Thuốc trừ sâu Liều dùng Loại enzim bị tác động
Hexacyclo hexan <100 đất ức chế Dehydrogenaza Carbaryl <100 đất ức chế Dehydrogenaza Methyl parathion 15 kg a.i/ha
150-300 kg a.i/ha
kích thích Dehydrogenaza
ức chế hoàn toàn Dehydrogenaza Malathion 50-1000 ppm ức chế Ureaza
Heptachlor ức chế Ureaza, Catalaza
Lindan và Oieldrin ức chế Ureaza, Catalaza Malathion liều an toàn Tăng Amylaza
Giảm Ivertaza
Carbaryl liều nơng nghiệp Khơng có ảnh hưởng gì đối với Amylaza, Ivertaza và Cellulaza
1.2.6.4. Giun đất
Giun đất có vai trị rất quan trọng trong đất. Darwin xem giun đất là người thợ cày đầu tiên. Giun đất chiếm đến 80% sinh khối động vật không xương sống
trong nhiều hệ sinh thái, tham gia tích cực vào các quá trình phân giải các vật liệu phế thải, đóng góp vào việc hình thành độ phì nhiêu của đất qua các việc sau đây:
- Làm tan rã các mô cây và động vật, làm cho các mô dễ bị vi sinh vật tác động. - Phân huỷ một cách có chọn lọc và làm thay đổi thành phần hoá học các bộ phận tàn thể hữu cơ trong đất.
- Chuyển hoá các tàn thể thực vật thành hợp chất mùn.
- Làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc cho nấm và vi khuẩn tác động. - Tạo thành các chất hữu cơ và chất khoáng.
- Trộn chất hữu cơ vào đều khắp lớp đất mặt.
Các chất độc bón vào đất ức chế hoạt động của giun đất, làm giảm mật độ giun sống trong đất, ảnh hưởng đến việc khơi phục độ phì nhiêu, làm xấu hệ sinh thái tự nhiên có thể dẫn đến những thay đổi phức tạp về cấu trúc và chức năng sản xuất của đất.
Bảng 1.13: Các thuốc trừ sâu độc đối với giun đất, làm giảm lượng giun đất có thể kể tên như sau:
DDT Bón 38 Ib/ha giảm 50% Aldrin 2,5 15,7% Chlordan 18 100% Heptaclor 1,25 25% Carbari 2,4-3 43-60% Malathion 3 kg/ha 60% Parathion 8 Ib/ha 11%
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu thuốc BVTV gồm 2 đối tượng là đất và nước tại khu vực có 5 kho thuốc hiện vẫn cịn tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật thuộc các xã Nghi Trung, Nghi Liên, Nghi Phương, Nghi Hoa và Nghi Công Bắc, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu
Đây là phương pháp truyền thống. Mục đích sử dụng phương pháp này nhằm làm rõ tình trạng nghiên cứu những gì đã làm được và những gì cịn tồn tại. Kết quả tổng hợp tài liệu là cơ sở cho việc xác định nhiệm vụ và hệ phương pháp nghiên cứu phù hợp với vùng làm luận văn tốt nghiệp.
Đây là phương pháp khơng thể thiếu trong q trình nghiên cứu. Nó giúp ta thu thập được những tài liệu quan trọng từ các đề tài, dự án, bài báo khoa học về điều kiện tự nhiên – kinh tế xã hội, địa hình địa mạo, địa chất cũng như các tài liệu liên quan đến đề tài.
2.2.2. Phương pháp điều tra, nghiên cứu ngoài thực địa
2.2.2.1. Phương pháp lấy mẫu
a. Yêu cầu đối với phương pháp lấy mẫu
Lấy mẫu, bảo quản mẫu là một phần quan trọng trong phân tích hóa chất BVTV. Vì đối tượng mẫu rất đa dạng, bao gồm đất, nước nên ứng với mỗi loại mẫu phải có phương pháp lấy mẫu và cách bảo quản mẫu phù hợp. Song, bất cứ phương pháp lấy mẫu nào cũng phải thoả mãn các yêu cầu sau đây:
- Tính đại diện: Tính đại diện được hiểu theo nghĩa là mẫu, trong đó tỷ lệ
giữa các chất phân tích và nền mẫu - chất mang mẫu (matrix) phải không bị thay đổi trong quá trình lấy mẫu, bảo quản và vận chuyển mẫu. Song trên thực tế, yêu cầu này khó có thể thoả mãn trong tất cả các trường hợp, bởi lẽ khi lấy mẫu, mẫu được tách ra khỏi đối tượng nghiên cứu và do các biến đổi vật lý, hoá học, sinh học đều có thể dẫn đến sự thay đổi tỷ lệ này.
- Tính đồng nhất của mẫu: u cầu này nhằm mục đích đảm bảo sự có mặt
sỏi, đá, rễ cây, cỏ, chỗ có chất phân tích, chỗ khơng có, vì vậy phải có biện pháp đồng nhất mẫu.
b. Dụng cụ, hoá chất dùng trong lấy mẫu
- Khoan tay, xà beng, cuốc, xẻng, khay chứa mẫu, rây cỡ hạt 1mm: bằng Inox. - Găng tay vải, găng tay cao su, ủng cao su.
- Bình thuỷ tinh màu nâu dung tích 250ml hoặc túi PE có kẹp mép để chứa mẫu. - Thùng để lưu chứa các mẫu và vận chuyển.
- Nhãn dán để ghi ký hiệu mẫu.
- Nước/chất rửa dụng cụ lấy mẫu, nước sạch để tráng rửa dụng cụ. - Dung mơi (hexan, axeton dùng trong phân tích) để rửa dụng cụ. - Máy định vị GPS, máy ảnh.
c. Phương pháp lấy và bảo quản mẫu
Mẫu lấy theo tình hình thực tế khảo sát, khu nào có nguy cơ lớn thì tập trung lấy nhiều, khu nào đơn điệu thì chỉ lấy mẫu đại diện. Mẫu được lấy trong luận văn bao gồm: mẫu nước và mẫu đất.
+ Lấy mẫu nước:
Trong đó, mẫu nước dưới đất lấy chủ yếu ở tại các hộ dân cư trong vùng. Nước mặt tập trung lấy từ các hệ thống hồ trong vùng. Quy trình lấy mẫu tuân thủ theo quy định hiện hành. Sơ bộ mơ tả quy trình lấy mẫu như sau:
Sử dụng chai nhựa PE vô trùng để lấy mẫu. Tại hiện trường, tráng chai 3 lần bằng nước tại nguồn, tiếp theo cho chai ngập trong nước đến khi nước đầy thì mới đưa mẫu lên. Tùy theo yêu cầu phân tích, mà có những u cầu bảo quản riêng.
Dụng cụ chứa: chai thuỷ tinh màu đã được rửa sạch bằng dung môi. Lượng mẫu lấy khoảng 1-2 lít.
Kỹ thuật bảo quản: Làm lạnh 20C đến 50C và để kín ở trong thùng tối. Thời gian bảo quản tối đa: 24 giờ.
Lưu ý: đối với mẫu nước phân tích chỉ tiêu clo hữu cơ khi lấy mẫu nên thêm ngay chất chiết dùng để phân tích hoặc tiến hành chiết tại chỗ; còn đối với chỉ tiêu phân tích là photpho hữu cơ thì phải chiết sớm sau khi lấy mẫu, không nên để quá 24 giờ.
lấy mẫu cách bờ khoảng 1-2 m. Nước lấy chủ yếu ở tầng nông từ 0,2 đến 0,5 m. Mẫu nước được lấy theo yêu cầu phân tích và yêu cầu bảo quản riêng của loại hình phân tích đó.
Nước dưới đất: Được tiến hành theo TCVN 5994-1995: Mẫu nước dưới đất
được lấy trực tiếp bằng máy bơm từ các giếng khoan lên hoặc bằng gầu từ các giếng đào. Sau đó được đóng vào chai nhựa PE 1000ml đã ghi sẵn ký hiệu, có nắp cấu tạo tránh nút bị lỏng ra, gây tràn mẫu ra ngoài hoặc bị nhiễm bẩn.
+ Lấy mẫu đất
Được tiến hành theo TCVN 5297-1995.
Sử dụng máy định vị GPS để xác định vị trí chính xác khi lấy mẫu.
Nguyên tắc lấy mẫu là bố trí mạng lưới lấy mẫu ưu tiên tập trung đan dày ở khu vực bị ô nhiễm nặng và theo hướng lan toả do bị rửa trôi theo nước mưa hoặc theo kênh mương thoát nước. Tại các kho thuốc mà luận văn nghiên cứu thì khoảng cách giữa các điểm lấy mẫu đan dày là 5m bố trí 1 điểm lấy mẫu, cịn diện tích xa trung tâm ơ nhiễm thì cứ 10m bố trí 1 điểm lấy mẫu.
Ở khu vực bị ô nhiễm nặng và bề mặt đất trơ cứng hoặc đã bị bê tơng hố, đá sỏi cho phủ thì khơng thể sử dụng khoan để lấy mẫu được. Đối với mỗi vị trí lấy mẫu trong khu vực này sử dụng phương pháp đào-trộn theo phẫu diện. Phương pháp này sẽ tăng mức độ trung bình hố nồng độ các chất phân tích, tránh lây nhiễm đất có nồng độ cao ở lớp trên lọt xuống phía dưới khi dùng khoan. Khoanh một diện tích đất nhất định cỡ 1m2 (1,2m x 0,8m), đào xới tồn bộ diện tích lựa chọn đến độ sâu nghiên cứu theo từng lớp (ở hai độ sâu 0-0,5m và 0,5-1m). Trộn đều toàn bộ lượng đất đào được, loại bỏ các tạp cơ học như sỏi đá to, rễ cây cỏ,… rồi lấy lượng mẫu cỡ 1kg. Nếu muốn lấy mẫu ở lớp sâu hơn, phải hót bỏ và cách ly tồn bộ lượng đất của lớp phía trên, sau đó lặp lại các thao tác như trên. Điểm lưu ý là sau khi lấy xong mẫu cần phải hoàn trả lại mặt bằng, đất của lớp dưới được chuyển xuống trước rồi mới đến lớp trên cùng.
Đối với các vị trí lấy mẫu khơng ở trong khu vực bị nhiễm độc nặng. Khu vực này khoảng cách giữa các điểm lấy mẫu cách xa hơn.
Các thao tác thực hiện khi lấy mẫu
- Xác định vị trí lấy mẫu ở hiện trường theo sơ đồ thiết kế lấy mẫu. - Phát, dọn cỏ, khoan phá bê tơng (nếu có) ở vị trí lấy mẫu.
- Rửa dụng cụ lấy mẫu: dùng lại nước rửa dụng cụ thí nghiệm, rửa tiếp bằng nước sạch (nước sinh hoạt), bằng hexan rồi đến axeton.
- Đào hố lấy mẫu kích thước 40 x 40 x 0-20cm (dài-rộng-sâu) sau đó chuyển mẫu vào khay chứa.
- Nghiền, trộn đều mẫu, chọn cỡ hạt dưới 1mm chuyển vào bình chứa/túi chưa mẫu.
- Ghi nhãn trên bình/túi chứa mẫu.
- Xếp đặt mẫu vào thùng chứa, bảo quản nơi râm mát.
2.2.2.2. Phương pháp phân tích mẫu
Phân tích hàm lượng thuốc BVTV trong các mẫu đất theo các phương pháp phân tích EPA, phương pháp sắc ký khí GC/ECD tại Trung tâm Cơng nghệ xử lý mơi trường.
+ Đánh giá sai số
Để đánh giá sai số, chúng tơi tiến hành phân tích mẫu kiểm tra nội bộ một số loại mẫu. Đánh giá sai số được tiến hành theo quy phạm địa hóa hiện hành:
n i Ci Ci n 1(lg 1/lg 2) 1 ht S (Eq.1)
Trong đó: Ci1 - Hàm lượng thành phần trong mẫu cơ bản thứ i. Ci2 - hàm lượng thành phần trong mẫu kiểm tra thứ i. n - Số lượng mẫu kiểm tra.
i = 1, 2,...., n.
Sai số hệ thống của phịng thí nghiệm cho phép trong giới hạn: 0,9 <Sht<1,1. Đối với mẫu hóa tồn diện, sử dụng công thức cân bằng ion để đánh giá sai số phân tích.
Kết quả tính tốn sai số cho thấy, với tập mẫu đầy đủ, sai số hệ thống nằm trong khoảng giới hạn cho phép. Nhưng với tập mẫu quá nhỏ, số lượng mẫu kiểm tra ít, kết quả đánh giá khơng phản ánh trung thực hàm sai số. Tuy nhiên, với mức giá trị sai số không quá lớn, nên các kết quả phân tích bảo đảm độ tin cậy cần thiết, đáp ứng yêu cầu của luận văn.
2.2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu và lập bản đồ
* Phương pháp xử lý số liệu:
- Trong quá trình thực hiện dự án, các nguồn số liệu và tư liệu được tổng hợp và phân loại theo từng nhóm. Trong q trình xử lý và phân tích các số liệu thu được, các phương pháp tin học (Access, Excel...) là thành phần không thể thiếu.
- Xử lý, tính tốn và xây dựng các bảng dữ liệu tổng hợp: Từ các bảng dữ liệu cơ sở (số liệu phân tích), dùng phần mềm văn phịng tính tốn và xử lý, liên kết để đưa ra các dạng tổng hợp như bảng kết quả như hàm lượng trung bình, min, max, độ lệch chuẩn,…
* Phương pháp lập bản đồ:
- Bản đồ cơ sở và nền cho các bản đồ đánh giá hiện trạng môi trường tai các kho thuốc BVTV là bản đồ địa hình cùng tỷ lệ.
- Chuyển các dữ liệu dạng bảng đã nhập sang dạng MapInfo để quản lý bằng GIS (tọa độ điểm lấy mẫu, các kết quả phân tích mẫu tại địa điểm lấy theo các tầng, vị trí các trạm khảo sát trên bản đồ).
- Sử dụng các phần mềm vẽ đẳng trị (Surfer, Vertical Map, Discover…) để xây dựng các bản đồ hiện trạng ô nhiễm và phân vùng ô nhiễm bằng phương pháp nội suy để phân vùng hàm lượng.
Phương pháp nội suy được sử dụng trong luận văn là phương pháp nội suy lân cận tự nhiên “Natural Neighbour Interpolation”. Phương pháp “Natural Neighbour Interpolation” nội suy theo một mạng lưới đa giác Thiessen được tạo ra từ các điểm khảo sát. Nguyên tắc nội suy của phương pháp này là những điểm gần nhau trong một vùng sẽ ln ln có giá trị gần hơn so với các điểm nằm ở khoảng cách xa hơn. Nghĩa là mỗi điểm tạo nên một diện tích tự nhiên ảnh hưởng liên quan đến các điểm liền kề. Công cụ Vertical Mapper có khả năng rất mạnh trong phân tích thơng tin qua nội suy theo lân cận tự nhiên.
Chính vì vậy, tác giả đã chọn phương pháp nội suy lân cận tự nhiên để phân vùng ô nhiễm tại khu vực nghiên cứu.
Trong quá trình nội suy ta thiết lập các mức đẳng trị hàm lượng thông qua tiêu chuẩn môi trường để phân ra các vùng không ô nhiễm, vùng nguy cơ ô nhiễm, vùng ô nhiễm nhẹ, ô nhiễm nặng.
Qua đó có thể luận giải cho mức độ lam tỏa ô nhiễm các hóa chất bảo vệ thực vật trong khu vực nghiên cứu.
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Ô NHIỄM HÓA CHẤT BVTV
TẠI HUYỆN NGHI LỘC, TỈNH NGHỆ AN
Huyện Nghi Lộc là huyện có ngành nơng nghiệp rất phát triển với thế mạnh là lúa và các loại cây hoa màu. Chính vì vậy, trong quá trình canh tác thường sử dụng các loại hóa chất BVTV để trừ sâu bệnh và nâng cao năng suất cây trồng trong đó có một số thuốc có độc tính cao và khó phân hủy như: DDT, 666...
Do quản lí thuốc BVTV còn rất lỏng lẻo dẫn đến việc sử dụng thuốc giả, thuốc kém chất lượng ngày một gia tăng. Người dân chỉ chú trọng đến mục đích diệt trừ sâu bệnh mà không cần quan tâm đến các vấn đề môi trường và sức khoẻ cộng đồng. Mức độ tiếp cận thông tin về thuốc BVTV của người dân còn rất hạn chế dẫn đến thiếu những hiểu biết cơ bản khi dùng thuốc và tự bảo vệ mình. Phương thức trộn thuốc tuỳ tiện, tự phát không tuân thủ các quy định về kỹ thuật và an toàn lao động; tăng liều lượng, tần suất phun chỉ với mục giết hết sâu bệnh; ý thức về bảo hộ lao động và sức khoẻ cộng đồng còn rất thấp, đa số người dân phun thuốc đều chưa đủ điều kiện về phịng hộ lao động khi phun thuốc.
Tình hình sử dụng thuốc BVTV ở Nghi Lộc hiện nay cịn tràn lan và khơng hợp lí về mặt kỹ thuật và an tồn. Người dân Nghi Lộc vẫn cịn sử dụng những loại thuốc BVTV không rõ nguồn gốc, xuất sứ, đặc biệt là vẫn còn sử dụng các loại thuốc đã hạn chế và cấm sử dụng tại Việt Nam. Các loại thuốc BVTV sử dụng ở Nghi Lộc có chủng loại phong phú, chúng thuộc nhiều nhóm thuốc như Cacbamat, Clo hữu cơ, Lân hữu cơ, Pyrethroid, sinh học và các nhóm khác. Các loại thuốc đều thuộc 3 nhóm độc chính trong đó nhóm độc II được sử dụng nhiều nhất (chiếm 73,7%). Hai nhóm độc I và III có tỷ lệ sử dụng ngang nhau (13,2%).
Hiện tượng vứt bỏ vỏ bao bì, chai lọ chứa thuốc BVTV tràn lan trên các cánh đồng hoa mà vẫn chưa có cơ quan nào đứng ra chịu trách nhiệm giải quyết và xử lý. Đây là nguyên nhân gây nên hiện tượng ô nhiễm thuốc BVTV cho các nguồn nước mặt, môi trường đất, nước ngầm và ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng người dân địa phương và các vùng lân cận.
Trong phạm vi của luận văn khơng đủ kinh phí cho phép tác giả nghiên cứu sâu và chi tiết về thực trạng ô nhiễm do sử dụng thuốc trừ sâu trong nơng nghiệp. Vì vậy tác giả tập trung vào đánh giá mức độ ô nhiễm của các kho thuốc trừ sâu để lại