đối với chuột cống qua đƣờng miệng và đƣờng da [6]
Loại độc Đƣờng miệng LD50 (chuột) (mg/kg thể trọng) Đƣờng da
Chất rắn Chất lỏng Chất rắn Chất lỏng
Ia Cực độc ≤5 ≤20 ≤10 ≤40
Ib Rất độc 5-50 20-200 10-100 40-400
II Độc vừa 50-500 200-2.000 100-1.000 400-4.000
III Độc nhẹ >500 >2.000 >1.000 >4.000 IV Loại sản phẩm không gây độc cấp khi sử dụng ình thƣờng
Bảng phân loại trên dùng để đánh giá phân iệt mức độ độc hại của TBVTV. Sự phân biệt mức độ tác hại cung cấp các thông tin về nguy cơ cấp tính đối với sức khoẻ do tiếp xúc một lần duy nhất hay nhiều lần trong thời gian ngắn.
1.1.3 Đặc điểm [4]
- Độc với cơ thể sinh vật: Tác động đến hệ thần kinh làm sinh vật bị tê liệt và dẫn tới tử vong.
- Tồn dƣ lâu dài trong đất, nƣớc qua chuỗi thức ăn sẽ xâm nhập vào cơ thể ngƣời gây nhiều rối loạn và phát triển thành bệnh nhƣ ung thƣ, viêm loét ngoài da…
1.1.4 Tác động của TBVTV
Tùy từng loại thuốc mà khi phun có khoảng 15 - 25% lƣợng thuốc ở dạng bột và từ 25 - 60% lƣợng thuốc ở dạng lỏng bám trên cây. Trong số đó lƣợng thuốc BVTV thật sự xâm nhập, tác động đến sâu hại chỉ khoảng 1 - 2%. Do đó, khi phun thuốc cho cây trồng, có tới trên 50% lƣợng thuốc bị rơi xuống đất. Ngƣời ta ƣớc tính có tới 90% lƣợng thuốc sử dụng khơng tham gia diệt sâu bệnh mà chủ yếu gây nhiễm độc cho đất, nƣớc, khơng khí và nơng sản. Nhƣ vậy cho dù phun thuốc dạng bột hay dạng lỏng và trong điều kiện tốt nhất thì lƣợng thuốc tác động đến những sinh vật khơng thuộc đối tƣợng cần phịng trừ vẫn chiếm một tỷ lệ khá lớn.
15
Thuốc BVTV gây ra nhiều xáo trộn cho HST. Tùy theo từng trƣờng hợp, thuốc BVTV có thể gây tác động ở những mức độ khác nhau đến các loài của các quần thể sinh vật và gây ra những biến đổi lớn với những mức độ khác nhau đến cấu trúc quần xã. Thuốc BVTV còn tác động đến hàng loạt các sinh vật khác nhƣ cây trồng, vi sinh vật đất và động vật có xƣơng sống. Hậu quả dễ thấy nhất là làm rối loạn cân bằng sinh thái, tạo thuận lợi cho sâu bệnh phát triển và có điều kiện gây hại
1.1.4.1 Tác động của TBVTV đến HST đồng ruộng:
Đối với thành phần côn trùng hại lúa:
TBVTV làm thay đổi cơ ản về HST đồng ruộng, dẫn đến những thay đổi cơ ản về cấu trúc khu hệ sâu hại lúa. Trong những năm gần đây, do sự thay đổi cơ cấu mùa vụ sản xuất và tăng cƣờng áp dụng các biện pháp hóa học để phịng trừ sâu bệnh nên tình hình phát triển và gây hại của sâu hại lúa nƣớc ở Việt Nam từ đang ở dạng gồm nhiều lồi (khoảng 88 lồi) đã giảm xuống chỉ cịn 5 loài thƣờng xuyên xuất hiện (rầy nâu, sâu cuốn lá nhỏ, sâu đục thân, ƣớm hai chấm, bo xít dài). Những thay đổi kể trên trong sản xuất nơng nghiệp, một mặt đã đem lại những lợi ích vơ cùng to lớn, nhƣng đồng thời cũng đã làm nảy sinh một số vấn đề về bảo vệ môi trƣờng và phát triển kinh tế xã hội. Một trong những vấn đề cấp ách đó là diện tích bị gây hại và cả mức độ gây hại tăng lên nhiều lần so với tăng năng suất. Theo thống kê, năng suất lúa tăng 1% thì diện tích sâu bệnh gây hại lên đến 7%.
Đối với các loài thiên địch của sâu hại lúa:
Các loài nấm, tuyến trùng, bọ cánh cứng và nhiều loại cơn trùng khác giữ vai trị quan trọng trong việc phân hủy chất hữu cơ trong đất cũng nhƣ góp phần vào q trình đấu tranh sinh học lâu dài trong mơi trƣờng có thể bị tiêu diệt do xông hơi hoặc do phun xịt. Do vậy, nếu phá vỡ cơ chế phịng trừ tự nhiên thì có thể tạo ra sự lệ thuộc thƣờng xuyên vào TBVTV.
16
Thành phần thiên địch của sâu hại trong HST ruộng lúa khá phong phú. Theo thống kê, tại các ruộng lúa ở Việt Nam hiện có 129 lồi ký sinh, 186 lồi cơn trùng và nhện ăn thịt, 6 loài vi sinh gây bệnh cho sâu hại lúa và một số cây trồng khác. TBVTV, đặc biệt là các loại thuốc trừ sâu nhóm độc I và một số nhóm pyrethroid đều gây độc cho các loài thiên địch. [7]Cùng với việc giảm đáng kể sâu hại lúa, việc sử dụng TBVTV cũng làm giảm đáng kể số lƣợng các loài thiên địch. Hiện nay,một số loài thiên địch đa thực của sâu hại lúa đã khơng cịn tìm thấy nhƣ: Telenomus rowani, Telenomus dignoides, Stenobracon niccivillei, Tropobracon schoenobii, Tetrastichus dyyari hoặc bị giảm số lƣợng một cách trầm trong nhƣ: Apanteles chilonis, Trichogramma, Japonicum, Tetrastichus schoenobii.
Hầu hết các vùng trồng lúa tại Việt Nam, đặc biệt là ĐBSC , đồng bằng sông Hồng, đồng bằng miền trung, trung du phía bắc là những nơi sử dụng một lƣợng lớn TBVTV thì đã có một sự suy giảm trầm trọng về thành phần của các loài thiên địch (mất 23 loài), bị suy giảm về số lƣợng (từ 52-78%).
Ở Việt Nam, nhiều trƣờng hợp phun thuốc azodin, monitoe, methyl parathion sau 3- 5 ngày thì mật độ bọ rùa và nhện giảm 50-90 % và rất chậm phục hồi. Các nhà khoa học cũng đã chỉ ra rằng nếu sử dụng thuốc trừ sâu sớm (nhất là các loại thuốc có phổ tác dụng rộng) thì ngồi việc tiêu diệt các lồi gây hại, các loại thuốc này cịn tiêu diệt ln cả một tập đồn thiên địch trên đồng ruộng. Vào những năm 1960, số lƣợng các loài thiên địch rầy nâu đƣợc phát hiện là 35 lồi trong đó có 10 lồi ký sinh 14 loài bắt mồi, 10 loại nhện. Tuy nhiên sau khoảng thời gian sử dụng TBVTV, ở các vùng trồng lúa có dịch rầy nâu chỉ phát hiện đƣợc 19 loài thiên địch rầy nâu, trong đó có 5 lồi ký sinh, 9 lồi cơn trùng ăn thịt và 5 loài nhện. Nguyên nhân suy giảm của các loài thiên địch này chủ yếu là do sử dụng TBVTV với cƣờng độ và chủng loại ngày càng tăng. Sự giảm sút về thành phần và số lƣợng loài thiên địch của rầy nâu là một trong những nguyên nhân làm bùng phát dịch rầy nâu hại lúa ở Việt Nam.
17
Đối với thực vật thủy sinh trong ruộng lúa:
Trên ruộng lúa nƣớc có khoảng 61 - 64 lồi động vật thủy sinh. Trong từng vụ lúa nƣớc, số lƣợng loài động vật thủy sinh biến đổi tùy theo việc sử dụng TBVTV. Tác đông của TBVTV là làm suy giảm số lƣợng loài thực vật thủy sinh nhƣ Cladocera,
Copepoda, Rotatoria và cả cơn trùng Insecta [7]. Tuy nhiên nhóm động vật đáy nhƣ
giun ít tơ (Oligochaeta) và nhóm đỉa (Hirudinea) tỏ ra chống chịu đƣợc với TBVTV dùng cho lúa. Các nhóm thân mềm (Mollusca) và giáp xác (Crustaceae) cũng ị ảnh hƣởng, có thể bị suy giảm về số lƣợng hoặc bị tiêu diệt hoàn toàn trên HST ruộng lúa.
1.1.4.2 Tác động của TBVTV đến động, thực vật:
Một số TBVTV có thể làm hại ong mật, gây thiệt hại cho những nhà nuôi ong và làm giảm thụ phấn cho một vài loại cây trồng. Do vậy, vào mùa ra hoa có nhiều ong lai vãng cần phải tránh phun thuốc hoặc dùng các loại thuốc ít độc hại cho ong. Sinh vật hoang dã cũng có thể bị trúng độc trực tiếp hoặc gián tiếp khi nguồn thức ăn và môi trƣờng sống của chúng khi bị nhiễm độc TBVTV. Các động vật có xƣơng sống kể cả chim thƣờng kiếm ăn và cƣ trú gần các cánh đồng có dùng TBVTV cũng có khả năng ị nhiễm độc do TBVTV đi vào chuỗi thức ăn [7]. Mặc dù TBVTV có thể khơng giết chết trực tiếp các động vật hoang dã nhƣng thuốc làm cho hệ miễn dịch của chúng bị yếu đi, hay nhiễm bệnh tật, ảnh hƣớng đến sinh sản và chúng không kiếm đƣợc mồi hoặc nƣớc uống hoặc tự bảo vệ chống lại các thiên địch. Một số TBVTV có tính bền vững cao tích lũy lại trong chuỗi thực phẩm với nồng độ cao dần trong chuỗi thức ăn đƣợc gọi là hiện tƣợng tích lũy sinh học [8]. TBVTV tích lũy qua chuỗi thức ăn làm nhiễm độc mãn tính các động vật, dễ thấy nhất là gây rối loạn chức năng sinh sản (chậm trƣởng thành sinh dục, số trứng ít, trứng có vỏ mỏng). Các thuốc chlor hữu cơ nhƣ DDT, dieldrine, heptachlor và PCB (Polychlorinated iphenyls), cũng nhƣ thuốc diệt cỏ đều ảnh hƣởng đến sinh sản của chim.
18
Ngoài ra, một số hậu quả khác của TBVTV cũng có thể xảy ra nhƣ sau.
Giảm lƣợng thức ăn:
Một trong những xáo trộn do TBVTV gây ra cho quần xã là làm giảm lƣợng năng lƣợng cần thiết ở các bậc dinh dƣỡng khác nhau trong hệ sinh thái nông nghiệp. Chẳng hạn nhƣ sự biến mất các thực vật hoang dại do sử dụng thuốc trừ cỏ trong các vùng đất canh tác đã làm giảm nguồn thức ăn và nơi ở của nhiều loài chim cƣ trú trong vùng đất canh tác đã làm giảm nguồn thức ăn và nơi ở của nhiều loài chim cƣ trú trong vùng hay xung quanh vùng đó. Tƣơng tự, việc sử dụng các thuốc trừ sâu phân hủy nhanh (car amate và pyrethroid…) tuy khơng độc lâu dài nhƣ nhóm chlor hữu cơ, nhƣng cũng gây hại cho các lồi chim ăn cơn trùng vì chúng mất đi nguồn thức ăn. [7]
àm thay đổi cân bằng trong tự nhiên:
TBVTV có thể kích thích sự phát triển nhanh chóng của một lồi thực vật hay lồi động vật nào đó. Chẳng hạn nhƣ khi sử dụng thuốc diệt cỏ ở các nơi trồng ngũ cốc thì hạt song tử diệp bị loại trừ, khi đó cỏ họ hịa bản khó ƣa sẽ phát triển mạnh vì vắng các lồi sinh vật cạnh tranh.
Sử sụng TBVTV có thể loại trừ các lồi thiên địch. Ở Hoa Kỳ, việc sử dụng quá liều azodrin (thuốc trừ sâu có gốc phosphor hữu cơ ) để trừ cơn trùng gây hại cây bơng vải, thay vì làm giảm quần thể sâu Heliothiszea, thuốc azodrin lại diệt các thiên địch và ký sinh của sâu này, làm cho vùng trồng bơng có dùng thuốc bị thiệt hại nhiều hơn vùng không dùng thuốc. [7]
Ảnh hƣởng lên diễn thế sinh thái:
Diễn thế của quần thể động vật phụ thuộc chặt chẽ vào diễn thế của các quần thể thực vật. Thuốc diệt cỏ ảnh hƣởng mạnh hơn thuốc trừ sâu trong diễn thế của quần xã; làm cho HST trở lại giai đoạn đầu của diễn thế sinh thái và đƣợc chiếm cứ bởi các thực vật tiên phong. Chẳng hạn nhƣ, tại các khu rừng Việt Nam, nơi đã ị tàn
19
phá hồn tồn bởi thuốc khai quang, thì đất trồng đƣợc tre và đồng cỏ bao phủ, rừng không thể phục hồi trở lại đƣợc khi đó động vật cũng ị mất nơi cƣ trú. [7]
1.1.4.3 Tác động của TBVTV đến môi trường:
Con đƣờng phát tán TBVTV
Việc sử dụng TBVTV trong nông nghiệp, lâm nghiệp, là nguồn gốc sinh ra tồn dƣ một lƣợng TBVTV trong môi trƣờng. TBVTV phun lên cây một phần đƣợc cây hấp thụ tiêu diệt sâu bệnh, một phần tồn dƣ đi vào môi trƣờng xung quanh và chịu tác động của hàng loạt các q trình lý hóa, sinh học nên chúng sẽ bị biến đổi, di chuyển và phân bố theo đơn vị mơi trƣờng lên các thành phần tự nhiên. Tính tồn lƣu có lợi trong một số trƣờng hợp nhƣng ất lợi cho môi trƣờng. Phần lớn các ảnh hƣởng của TBVTV với mơi trƣờng là do nhóm Clo hữu cơ. [6]
Hình 1.1 Chu trình phát tán của TBVTV [6] Thực vật hấp thu
Ngấm xuống đất sâu bời mƣa hay tƣới tiêu
Phân giải bới vi khuẩn hiếu khí hay thủy phân hóa học
Bám dính váo đất
Cháy trên bề mắt ra sơng hồ
Rò rỉ theo dòng nuốc TBVTV
Bốc hơi vào khí quyển Phân hủy bởi
tiêu cực tím
20
Hình 1.2 Con đƣờng ảnh hƣởng của TBVTV đối với con ngƣời [6]
Thuốc bảo vệ thực vật khơng chỉ có tác dụng tại nơi xử lý mà cịn gây ô nhiễm các vùng lân cận do thuốc bị bốc hơi đi vào khí quyển và đƣợc gió mang đi xa. Thuốc có thể bị lắng tụ trong các vực nƣớc do mƣa rửa trơi, có thể hiện diện trong đất nƣớc, nƣớc ngầm, khơng khí, súc vật và con ngƣời và nhiều loại sản phẩm khác nhau và đƣợc tích luỹ phóng đại theo chuỗi thức ăn. Sự tích luỹ thƣờng gắn liền với thuốc có tính tồn lƣu trong đất và nƣớc. [6]
TBVTV Cây trồng Hấp thụ Tồn dƣ Đất Nƣớc mặt Nƣớc ngầm Nông sản Môi trƣờng Sinh vật Con ngƣời
21
Tác động của TBVTV đến môi trƣờng nƣớc:
Sự lạm dụng TBVTV đã dẫn đến một lƣợng lớn dƣ lƣợng TBVTV bị rửa trôi xuống mƣơng, vào ao, hồ, sông và thâm nhập vào nguồn nƣớc, làm ô nhiễm nguồn nƣớc mặt, nƣớc ngầm. Thuốc tồn tại trong môi trƣờng đất, lẫn trong nƣớc mƣa theo các mạch nƣớc ngầm hay do quá trình rửa trơi, xối mịn sẽ rị rỉ ra các vực nƣớc, khiến môi trƣơng bị ô nhiễm bởi TBVTV.
Khi vận chuyển vào trong mơi trƣờng nƣớc, TBVTV sẽ bị hồ tan và bị hấp phụ bởi các thành phần vô sinh và các thành phần lơ lửng trong nguồn nƣớc hoặc lắng tụ xuống đáy và tích tụ vào trong cơ thể sinh vật, theo chuỗi thực phẩm và gây độc cho ngƣời. [6]
Tác động của TBVTV đến môi trƣờng đất:
Đất canh tác là nơi tập trung nhiều dƣ lƣợng TBVTV. Đất nhận TBVTV từ các nguồn khác nhau. Tồn lƣợng TBVTV trong đất đã để lại các tác hại đáng kể trong môi trƣờng. TBVTV đi vào trong đất do các nguồn : phun xử lý đất, các hạt TBVTV rơi vào đất, theo mƣa lũ, theo xác sinh vật vào đất. Theo kết quả nghiên cứu thì phun thuốc cho cây trồng có tới 50% số thuốc rơi xuống đất, ngồi ra cịn có một số thuốc rải trực tiếp vào đất. Khi vào trong đất một phần thuốc đƣợc cây hấp thụ, phần còn lại thuốc đƣợc keo đất giữ lại. Thuốc tồn tại trong đất dần dần đƣợc phân giải qua hoạt động sinh học của đất và qua tác động của các yếu tố hoá, lý. Tuy nhiên tốc độ phân giải chậm nếu thuốc tồn tại trong môi trƣờng đất với lƣợng lớn, nhất là trong đất có hoạt tính sinh học kém.
Thời gian tồn tại của thuốc trong đất dài hay ngắn tùy thuộc vào nhiều yếu tố môi trƣờng. Tuy nhiên, một chỉ tiêu thƣờng dùng để đánh giá khả năng tồn tại trong đất của thuốc là "thời gian bán phân hủy" (half life), tính từ khi thuốc đƣợc đƣa vào đất cho tới khi một nửa lƣợng thuốc bị phân hủy và đƣợc biểu thị bằng DT50 (disap pearance time), ngƣời ta còn dùng các trị số DT75, DT90 là thời gian để 75%, 90% lƣợng thuốc bị phân hủy trong đất.
22
Hình 1.3 Con đƣờng di chuyển TBVTV trong mơi trƣờng đất [6]
TBVTV
Quang hóa
Cây trồng
Bayhơi
Hấp thụ và phân giải
Phân giải hóa học trong đất Hấp thụ bởi hạt đất Rỏ rỉ xuống nƣớc ngầm Phân hủy sinh
học trong đất
23
Bảng 1.3 Thời gian bán hủy của một số TBVTV trong môi trƣờng đất
Thuốc Thời gian bán phân hủy (năm)
Aldrin 0.3 Isobenzan 0.4 Heptachlor 0.8 Lindane 1.2 Endrin 2.2 Dieldrin 2.5 DDT 2.8 Chlordane 1.0
Các hợp chất chlor hữu cơ có thời gian bán phân hủy dài nhất trong các loại thuốc trừ sâu hữu cơ tổng hợp thông dụng (DDT có thể tồn tại gần 3 năm). ƣợng TBVTV, đặc biệt là nhóm Chlor hữu cơ quá lớn trong đất mà nó lại rất khó phân hủy nên chúng có thể tồn tại trong đất có thể gây hại cho thực vât trong nhiều năm. Sau một khoảng thời gian nó sinh ra các dạng hợp chất mới thƣờng có tính độc cao hơn ản thân nó.
Ví dụ: sản phẩm tồn lƣu của DDT trong đất là DDE cũng có tác dụng nhƣ thuốc trừ sâu nhƣng tác hại đối với sự phát triển của phôi bào trứng chim độc hơn DDT từ 2 đến 3 lần. Loại thuốc Aldrin cũng đồng thời với DDT, có khả năng tồn lƣu trong mơi trƣờng sinh thái (MTST) đất và cũng tạo thành sản phẩm "dieldrin" mà độc tính của nó cao hơn aldrin nhiều lần. Thuốc diệt cỏ 2,4 – D tồn lƣu trong MTST đất và cũng có khả năng tích luỹ trong quả hạt cây trồng. Các thuốc trừ sâu dẫn xuất từ EDBC (acid etylen bis dithiocar amic) nhƣ mane , propined khơng có tính độc cao đối với động vật máu nóng và khơng tồn tại lâu trong môi trƣờng nhƣng dƣ