Na2SO4 khan vào để loại tiếp cho triệt để nƣớc). Lọc dung dịch thu đƣợc vào trong ình tam giác 500ml có nút mài, qua phễu lọc có gắn giấy lọc và khoảng 3-5g muối Na2SO4 khan, dịch lọc thu đƣợc đem cô quay chân không đến gần khô trên máy cô quay chân không về khoảng 10 ml (Dung dịch A).
Cho dung dịch A chuyển lên cột chiết pha rắn đã đƣợc nhồi 1mm than hoạt tính và 0,5mm Na2SO4 khan đã đƣợc hoạt hóa ằng hỗn hợp 15% ete etylic trong ete dầu hỏa, mở van cột sắc ký, rửa cột 4 lần, mỗi lần 5 ml hỗn hợp hoạt hóa trên, thu dung dịch rửa giải vào ình cầu cơ quay chân khơng.
Cô quay chân không dịch chiết đến gần khô trên máy cô quay chân không đến 1ml, thêm 10ml hỗn hợp n-Hexan và cơ đến 1ml chuyển vào ình định mức 5ml. Tráng rửa ình và định mức đến 5ml bằng hổn hợp trên.
Chuyển vào vial và định lƣợng trên máy GC-MS.
Thiết lập các thơng số sắc ký: Chƣơng trình cài đặt nhiệt độ buồng chứa cột sắc ký: Nhiệt độ đầu 850C, giữ ở 1 phút. Sau đó tăng lên 150oC với tốc độ gia nhiệt 200C/phút, giữ ở nhiệt độ này trong 5phút. Tiếp tục tăng nhiệt độ lên đến 2000
C; với tốc độ gia nhiệt 100C/phút, giữ ở nhiệt độ này trong 8 phút.
Tiếp tục tăng nhiệt độ lên đến 2900C; với tốc độ gia nhiệt 300C/phút, giữ ở nhiệt độ này trong 25 phút.
Tiêm mẫu:
Nhiệt độ bộ phận tiêm mẫu: 280oC. Thể tích mẫu tiêm: 2l. Chế độ khơng chia dịng. Áp lực khí mang He: 10 pSi, tỷ lệ chia: 5-1. Thiết lập các thông số khối phổ: MS Tune file: (Pesticides Tunefile). Nguồn Ion hố: EI (ion hóa trên cơ sở ắn phá điện tử). Năng lƣợng Ion hoá: 70eV. Nhiệt độ nguồn Ion: 2200C.
Nhiệt độ giao diện Sắc ký khí với detector khối phổ: 220oC. Giá trị của bộ khuếch đại Multiplier: 500V.
MS method: (MS Method for Pesticides on) Chế độ quét Fullscan
Thời gian trễ dung môi: 0-2 phút. Thời gian quét: 2-32 phút.
Khoảng khối quét: 40-500amu.
2.2.3.4 Tính kết quả
Hàm lƣợng của mỗi cấu tử chất phân tích trong mẫu, g/kg:
Sc.m c .V c .C m S m X (2.1) Hoặc m .V C X m c m (2.2)
Trong đó: Sm: Diện tích của píc mẫu; Sc: Diện tích của píc chuẩn; Cc: Nồng độ chuẩn (g/lít); Vc: Thể tích định mức cuối cùng trong quá trình xử lý mẫu (ml); Cm: Nồng độ mẫu đƣợc tính dựa trên đƣờng chuẩn (g/lít); m: Khối lƣợng mẫu cân phân tích (g).
2.2.4 Phương pháp lập bản đồ
2.2.4.1 Các bản đồ thành lập
Bản đồ vị trí lấy mẫu TXLK.
Chức năng cơ ản nhất của GIS là lƣu trữ, xử lý và iểu diễn dữ liệu một cách khái quát nhất. Tất cả các dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau nhƣ khảo sát thực địa, số liệu điều tra, phân tích… đều đƣợc tích hợp và lƣu trữ trong cơ sở dữ liệu của GIS dƣới dạng các lớp dữ liệu vector và raster. Dựa trên kiến thức của ngƣời nghiên cứu hoặc sự phân tích dữ liệu của phần mềm trƣớc khi đƣa vào GIS, GIS phân tích và thể hiện dữ liệu nhƣ tích hợp, phân vùng các đối tƣợng hay nhóm đối tƣợng theo tính chất của từng lớp dữ liệu và theo mục đích nghiên cứu.
Một trong những ứng dụng quan trọng kỹ thuật GIS trong nghiên cứu Điều tra, khảo sát, đánh giá thực trạng và đề xuất các iện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng do sử dụng thuốc bảo vệ thực vật trên địa àn TXLK, tỉnh Đồng Nai đó là xây dựng đƣợc bản đồ phân vùng mức độ ô nhiễm do thuốc BVTV lên môi trƣờng nƣớc mặt và mơi trƣờng đất, tính tốn và phân tích các số liệu điều tra từ đó lựa chọn phƣơng
pháp iểu diễn phù hợp. Ngồi ra, GIS cịn đóng góp cho việc quy hoạch phân vùng các loại hình canh tác, cũng nhƣ các dự áo về chất lƣợng môi trƣờng của TXLK. Ƣu điểm của GIS là có thể cập nhật dữ liệu thƣờng xuyên và chồng lớp dữ liệu để có thể đánh giá một cách tổng quát nhất mối tƣơng quan giữa các yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng nƣớc mặt và mơi trƣờng đất. Từ đó cho phép đánh giá đƣợc sự tác động tổng hợp của tất cả các yếu tố để xây dựng đƣợc bản đồ phân vùng ô nhiễm do sử dụng thuốc BVTV đến môi trƣờng nƣớc mặt và môi trƣờng đất trong Thị xã.
2.2.4.2 Quy trình kỹ thuật xây dựng
Xây dựng bản đồ lấy mẫu:
Chuyển dữ liệu tọa độ từ máy GPS sang phần mềm GIS
Xây dựng dữ liệu thuộc tính gắn với dữ liệu khơng gian của các điểm lấy mẫu