Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đề tài “Đánh giá tình hình sản xuất và ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật tới môi trường tại trang trại 57 Ein Yahav vùng Arava, Israel” được thực hiện bởi sinh viên Lê Văn Sơn, dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Thị Huệ, thuộc chuyên ngành Khoa học Môi trường, Khoa Môi trường, Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên (khóa học 2013 – 2017).

Bối cảnh thực tiễn được tác giả nêu rõ xuất phát từ đặc thù của Israel – một quốc gia Trung Đông có điều kiện tự nhiên khắc nghiệt với 2/3 diện tích lãnh thổ là sa mạc và phần còn lại là đồi núi đá trọc, khí hậu cực kỳ khô hạn. Mặc dù vậy, Israel đã phát triển nền nông nghiệp trình độ cao, trở thành nước xuất khẩu lớn về nông sản và công nghệ nông nghiệp. Trong quá trình thâm canh đó, hóa chất bảo vệ thực vật (BVTV) cùng phân bón hóa học được coi là công cụ then chốt để phòng trừ sâu bệnh, bảo vệ mùa màng. Tuy nhiên, tính chất độc hại cao của các loại thuốc BVTV tạo ra nguy cơ suy thoái môi trường sinh thái, ô nhiễm nguồn nước, đất, không khí, đồng thời để lại dư lượng trên nông sản và gây tổn hại trực tiếp đến sức khỏe của người lao động trực tiếp sản xuất cũng như người tiêu dùng. Việc giải quyết hài hòa giữa bảo vệ mùa màng và giảm thiểu tác hại môi trường là bài toán cấp thiết.

Mục tiêu nghiên cứu được xác định cụ thể trong văn bản:

  1. Mục tiêu chung: Nắm được thực trạng sử dụng thuốc BVTV trong quá trình canh tác một số cây trồng tại trang trại 57 Ein Yahav, vùng Arava, Israel; từ đó đề xuất một số giải pháp nhằm quản lý tốt việc sử dụng thuốc BVTV tại trang trại.
  2. Mục tiêu cụ thể:
    • Đánh giá được sản xuất nông nghiệp trên toàn khu vực quận Ein Yahav.
    • Đánh giá được thực trạng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật trong quá trình canh tác một số cây trồng ảnh hưởng tới môi trường tại trang trại 57 Ein Yahav vùng Arava, Israel.
    • Đề xuất giải pháp nhằm quản lý tốt việc sử dụng thuốc BVTV tại trang trại 57 Ein Yahav vùng Arava, Israel.

Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Các loại cây trồng chính tại trang trại (cây nho và cây ớt ngọt) cùng các loại hóa chất BVTV được sử dụng trên hai loại cây này.
  • Phạm vi không gian: Trang trại sản xuất nông nghiệp số 57 thuộc khu vực Moshav Ein Yahav, vùng Arava, miền Nam Israel.
  • Phạm vi thời gian: Nghiên cứu, thu thập số liệu và theo dõi thực địa trong giai đoạn từ ngày 01/08/2016 đến ngày 21/06/2017.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng hệ thống cơ sở lý thuyết dựa trên các khái niệm chuyên ngành bảo vệ thực vật và độc học môi trường:

  • Khái niệm về thuốc BVTV, chất độc, độc tính, độ độc và liều lượng.
  • Khái niệm dư lượng hóa chất BVTV và giới hạn dư lượng tối đa (MRL - Maximum Residue Limit) theo tiêu chuẩn GlobalGAP của Liên minh châu Âu (EU).
  • Chỉ số liều gây chết trung bình LD50 (Lethal Dose 50, tính bằng mg/kg thể trọng chuột thực nghiệm) và hệ thống phân loại nhóm độc theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) cùng quy định nhãn mác tại Israel: Nhóm I (Rất độc - vạch đỏ, biểu tượng đầu lâu xương chéo); Nhóm II (Độc cao - vạch vàng, biểu tượng chữ thập chéo); Nhóm III (Nguy hiểm - vạch xanh nước biển, biểu tượng đường chéo không liền nét); Nhóm IV (Cẩn thận - vạch xanh lá cây, không biểu tượng).
  • Cơ chế vận chuyển, chuyển hóa và tồn lưu của hóa chất BVTV trong các thành phần môi trường (đất, nước, không khí) và tác động sinh học (nhiễm độc cấp tính và mãn tính ở người, suy giảm vi sinh vật đất, hiện tượng bùng phát sâu hại thứ yếu và kháng thuốc).
  • Tiêu chuẩn thực hành sản xuất nông nghiệp bền vững tại Israel thông qua mô hình hợp tác xã (Kibbutz và Moshav), sáng kiến "Clean Arava" và 7 tiêu chuẩn quản lý trang trại: Lịch sử và quản lý địa điểm sản xuất; Vật liệu gieo trồng; Phân bón và chất phụ gia; Tưới tiêu; Bảo vệ thực vật; Thu hoạch và xử lý rau quả; Quản lý trang trại.

Phương pháp nghiên cứu thực tế gồm ba nhóm chính:

  • Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu thứ cấp: Kế thừa số liệu từ báo cáo khoa học, tạp chí, dữ liệu khí hậu, điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của Israel, vùng Arava và báo cáo sản xuất của trang trại 57 giai đoạn 2016 – 2017.
  • Phương pháp điều tra, phỏng vấn bằng phiếu hỏi (số liệu sơ cấp): Thực hiện khảo sát trực tiếp tại trang trại với tổng số 30 phiếu điều tra, cơ cấu mẫu bao gồm 05 cán bộ quản lý trang trại, 10 sinh viên thực tập và 15 công nhân trực tiếp lao động (độ tuổi từ 25 đến 50 tuổi). Phiếu khảo sát gồm hai phần: thông tin chung và các vấn đề liên quan đến sử dụng hóa chất BVTV, triệu chứng sức khỏe, trang bị bảo hộ lao động.
  • Phương pháp tổng hợp và phân tích số liệu: Hệ thống hóa thông tin, phân tích thống kê mô tả và xử lý bảng biểu, biểu đồ bằng phần mềm Microsoft Excel.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Tác giả nêu rõ tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ việc cân bằng giữa năng suất nông nghiệp công nghệ cao và bảo vệ môi trường, xác lập hệ thống mục tiêu chung, 3 mục tiêu cụ thể, ý nghĩa học tập nghiên cứu và ý nghĩa thực tiễn đối với công tác hướng dẫn sử dụng hóa chất BVTV an toàn tại cơ sở sản xuất.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng hợp cơ sở khoa học về thuốc BVTV, các chỉ số độc tính (LD50), phân loại mức độ độc của WHO và biểu tượng ghi nhãn tại Israel. Tác giả phân tích tác động tiêu cực của hóa chất đối với môi trường đất (làm chai cứng đất, suy giảm hoạt tính vi sinh vật có ích), môi trường nước (rửa trôi, ngấm vào nước ngầm và nước mặt), không khí và sức khỏe con người (ngộ độc cấp tính, ngộ độc mãn tính dẫn đến rối loạn thần kinh, hô hấp, nguy cơ đột biến gen). Đồng thời, chương này tổng kết thực trạng sản xuất và sử dụng thuốc BVTV trên thế giới (qua 3 giai đoạn: Cân bằng sử dụng, Dư thừa sử dụng, Khủng hoảng sử dụng), các mô hình tổ chức nông nghiệp của Israel (Kibbutz, Moshav), dự án kiểm soát dịch hại "Clean Arava" và hệ thống 7 tiêu chuẩn thực hành sản xuất bền vững.

Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Xác định đối tượng khảo sát là cây nho, cây ớt ngọt và danh mục thuốc BVTV tương ứng tại trang trại 57 Ein Yahav trong thời gian từ 01/08/2016 đến 21/06/2017. Trình bày chi tiết các nội dung đánh giá điều kiện tự nhiên kinh tế - xã hội, quy trình canh tác, tình hình dịch hại, thực trạng phun thuốc, ảnh hưởng môi trường và sức khỏe. Mô tả cụ thể phương pháp thu thập dữ liệu thứ cấp, phương pháp điều tra xã hội học với 30 phiếu phỏng vấn và kỹ thuật xử lý số liệu bằng phần mềm Excel.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương này trình bày toàn bộ số liệu điều tra thực tế tại Israel, vùng Arava và trang trại 57, bao gồm các nội dung chính:

1. Điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội: Khu vực sa mạc Arava có khí hậu đặc biệt khô hạn, lượng mưa trung bình phía Nam chỉ khoảng 50 mm/năm trong khi lượng bốc hơi lên tới 1.600 mm/năm, đất đai chủ yếu là cát và đất pha cát. Nguồn nước phụ thuộc hoàn toàn vào công trình bể chứa nước Shizaf dung tích 150.000 m³ khai thác từ các giếng ngầm sâu 1,5 km xuyên qua tầng đá sa mạc. Khu dân cư Moshav Ein Yahav thành lập năm 1962, gồm khoảng 650 nhân khẩu (150 gia đình), cách đô thị gần nhất 130 km, chuyên canh nông sản xuất khẩu chất lượng cao.

2. Tình hình sản xuất tại trang trại 57: Quy mô sản xuất hai loại cây trồng chính (nho và ớt ngọt) năm 2016 và 2017 có sự gia tăng về diện tích, năng suất và sản lượng:

Năm Diện tích nho (ha) Năng suất nho (tấn/ha) Sản lượng nho (tấn) Diện tích ớt ngọt (ha) Năng suất ớt ngọt (tấn/ha) Sản lượng ớt ngọt (tấn)
2016 5,0 3,4 17,0 6,2 6,5 40,30
2017 5,4 3,5 18,9 6,5 6,7 43,55

3. Diễn biến sâu bệnh hại vụ mùa năm 2016: Trên cây nho (diện tích phòng trừ 5 ha), bệnh hại chính gồm: bệnh nấm trắng (tổng diện tích nhiễm 1,5 ha; trong đó nhiễm nhẹ 0,8 ha, trung bình 0,5 ha, nặng 0,2 ha); bệnh nấm cuống (nhiễm 0,5 ha); bệnh đốm lá (nhiễm 0,7 ha); bệnh thối quả nho (nhiễm 0,4 ha). Trên cây ớt ngọt (diện tích phòng trừ 6,2 ha), các bệnh chủ yếu gồm: bệnh thán thư (nhiễm 2,3 ha; nhẹ 1,8 ha, trung bình 0,3 ha, nặng 0,2 ha); bệnh héo vàng do nấm (nhiễm 2,5 ha; nhẹ 2,0 ha, trung bình 0,4 ha, nặng 0,1 ha); bệnh đốm trắng lá (nhiễm 1,5 ha).

4. Tình hình sử dụng thuốc BVTV tại trang trại 57: Danh mục các loại thuốc bảo vệ thực vật phổ biến được ghi nhận gồm nhóm thuốc trừ bệnh và thuốc trừ cỏ:

Nhóm thuốc Tên thương phẩm / Hoạt chất Liều lượng sử dụng Công dụng chuyên biệt tại trang trại
Thuốc trừ bệnh Hooc môn Ribelin 200 – 300 ppm/ha Kích thích ra hoa, đậu quả ở cây nho
Hooc môn ABA 250 – 350 ppm/ha Chống rụng quả, thối quả nho, tăng kích thước quả
Bayfidan 250 EC 0,4 lít/ha Chống nấm cuống ở cây nho
Folpan 50 SC 0,2% – 0,4% Phòng chống bệnh đốm lá trắng trên cây ớt
Topan 70 WP 0,05% – 0,1% Chống bệnh mốc xám ở cây ớt
Thuốc trừ cỏ Mobai 48SL 75 – 100 ml Trừ cỏ lá tranh, cỏ lá tre, cỏ lá gừng, cỏ mần trầu, cỏ ống, cỏ cú
Xong 20SL 75 – 120 ml/bình 12L Trừ cỏ hàng niên và đa niên, nhóm cỏ hoa bản, lá rộng

Chế độ và tần suất phun thuốc tại trang trại:

  • Cây nho: Phun trung bình 6 lần/vụ, khoảng cách giữa các lần phun là 5 ngày. Tỷ lệ căn cứ phun: 50% phun định kỳ, 30% phun theo khuyến cáo kỹ sư khuyến nông, 20% phun khi phát hiện sâu bệnh.
  • Cây ớt ngọt: Phun trung bình 8 lần/vụ, khoảng cách giữa các lần phun là 6 ngày. Tỷ lệ căn cứ phun: 57% phun định kỳ, 33% phun theo khuyến cáo kỹ sư khuyến nông, 10% phun khi phát hiện sâu bệnh.

5. Đánh giá ảnh hưởng đến sức khỏe và môi trường:

  • Tình trạng sức khỏe: Khảo sát 30 lao động trực tiếp cho thấy chưa ghi nhận ca ngộ độc cấp tính tử vong, nhưng xuất hiện các triệu chứng ngộ độc mãn tính phổ biến: cảm giác mệt mỏi chiếm 41,25%; đau đầu, chóng mặt chiếm 27,5%; tức ngực chiếm 6,25%; buồn nôn chiếm 5,0%; đau nhức xương khớp chiếm 3,75%; tỷ lệ người bình thường không có triệu chứng chiếm 16,25%.
  • Hiện trạng bảo hộ lao động: Tỷ lệ công nhân tuân thủ bảo hộ chưa đồng bộ: đeo khẩu trang đạt 81,25%; đi ủng đạt 67,5%; mặc quần áo bảo hộ đạt 48,75%; đeo găng tay chỉ đạt 27,5%; đội mũ bảo hộ đạt 22,5%.

6. Đề xuất giải pháp quản lý: Tác giả đề xuất nhóm giải pháp hoàn thiện chính sách giám sát nội bộ trang trại và nhóm giải pháp kỹ thuật: tuân thủ nguyên tắc 4 đúng, tăng cường bảo hộ lao động, chuyển dịch sang các chế phẩm có nguồn gốc sinh học và kiểm soát chặt chẽ quy trình thu gom, tiêu hủy bao bì hóa chất.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tổng hợp các phát hiện chính về thực trạng sử dụng hóa chất và mức độ phơi nhiễm nghề nghiệp; kiến nghị chủ trang trại, cơ quan quản lý và các cơ sở đào tạo tiếp tục hoàn thiện công tác giám sát, hướng dẫn an toàn lao động cho công nhân và sinh viên thực tập.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu cung cấp số liệu thực nghiệm toàn diện về thực trạng sử dụng hóa chất BVTV tại một mô hình trang trại nông nghiệp sa mạc của Israel:

  • Hệ thống hóa số liệu sản xuất thực tế: Xác lập biến động năng suất và sản lượng của cây nho (đạt 18,9 tấn năm 2017) và cây ớt ngọt (đạt 43,55 tấn năm 2017) trên nền diện tích canh tác tăng trưởng từ 11,2 ha lên 11,9 ha.
  • Lượng hóa quy trình sử dụng hóa chất: Chỉ rõ tần suất can thiệp hóa chất ở mức cao (6 lần/vụ đối với nho và 8 lần/vụ đối với ớt ngọt), chu kỳ phun dày đặc (5 - 6 ngày/lần). Đáng chú ý, tỷ lệ phun theo định kỳ chiếm đa số (50% ở nho và 57% ở ớt ngọt), cho thấy thói quen phòng ngừa thụ động bằng hóa chất vẫn còn áp đảo so với việc can thiệp dựa trên ngưỡng gây hại thực tế của dịch tễ.
  • Đánh giá nguy cơ sức khỏe nghề nghiệp: Xác định rõ tỷ lệ mắc các triệu chứng ngộ độc mãn tính ở người lao động, trong đó mệt mỏi (41,25%) và đau đầu, chóng mặt (27,5%) là hai biểu hiện chiếm tỷ trọng lớn nhất, bắt nguồn trực tiếp từ việc thiếu hụt trang bị bảo hộ chuyên dụng (tỷ lệ đeo găng tay chỉ 27,5%, mặc quần áo bảo hộ chỉ 48,75%).
  • Đóng góp thực tiễn: Khóa luận mang lại bức tranh thực tế về mặt trái của nền sản xuất nông nghiệp công nghệ cao tại vùng sa mạc Arava, chỉ ra khoảng cách giữa quy chuẩn lý thuyết và thực hành an toàn lao động tại cơ sở, cung cấp cơ sở thực chứng phục vụ công tác quản lý lao động và an toàn hóa chất cho các đoàn thực tập sinh nông nghiệp.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận tồn tại một số giới hạn được xác định từ phạm vi nghiên cứu thực tế:

  • Dung lượng mẫu khảo sát xã hội học còn hạn chế (30 phiếu điều tra tại một trang trại đơn lẻ), chưa mở rộng so sánh đối chứng liên trang trại trong toàn bộ khu vực Moshav Ein Yahav.
  • Phương pháp đánh giá tác động môi trường chủ yếu dựa trên quan sát thực địa, phỏng vấn và số liệu thứ cấp; chưa thực hiện lấy mẫu phân tích hóa nghiệm định lượng dư lượng hoạt chất BVTV trong đất, nguồn nước tưới ngầm và mô thực vật nông sản tại phòng thí nghiệm.
  • Hướng nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc lấy mẫu quan trắc phân tích dư lượng hóa chất (MRL) theo chuỗi thời gian, đánh giá tốc độ phân hủy của các hoạt chất Bayfidan, Folpan, Topan trong điều kiện bức xạ nhiệt độ cao của sa mạc, và thử nghiệm mô hình thay thế từng phần bằng các chế phẩm sinh học đối kháng.

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận có giá trị tham khảo thiết thực cho các nhóm đối tượng:

  • Sinh viên, học viên chuyên ngành Khoa học Môi trường, Nông học, Bảo vệ Thực vật và Quản lý Tài nguyên: Cung cấp tài liệu tham khảo về phương pháp điều tra hiện trường, quy trình đánh giá rủi ro hóa chất nông nghiệp và hệ thống phân loại độc tính theo WHO/Israel.
  • Thực tập sinh và lao động chuẩn bị tham gia chương trình thực tập nông nghiệp tại Israel: Cung cấp hiểu biết thực tế về điều kiện khí hậu sa mạc Arava, cơ sở hạ tầng nước tưới (bể chứa Shizaf), quy trình canh tác hai loại cây trồng chủ lực (nho, ớt ngọt) và những nguy cơ phơi nhiễm nghề nghiệp cần chủ động phòng tránh.
  • Cán bộ quản lý kỹ thuật nông nghiệp: Tham khảo tài liệu tổng hợp về 7 tiêu chuẩn quản lý trang trại bền vững và kinh nghiệm tổ chức sản xuất nông nghiệp sa mạc của Israel.

Câu hỏi thường gặp

1. Những loại thuốc bảo vệ thực vật nào được sử dụng phổ biến nhất tại trang trại 57 Ein Yahav?
Trang trại 57 sử dụng hai nhóm chính: nhóm thuốc điều hòa sinh trưởng và trừ bệnh gồm Hooc môn Ribelin (200 - 300 ppm/ha kích thích ra hoa đậu quả), Hooc môn ABA (250 - 350 ppm/ha chống rụng thối quả), Bayfidan 250 EC (0,4 lít/ha trừ nấm cuống nho), Folpan 50 SC (0,2 - 0,4% trừ đốm lá trắng ở ớt), Topan 70 WP (0,05 - 0,1% trừ mốc xám ở ớt); nhóm thuốc trừ cỏ gồm Mobai 48SL (75 - 100 ml) và Xong 20SL (75 - 120 ml/bình 12L).

2. Tần suất và căn cứ phun thuốc BVTV đối với cây nho và cây ớt ngọt diễn ra như thế nào?
Cây nho được phun trung bình 6 lần/vụ với chu kỳ 5 ngày/lần; cây ớt ngọt được phun 8 lần/vụ với chu kỳ 6 ngày/lần. Về căn cứ phun, phần lớn các lần phun được tiến hành theo định kỳ (chiếm 50% ở nho và 57% ở ớt ngọt), tiếp theo là phun theo khuyến cáo của kỹ sư khuyến nông (30% ở nho và 33% ở ớt ngọt), tỷ lệ phun khi phát hiện sâu bệnh chiếm tỷ lệ thấp nhất (20% ở nho và 10% ở ớt ngọt).

3. Khảo sát sức khỏe của người lao động trực tiếp tại trang trại ghi nhận những triệu chứng bệnh lý nào?
Trong số 30 người được điều tra, triệu chứng phổ biến nhất là mệt mỏi (chiếm 41,25%) và đau đầu, chóng mặt (chiếm 27,5%). Các triệu chứng khác gồm tức ngực (6,25%), buồn nôn (5,0%), đau nhức xương khớp (3,75%). Tỷ lệ công nhân hoàn toàn bình thường không có triệu chứng chỉ đạt 16,25%.

4. Thực trạng sử dụng trang thiết bị bảo hộ lao động của công nhân tại trang trại 57 ra sao?
Tỷ lệ mang bảo hộ không đồng đều giữa các loại trang bị: đeo khẩu trang đạt tỷ lệ cao nhất với 81,25%, tiếp đến là đi ủng đạt 67,5%. Ngược lại, tỷ lệ mặc quần áo bảo hộ chỉ đạt 48,75%, đeo găng tay đạt 27,5% và đội mũ bảo hộ chỉ đạt 22,5%, cho thấy người lao động vẫn còn chủ quan trước nguy cơ tiếp xúc hóa chất qua da.

5. Vấn đề nguồn nước tưới phục vụ sản xuất nông nghiệp tại vùng sa mạc Arava được giải quyết bằng công trình nào?
Khu vực Arava sử dụng công trình bể chứa nước Shizaf với dung tích trữ 150.000 m³ nước sạch, được xây dựng bằng cách đào bỏ 320.000 m³ đất đá sa mạc, có đáy chìm 3,5 m và nổi 10 m. Nguồn nước được khai thác từ các giếng khoan sâu tới 1,5 km để chạm tới túi nước ngầm, phục vụ sinh hoạt và hệ thống tưới tiêu khép kín.

Kết luận

Khóa luận của tác giả Lê Văn Sơn đã phản ánh chi tiết thực trạng canh tác và sử dụng hóa chất BVTV trên cây nho và cây ớt ngọt tại trang trại 57 thuộc Moshav Ein Yahav, vùng sa mạc Arava, Israel. Kết quả điều tra thực nghiệm chỉ ra rằng việc thâm canh với mật độ phun hóa chất cao (6 - 8 lần/vụ) và thói quen phun thuốc định kỳ kết hợp bảo hộ lao động chưa đầy đủ là nguyên nhân dẫn đến các triệu chứng ngộ độc mãn tính ở người lao động. Nghiên cứu cung cấp nguồn dữ liệu thực chứng có giá trị khoa học và thực tiễn, đóng góp cơ sở cho việc cải thiện quy trình an toàn lao động và chuyển đổi kỹ thuật quản lý dịch hại bền vững trong nông nghiệp công nghệ cao.