Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của đề tài 1. Cơ sở lý luận * Khái niệm về thuốc Bảo vệ thực vật Thuốc BVTV là những hợp chất độc có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp hóa học được dùng để phòng, trừ sâu bệnh, cỏ dại, chuột,.hại cây trồng và nông sản. Thuốc BVTV gồm nhiều nhóm khác nhau, gọi theo tên nhóm sinh vật hại, như thuốc trừ sâu để trừ sâu hại, thuốc trừ bệnh dùng để trị bệnh cây.
Thuốc BVTV nhiều khi còn là thuốc trừ hại. Thuốc BVTV-DDT tên thường gọi là Dichloro Diphenyl Trichloroethane, thuộc nhóm Clor hữu cơ. Là thuốc BVTV rất bền vững trong tự nhiên đất và nước, có thời gian bán phân hủy rất dài, được xếp vào loại độc tính loại I và loại II. Nó có khả năng trơ với các phản ứng quang phân, với Oxy trong không khí.
Trong môi trường kiềm nó dễ bị Dehydroclorua hóa. DDT ít tan trong nước nhưng khi hòa tan trong nước chúng tạo thành huyền phù. DDT tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như khả năng hòa tan trong mỡ rất bền do đó DDT được tích lũy qua chuỗi thức ăn. Đến năm 1993 ở Việt Nam có lệnh cấm sử dụng thuốc BVTV nhóm Clor hữu cơ.
*Khái niệm môi trường Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và các yếu tố vật chất nhân tạo có quan hệ mật thiết với nhau, bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống, sản xuất, sự tồn tại và phát triển của con người và thiên nhiên. n 5 * Tác hại của DDT đối với môi trường tự nhiên Các chất thải sinh ra từ quá trình sử dụng hóa chất trong nông nông nghiệp như phân bón, thuốc trừ sâu làm cho môi trường đất bị ô nhiễm do sự tồn dư của chúng trong đất quá cao và tích lũy trong cây trồng. Do thuốc tồn đọng lâu không phân hủy nên nó có thể theo nước và gió phát tán tới các vùng khác, theo các loài sinh vật đi khắp mọi nơi. Khi bị phát tán ra khí quyển DDT có khả năng di chuyển hàng nghìn dặm trong khí quyển đến các khu vực lạnh hơn thì bị kết tủa lại rơi trở lại xuống mặt đất, tích tụ trong mỡ người và các loài động vật.
DDT có thời gian bán phân hủy là 5 đến 15 năm, DDT có thành phần tương đối ổn định nên khó bị phân hủy trong môi trường tự nhiên và thâm nhập các loài chim theo hệ thống nước, thực vật phù du, động vật phù du, tôm cá nhỏ. DDT trong không khí phải sau 10 năm mới giảm nồng độ xuống tỷ lệ ban đầu 1/10. DDT là hợp chất chứa Clo gây hậu quả rất độc đối với môi trường. * Tác hại của DDT đối với con người, động vật - Về nhiễm độc cấp tính: Nếu ăn nhầm thực phẩm chứa vài gram hóa chất trong một thời gian ngắn có thể bị ảnh hưởng trực tiếp lên hệ thần kinh: kích thích, vật vã, run, thở gấp, co giật, có thể dẫn đến tử vong.
Người bị nhiễm độc sẽ bị run rẩy, co giật mạnh kéo theo tình trạng ói mửa, đổ mồ hôi, nhức đầu và chóng mặt. - Về nhiễm độc mãn tính: Khi bị nhiễm độc với liều lượng nhỏ trong thời gian dài, chức năng của gan bị thay đổi: to gan, viêm gan, lượng độc tố (enzim) của gan trong máu có thể bị tăng lên và DDT tích tụ trong các mô mỡ, sữa mẹ và có khả năng gây vô sinh cho động vật có vú và chim. n 6 Gây tổn thương thận và thiếu máu. Nếu bị nhiễm độc vào khoảng 20- 50mg/ngày/kg cơ thể, có thể ảnh hưởng đến việc sinh sản, đến các tuyến nội tiết như tuyến giáp trạng, nang thượng thận.
Nếu bị nhiễm lâu hơn có thể dẫn đến ung thư. * Con đường nhiễm độc Những người trong vùng nông nghiệp chuyên canh về lúa thường bị nhiễm độc qua đường nước Người sống trong vùng chuyên canh về thực phẩm xanh như các loại hoa màu sẽ bị nhiễm độc qua đường hô hấp. Người dân vùng đô thị bị nhiễm độc khi tiêu thụ các thực phẩm dễ bị nhiễm độc. DDT có thể thâm nhập vào thai nhi qua nước ối và nhau thai của bà mẹ cũng như qua đường cuống rốn.
Khi đã được sinh ra trẻ sơ sinh nhiễm tiếp qua đường sữa mẹ. Nghiên cứu cho thấy nếu mẹ bị nhiễm độc thì thai nhi sẽ chậm phát triển, hệ thống sinh dục của thai nhi có thể bị biến dạng. Cơ sở pháp lý để thực hiện đề tài Đề tài căn cứ vào các văn bản pháp luật liên quan đến bảo vệ môi trường sau: - Luật Bảo vệ môi trường do Quốc hội nước CHXHCN Việt Nam ban hành ngày 29/5/2005, có hiệu lực từ ngày 01/7/2006. - Nghị định số 80/2006/NĐ-CP ngày 09/8/2006 của Chính phủ về việc quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trường.
- Nghị định số 21/2008/NĐ-CP ngày 28/8/2008 về sửa đổi, bổ sung một só điều của Nghị định 80/2006/NĐ-CP ngày 09/8/2006 của Chính phủ về việc quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trường. n 7 - Quyết định số 22/2006/QĐ-BTNMT ngày 18/12/2006 của Bộ trưởng Bộ TN&MT về việc “Bắt buộc áp dụng tiêu chuẩn Việt Nam về Môi trường”. - Chỉ thị số 29/1998/CT-TTg ngày 25/8/1998 của Thủ tướng Chính phủ về việc: Tăng cường công tác quản lý, sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật và các chất khó phân hủy. - Thông tư liên tịch số 07/2007/TT-BTNMT ngay 03/7/2007 của Bộ TN&MT hướng dẫn phân loại và quyết định danh mục cơ sở gây ô nhiễm môi trường cần phải xử lý.
- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường bắt buộc áp dụng QCVN 15:2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trong đất. Cơ sở thực tiễn của đề tài Một số ứng dụng công nghệ xử lý môi trường đất bị ảnh hưởng bởi thuốc BVTV đã được thực hiện có hiệu quả trong thực tiễn. Công nghệ xử lý bằng các tác nhân ô xi hóa mạnh thông qua giải pháp công trình và phi công trình để xử lý tồn dư thuốc BVTV của Viện Môi trường nông nghiệp là một bước tiến đáng kể và khả thi nhất trong công tác xử lý tồn dư thuốc BVTV trong thời điểm hiện tại. Việc xử lý thí điểm tại “điểm nóng” ô nhiễm thuốc BVTV ở xã Nam Lĩnh năm 2011 và 2012.
Đây là một trong 3 phương án đang được áp dụng, mang lại hiệu quả cao, an toàn cho môi trường; đồng thời chi phí thấp nhất. Sử dụng các tác nhân ô xi hóa mạnh để xử lý tình trạng ô nhiễm thuốc BVTV. Đưa đất bị ô nhiễm lượng tồn dư thuốc BVTV lên bề mặt để chúng có điều kiện tiếp xúc với các tác nhân ô xi hóa và tạo phản ứng hóa học để trung hòa hết lượng thuốc BVTV tồn dư trong đất, kết hợp giữa giải pháp công trình (đưa toàn bộ đất bị ô nhiễm từ 2,5 m dưới lòng đất lên mặt đất để tăng phản ứng ô xi hóa) và giải pháp phi công trình (sử dụng tác nhân ô xi hóa mạnh kết hợp với nước và các dung môi để n 8 cô lập thuốc ra khỏi keo đất) để xử lý một cách triệt để diện tích đất bị ô nhiễm". Năm 2011, Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn cho phép, Viện Môi trường Nông nghiệp đã làm thí điểm 350 m2 đất là nền kho chứa thuốc DDT tại xóm 4, xã Nam Lĩnh, Nam Đàn, kết quả đã giảm dư lượng thuốc từ 2600 ppm phần triệu xuống còn xấp xỉ 3 ppm, đạt hiệu quả 99%.
Tuy nồng độ thuốc BVTV vẫn chưa đạt yêu cầu theo quy chuẩn VN (0,01 ppm), nhưng điều quan trọng là khu đất đã qua xử lý hầu như không gây tác động xấu đến môi trường. Năm nay viện tiếp tục xử lý thí điểm lô đất còn lại của kho chứa thuốc DDT này (liền kề với lô xử lý năm 2011) (Báo điện tử Nông nghiệp Việt Nam, 2012), [4]. Các nhà khoa học thuộc Bộ môn Vi sinh vật (Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam) đã nghiên cứu phân lập và tuyển chọn được một số chủng vi sinh vật (VSV) mới có khả năng phân hủy tồn dư thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) trong đất trồng. Phương pháp này vừa đơn giản, chi phí thấp, hiệu quả cao và đặc biệt không gây ô nhiễm trở lại đối với môi trường.
Cùng với những tiến bộ vượt bậc của khoa học và công nghệ, xu hướng xử lý tồn dư thuốc BVTV trong đất trồng bằng phương pháp sinh học đang được nhiều nhà khoa học trên thế giới và ở Việt Nam quan tâm nghiên cứu. Với mong muốn tìm ra một biện pháp xử lý sinh học, từ năm 2001, các nhà khoa học thuộc Bộ môn Vi sinh vật (VSV) đã tiến hành nghiên cứu đề tài phân lập và tuyển chọn một số chủng VSV có khả năng phân hủy tồn dư thuốc BVTV. Theo các nhà khoa học, quá trình phân hủy tự nhiên các hóa chất BVTV cũng xảy ra trong đất, nhưng rất chậm. Vì vậy, khi sử dụng các chủng VSV này thì quá trình phân hủy sẽ xảy ra nhanh hơn.
Có thể nói đây là biện pháp cải tạo đất trồng tốt nhất hiện nay ở nước ta vì áp dụng quy trình xử lý sinh học, bảo vệ được môi trường. Giá thành sử dụng các chủng VSV này để cải tạo đất cũng tương đối rẻ, khoảng 30-60 n 9 nghìn đồng/ha tùy theo nồng độ thuốc trừ sâu tồn dư trong đất. Sử dụng các chủng VSV này để cải tạo đất rất có lợi, đặc biệt là các vùng chuyên trồng rau sạch. Khắc phục hậu quả hóa chất BVTV tồn lưu.
Tổng cục Môi trường và các địa phương đã phối hợp tổ chức tiêu hủy, xây hầm bê tông kiên cố chôn lấp hàng trăm tấn hóa chất BVTV tồn lưu tại những điểm “nóng” gây ô nhiễm môi trường. Điển hình như việc khoanh vùng xử lý ô nhiễm thuốc bảo vệ thực vật tại khu Lùm Nghè, thôn Hoàng Trù, xã Kim Liên, huyện Nam Đàn (Nghệ An). Năm 1970, nơi đây từng đặt Nhà máy sản xuất thuốc bảo vệ thực vật. Năm 2008, Cục Quản lý chất thải và Cải thiện môi trường đã lựa chọn giải pháp xây tường rào, đào mương thoát nước với đáy lót than bùn dẫn vào bể than hoạt tính, đã cách ly khu vực ô nhiễm do thuốc bảo vệ thực vật với khu vực xung quanh, mặt khác trồng cây bạch đàn phủ xanh toàn bộ diện tích ô nhiễm để cải tạo đất.