Đánh Giá Tồn Dư Các Hợp Chất Cơ Clo Trong Môi Trường Đất Tại Xã Phúc Hòa

Luận văn thạc sĩ đánh giá tồn dư hợp chất cơ clo trong đất và đề xuất giải pháp an toàn cho hóa chất bảo vệ thực vật tại xã Phúc Hòa.

• Tác giả: Phạm Thị Dung
• Người hướng dẫn: TS. Lê Hữu Tuyến
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Kĩ thuật Môi trƣờng
• Đề tài: Đánh Giá Tồn Dƣ Các Hợp Chất Cơ Clo Trong Môi Trƣờng Đất Và Đề Xuất Giải Pháp Kĩ Thuật Sử Dụng An Toàn Hóa Chất Bảo Vệ Thực Vật Trong Sản Xuất Nông Nghiệp Tại Xã Phúc Hòa, Huyện Tân Yên, Tỉnh Bắc Giang
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 0.2. Mục tiêu của đề tài
• 0.3. Nội dung của đề tài
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Khái niệm cơ bản về đất, đất nông nghiệp và đất sản xuất nông nghiệp
• 1.2. Tổng quan về HCBVTV
• 1.2.1. Định nghĩa Hóa chất bảo vệ thực vật (HCBVTV)
• 1.2.2. Dư lượng HCBVTV
• 1.3. Cấu trúc và tính chất của DDT, HCH, aldrin, dieldrin và endrin
• 1.3.1. Các đồng phân của DDT
• 1.3.2. Các đồng phân của HCH
• 1.3.3. Aldrin, dieldrin và endrin
• 1.4. Ảnh hưởng của HCBVTV cơ clo đến con người và môi trường
• 1.4.1. Ảnh hưởng đến con người
• 2. CHƯƠNG 2: KHU VỰC, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM
• 2.1. Mô tả sơ lược khu vực nghiên cứu
• 2.2. Điều kiện tự nhiên xã Phúc Hòa
• 2.3. Điều kiện kinh tế - xã hội xã Phúc Hòa
• 2.4. Tác động của điều kiện tự nhiên và KT-XH đến việc sử dụng HCBVTV trong sản xuất nông nghiệp
• 2.5. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
• 2.6. Phương pháp nghiên cứu
• 2.6.1. Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp
• 2.6.2. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp
• 2.6.3. Phương pháp lấy và bảo quản mẫu ngoài thực địa
• 2.6.4. Phương pháp xác định HCBVTV cơ clo trong đất
• 2.6.5. Kiểm soát chất lượng quy trình phân tích
• 2.6.6. Phương pháp xử lý số liệu
• 2.6.7. Phương pháp so sánh, đánh giá ảnh hưởng về mặt sinh học
• 2.7. Đánh giá rủi ro của HCBVTV cơ clo đối với sức khỏe con người cho vùng nghiên cứu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả phân tích hàm lượng HCBVTV cơ clo tại khu vực nghiên cứu
• 3.1.1. Hiệu suất thu hồi
• 3.1.2. Giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ)
• 3.1.3. Hàm lượng một số HCBVTV cơ clo tại xã Phúc Hòa
• 3.2. Đánh giá tồn dư một số HCBVTV cơ clo tại vùng khảo sát
• 3.2.1. Đánh giá dư lượng HCBVTV cơ clo trong các loại hình sử dụng đất tại khu vực khảo sát
• 3.2.2. Tỷ lệ của các đồng phân trong mỗi nhóm cơ clo
• 3.2.3. Đánh giá tình trạng ô nhiễm đất và khả năng gây ảnh hưởng về mặt sinh học tại vùng khảo sát
• 3.3. Thực trạng quản lý và sử dụng HCBVTV trong sản xuất nông nghiệp tại xã Phúc Hòa
• 3.3.1. Thực trạng quản lý HCBVTV trong sản xuất nông nghiệp
• 3.3.2. Tình hình sử dụng HCBVTV trong sản xuất nông nghiệp
• 3.4. Đề xuất giải pháp kĩ thuật sử dụng an toàn HCBVTV trong sản xuất nông nghiệp tại vùng khảo sát
• 3.4.1. Trách nhiệm của các cơ quan quản lý
• 3.4.2. Trách nhiệm của người sử dụng
• KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Đánh Giá Tồn Dư Hợp Chất Cơ Clo Trong Đất

Đánh giá tồn dư các hợp chất cơ clo trong đất là một vấn đề quan trọng trong nông nghiệp hiện đại. Hợp chất cơ clo, đặc biệt là các hóa chất bảo vệ thực vật (HCBVTV), đã được sử dụng rộng rãi trong sản xuất nông nghiệp. Tuy nhiên, việc tồn dư của chúng trong môi trường đất có thể gây ra nhiều tác động tiêu cực đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Nghiên cứu này nhằm mục đích cung cấp cái nhìn tổng quan về tình hình tồn dư hợp chất cơ clo tại xã Phúc Hòa, huyện Tân Yên, tỉnh Bắc Giang.

1.1. Khái Niệm Về Hợp Chất Cơ Clo Và Tồn Dư Hóa Chất

Hợp chất cơ clo là các hóa chất có chứa nguyên tố clo, thường được sử dụng trong nông nghiệp để kiểm soát sâu bệnh. Tồn dư hóa chất trong đất xảy ra khi các hợp chất này không được phân hủy hoàn toàn sau khi sử dụng, dẫn đến tích lũy trong môi trường.

1.2. Tác Động Của Hợp Chất Cơ Clo Đến Môi Trường

Hợp chất cơ clo có thể gây ô nhiễm đất, nước và không khí. Chúng có khả năng tích lũy trong chuỗi thức ăn, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và động vật. Nghiên cứu cho thấy rằng tồn dư hóa chất này có thể dẫn đến các bệnh lý nghiêm trọng như ung thư.

II. Vấn Đề Tồn Dư Hợp Chất Cơ Clo Tại Xã Phúc Hòa

Xã Phúc Hòa, huyện Tân Yên, tỉnh Bắc Giang là một khu vực nông nghiệp chủ yếu. Việc sử dụng HCBVTV tại đây chủ yếu dựa vào kinh nghiệm, dẫn đến tình trạng tồn dư hóa chất trong đất. Nghiên cứu này sẽ chỉ ra các vấn đề cụ thể liên quan đến việc sử dụng HCBVTV và ảnh hưởng của chúng đến môi trường.

2.1. Thực Trạng Sử Dụng HCBVTV Tại Xã Phúc Hòa

Người nông dân tại xã Phúc Hòa thường sử dụng HCBVTV mà không có quy trình an toàn. Điều này dẫn đến việc tồn dư hóa chất trong đất, ảnh hưởng đến chất lượng nông sản và sức khỏe cộng đồng.

2.2. Các Nguyên Nhân Dẫn Đến Tồn Dư Hóa Chất

Các nguyên nhân chính bao gồm việc sử dụng quá liều HCBVTV, thiếu kiến thức về an toàn hóa chất và quy trình quản lý không hiệu quả. Những yếu tố này góp phần làm gia tăng tình trạng ô nhiễm đất tại khu vực.

III. Phương Pháp Đánh Giá Tồn Dư Hợp Chất Cơ Clo Trong Đất

Để đánh giá tồn dư hợp chất cơ clo trong đất, cần áp dụng các phương pháp khoa học và kỹ thuật hiện đại. Nghiên cứu này sẽ trình bày các phương pháp lấy mẫu và phân tích hóa chất trong đất.

3.1. Phương Pháp Lấy Mẫu Đất

Phương pháp lấy mẫu đất được thực hiện theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7538-2:2005. Mẫu đất được thu thập từ nhiều vị trí khác nhau để đảm bảo tính đại diện cho toàn bộ khu vực nghiên cứu.

3.2. Phương Pháp Phân Tích Hóa Chất

Các mẫu đất sau khi thu thập sẽ được phân tích bằng các phương pháp sắc ký khí và phổ khối. Điều này giúp xác định chính xác hàm lượng các hợp chất cơ clo trong đất.

IV. Giải Pháp Sử Dụng An Toàn Hóa Chất Bảo Vệ Thực Vật

Để giảm thiểu tình trạng tồn dư hợp chất cơ clo trong đất, cần có các giải pháp sử dụng an toàn hóa chất bảo vệ thực vật. Nghiên cứu này sẽ đề xuất các biện pháp cụ thể nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng HCBVTV.

4.1. Đề Xuất Quy Trình Sử Dụng An Toàn

Cần xây dựng quy trình sử dụng HCBVTV an toàn, bao gồm việc lựa chọn hóa chất phù hợp, liều lượng sử dụng và thời gian cách ly trước khi thu hoạch.

4.2. Tăng Cường Đào Tạo Cho Nông Dân

Đào tạo nông dân về an toàn hóa chất và quản lý HCBVTV là rất cần thiết. Việc này giúp nâng cao nhận thức và giảm thiểu rủi ro cho sức khỏe và môi trường.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Và Kết Quả Nghiên Cứu

Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp thông tin quan trọng về tình trạng tồn dư hợp chất cơ clo trong đất tại xã Phúc Hòa. Những thông tin này sẽ giúp các cơ quan chức năng có biện pháp quản lý hiệu quả hơn.

5.1. Kết Quả Phân Tích Tồn Dư Hóa Chất

Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng tồn dư HCBVTV trong đất tại xã Phúc Hòa vượt mức cho phép. Điều này cho thấy sự cần thiết phải có các biện pháp can thiệp kịp thời.

5.2. Đánh Giá Tác Động Đến Sức Khỏe Cộng Đồng

Tồn dư HCBVTV trong đất có thể gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng cho người dân. Cần có các nghiên cứu sâu hơn để đánh giá tác động này.

VI. Kết Luận Và Tương Lai Của Nghiên Cứu

Nghiên cứu về tồn dư hợp chất cơ clo trong đất tại xã Phúc Hòa là rất cần thiết. Kết quả nghiên cứu không chỉ giúp nâng cao nhận thức về vấn đề này mà còn đề xuất các giải pháp cụ thể để sử dụng an toàn hóa chất bảo vệ thực vật.

6.1. Tóm Tắt Kết Quả Nghiên Cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy tình trạng tồn dư HCBVTV trong đất là nghiêm trọng. Cần có các biện pháp khắc phục ngay lập tức để bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

6.2. Định Hướng Nghiên Cứu Tương Lai

Nghiên cứu trong tương lai cần tập trung vào việc phát triển các phương pháp thay thế an toàn hơn cho HCBVTV, nhằm bảo vệ môi trường và sức khỏe con người.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Hóa chất bảo vệ thực vật nhóm cơ clo từng được sử dụng phổ biến trong sản xuất nông nghiệp nhờ khả năng diệt trừ sâu bệnh mạnh mẽ và nâng cao năng suất cây trồng. Tuy nhiên, các hợp chất này có đặc tính phân giải rất chậm trong tự nhiên; điển hình như hoạt chất DDT có thời gian bán phân hủy kéo dài từ 10 đến 20 năm, trong khi hoạt chất Lindan ($\gamma$-HCH) có thể tồn lưu đến 4.000 ngày trong môi trường đất. Các khảo sát khoa học cho thấy khi phun xịt, có tới 50% lượng hóa chất bị rơi rớt, tồn dư và tích lũy trực tiếp vào tầng đất canh tác. Mặc dù Việt Nam đã ban hành lệnh cấm sử dụng nhóm hóa chất này từ tháng 6/1994, các dẫn xuất độc hại vẫn tiếp tục luân chuyển qua chuỗi thức ăn, đe dọa trực tiếp đến hệ sinh thái và sức khỏe con người.

Xã Phúc Hòa, huyện Tân Yên, tỉnh Bắc Giang là địa bàn thuần nông có tổng diện tích tự nhiên 1.097,8 ha, với 680 ha đất feralit dốc tụ bạc màu và 210 ha đất phù sa. Địa phương có thế mạnh thâm canh cây ăn quả với 560 ha vải sớm, 275,5 ha lúa và 317 ha hoa màu. Hoạt động canh tác nông nghiệp tại đây chủ yếu dựa vào kinh nghiệm truyền thống, dẫn đến việc lạm dụng hóa chất bảo vệ thực vật qua nhiều mùa vụ. Nghiên cứu này được thực hiện trong giai đoạn 2016 - 2018 nhằm định lượng sự tồn lưu của 10 hợp chất cơ clo nguy hại (gồm 4 đồng phân HCH, 3 dẫn xuất DDT và 3 hợp chất nhóm xyclodien), đánh giá mức độ rủi ro sinh học và phơi nhiễm ung thư qua da, từ đó xây dựng hệ thống giải pháp kỹ thuật canh tác an toàn cho vùng cây ăn quả trọng điểm của tỉnh Bắc Giang.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên lý thuyết về hành vi môi trường của các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (Persistent Organic Pollutants - POPs) theo Công ước Stockholm. Các hợp chất cơ clo có tính kỵ nước cao, khó tan trong nước nhưng hòa tan mạnh trong lipid và dung môi hữu cơ, dẫn đến cơ chế tích lũy sinh học (Bioaccumulation) và khuếch đại sinh học qua các bậc dinh dưỡng. Cơ chế phân hủy của DDT diễn ra theo hai con đường: trong điều kiện hiếu khí, DDT bị khử clo và hydro chuyển hóa thành DDE bền vững; trong điều kiện yếm khí, DDT chuyển hóa thành DDD.

Mô hình đánh giá rủi ro sức khỏe con người theo hướng dẫn của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (US-EPA 1997) được áp dụng để xác định liều tiếp nhận hàng ngày qua da (ADD) và chỉ số rủi ro ung thư tích lũy (Risk = ADD x SF). Các khái niệm then chốt được chuẩn hóa bao gồm: chu kỳ bán phân hủy sinh học ($T_{1/2}$), nồng độ gây chết trung bình (LD50), hệ số hấp phụ qua da (ABS = 0,1) và diện tích bề mặt da tiếp xúc trung bình của nông dân trưởng thành (SA = 1.815 cm²/tiếp xúc).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu kết hợp điều tra xã hội học và thực nghiệm hóa phân tích hiện đại:

• Cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu: Tiến hành phỏng vấn 100 hộ nông dân canh tác kết hợp 02 cán bộ quản lý nông nghiệp xã Phúc Hòa theo phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên phân tầng. Khảo sát thực địa thu thập 6 mẫu đất tổ hợp (mỗi mẫu tổ hợp gộp từ 15 mẫu đơn theo lưới ô vuông kích thước 50 m x 50 m trên diện tích 1 ha) tại độ sâu canh tác 0 - 30 cm, đại diện cho 3 loại hình sử dụng đất: đất trồng lúa (PH1, PH2), đất trồng rau màu (PH3, PH4) và đất trồng cây ăn quả (PH5, PH6) theo tiêu chuẩn TCVN 7538-2:2005 (ISO 10381-2:2002).
• Quy trình chiết tách và làm sạch: Sử dụng 20 g đất khô rây qua mắt lưới 1 mm, phối trộn với muối Na2SO4 khan theo tỷ lệ 1:1, chiết hồi lưu liên tục trong 16 giờ (tốc độ 4 chu kỳ/giờ) bằng 300 ml hỗn hợp axeton/n-hexan (1:1, v/v) trên hệ chiết Soxhlet theo phương pháp EPA 3540C. Dịch chiết được cô đặc chân không xuống 2 ml bằng thiết bị Kuderna-Danish (K-D) và làm sạch qua cột sắc ký chứa 8 - 10 g silica gel hoạt hóa ở 670°C nhằm loại bỏ triệt để tạp chất phân cực và hợp chất sulfua gây nhiễu (EPA 3620C).
• Phân tích định lượng: Thiết bị sắc ký khí khối phổ ba tứ cực Agilent 7890B/GC 7000C Triple Quadrupole MS với cột mao quản HP-5MS UI (30 m x 250 µm x 0,25 µm), nguồn ion hóa va chạm điện tử EI (70 eV), chế độ bơm không chia dòng (Splitless). Phương pháp phân tích đạt độ thu hồi cao từ 94,20% đến 103,67% (chuẩn AOAC 80 - 110%), độ lệch chuẩn tương đối (CV%) dao động từ 0,72% đến 8,76%, giới hạn phát hiện (LOD) đạt từ 0,10 đến 4,02 µg/kg và giới hạn định lượng (LOQ) từ 1,0 đến 13,4 µg/kg.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Kết quả phân tích 18 lượt mẫu đất trong 3 năm liên tiếp (2016 - 2018) chỉ ra sự tồn lưu phân hóa rõ rệt giữa các nhóm chất và các vùng sinh thái:

• Tồn dư theo loại hình sử dụng đất: Đất trồng cây ăn quả có hàm lượng tổng hóa chất cơ clo cao nhất, dao động từ 0,1237 đến 0,1393 mg/kg; tiếp theo là đất chuyên màu với 0,0583 đến 0,0743 mg/kg; đất lúa nước ghi nhận mức tích lũy thấp nhất, chỉ từ 0,0418 đến 0,0474 mg/kg.
• Hàm lượng từng nhóm hóa chất: Tổng hàm lượng DDT dao động từ 0,0308 đến 0,0932 mg/kg, chiếm tỷ trọng cao nhất trong các mẫu khảo sát; tổng hàm lượng HCH dao động từ 0,0102 đến 0,0426 mg/kg; nhóm xyclodien (aldrin, dieldrin, endrin) có mức tồn lưu rất thấp, từ mức không phát hiện (KPH) đến cực đại 0,0088 mg/kg.
• Xu hướng suy giảm theo thời gian: Nồng độ tồn dư giảm dần qua các năm từ 2016 đến 2018. Tại điểm lúa 1 (PH1), tổng dư lượng giảm từ 0,0430 mg/kg (2016) xuống 0,0423 mg/kg (2017) và còn 0,0418 mg/kg (2018). Tại điểm cây ăn quả 1 (PH5), dư lượng chuyển biến từ 0,1386 mg/kg (2016) lên 0,1393 mg/kg (2017) do ảnh hưởng rửa trôi cục bộ và giảm xuống 0,1332 mg/kg vào năm 2018.

Thảo luận kết quả

Sự chênh lệch tồn dư giữa các loại đất bắt nguồn từ đặc điểm nông học và điều kiện hóa lý. Cây ăn quả (vải, bưởi, nhãn) có tán lá dày, chu kỳ sinh trưởng dài và giá trị kinh tế cao, khiến nông dân đầu tư lượng thuốc bảo vệ thực vật cao hơn gấp 2 đến 3 lần so với lúa nước. Địa hình đồi dốc tại thôn Vồi và thôn Đìa tạo môi trường thoáng khí, thúc đẩy vi sinh vật hiếu khí phân hủy p,p'-DDT thành p,p'-DDE bền vững. Ngược lại, đất lúa tại thôn Thái Hòa và Cả Am thường xuyên ngập nước, tạo điều kiện yếm khí chuyển hóa DDT thành p,p'-DDD.

Dữ liệu biến thiên thành phần đồng phân có thể được trực quan hóa hiệu quả qua biểu đồ cột chồng (Stacked Bar Chart) thể hiện tỷ lệ % của DDE/DDD/DDT và biểu đồ mạng nhện (Radar Chart) so sánh dấu vết tồn dư giữa 6 trạm quan trắc. Đối chiếu với Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 54:2013/BTNMT, toàn bộ mẫu phân tích đều nằm dưới ngưỡng giới hạn tối đa cho phép. Đánh giá rủi ro sức khỏe cho thấy chỉ số ung thư tích lũy qua da (Risk) đối với người trưởng thành nằm trong khoảng $10^{-6}$ đến $10^{-4}$, thuộc ngưỡng rủi ro trung bình có thể kiểm soát và chấp nhận được trong điều kiện canh tác hiện nay.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm giảm thiểu tồn dư hóa chất và bảo vệ môi trường đất bền vững tại xã Phúc Hòa, bốn nhóm giải pháp kỹ thuật và quản trị cần được triển khai đồng bộ:

• Áp dụng quy trình "4 đúng" và quản lý dịch hại tổng hợp (IPM): Nông dân chuyển đổi sang sử dụng đúng thuốc, đúng liều lượng, đúng thời điểm và đúng phương pháp; ưu tiên chế phẩm sinh học thảo mộc để cắt giảm 20% đến 30% lượng hóa chất hóa học trong giai đoạn 2020 - 2025 dưới sự hướng dẫn của Trạm Khuyến nông huyện Tân Yên.
• Quy hoạch mạng lưới thu gom bao bì thuốc: Xây dựng và mở rộng hệ thống 100% bể chứa bê tông đạt chuẩn tại các vùng đồi vải và cánh đồng tập trung trước quý IV năm 2021; bàn giao Hợp tác xã Nông nghiệp Phúc Hòa quản lý, vận chuyển đến cơ sở xử lý rác thải nguy hại định kỳ 06 tháng/lần.
• Ứng dụng công nghệ sinh thái đồng ruộng: Trồng dải hoa dẫn dụ thiên địch quanh bờ vùng và nhân thả kiến vàng Oecophylla tại 100% diện tích vườn cây ăn quả để khống chế sâu hại tự nhiên, giúp tăng mật độ sinh vật có ích lên 40% sau 2 năm thực hiện.
• Tăng cường quan trắc và giám sát chất lượng đất: Thiết lập tần suất quan trắc định kỳ 01 lần/năm tại 6 vị trí trọng điểm của xã do Chi cục Trồng trọt và Bảo vệ thực vật phối hợp Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Giang chủ trì, bảo đảm nồng độ các chất POPs luôn duy trì dưới ngưỡng cho phép.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nghiên cứu mang giá trị thực tiễn và học thuật cao, phù hợp với bốn nhóm đối tượng:

• Cơ quan quản lý nhà nước về môi trường và nông nghiệp: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Giang, Phòng Tài nguyên và Môi trường, Trạm Bảo vệ thực vật huyện Tân Yên sử dụng tài liệu làm căn cứ khoa học xây dựng chính sách quản lý hóa chất độc hại và lập kế hoạch quan trắc đất cấp huyện.
• Nhà khoa học, học viên cao học và sinh viên: Nhóm nghiên cứu chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường, Quản lý Đất đai, Nông hóa Thổ nhưỡng tham khảo quy trình phân tích sắc ký GC-MS/MS ba tứ cực và phương pháp đánh giá rủi ro sức khỏe (US-EPA model).
• Hợp tác xã nông nghiệp và chủ trang trại: Các hộ nông dân trồng cây ăn quả quy mô lớn tại Bắc Giang áp dụng trực tiếp các giải pháp kỹ thuật bẫy bả pheromone, công nghệ sinh thái và nguyên tắc sử dụng thuốc an toàn nhằm nâng cao tiêu chuẩn nông sản VietGAP, GlobalGAP.
• Các tổ chức phi chính phủ và dự án phát triển nông thôn: Các đơn vị hoạt động trong lĩnh vực bảo vệ hệ sinh thái và loại trừ hóa chất POPs tồn lưu khai thác bộ số liệu để thiết kế các chương trình hỗ trợ sinh kế nông nghiệp tuần hoàn.

Câu hỏi thường gặp

1. Hợp chất cơ clo tồn dư trong đất có gây nguy cơ ung thư cấp tính cho nông dân không?
Không. Kết quả tính toán chỉ số rủi ro ung thư qua da (Risk) đối với người trưởng thành tại xã Phúc Hòa nằm trong dải $10^{-6}$ đến $10^{-4}$. Đây là mức rủi ro trung bình, không gây ngộ độc cấp tính tức thời nhưng cần các biện pháp bảo hộ lao động định kỳ để ngăn ngừa tích lũy sinh học lâu dài.

2. Tại sao hàm lượng DDT trong đất trồng cây ăn quả lại cao hơn nhiều so với đất lúa?
Đất cây ăn quả có địa hình đồi dốc, thoáng khí, thúc đẩy vi khuẩn hiếu khí oxy hóa DDT thành DDE bền vững. Ngoài ra, cây ăn quả có chu kỳ khai thác dài và giá trị cao nên nông dân đầu tư lượng thuốc bảo vệ thực vật nhiều hơn gấp 2 đến 3 lần so với canh tác lúa nước.

3. Phương pháp phân tích GC-MS/MS trong nghiên cứu có độ tin cậy như thế nào?
Quy trình phân tích trên hệ thống Agilent 7890B/7000C đạt độ thu hồi 94,20% - 103,67%, độ biến thiên CV% chỉ từ 0,72% đến 8,76%, hoàn toàn đáp ứng tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng AOAC quốc tế (80 - 110%), đảm bảo kết quả định lượng ở cấp độ vết đạt độ chính xác cao.

4. Người trực tiếp canh tác cần làm gì để hạn chế hấp phụ hóa chất qua da?
Nông dân bắt buộc sử dụng trang thiết bị bảo hộ cá nhân (găng tay cao su, ủng, khẩu trang than hoạt tính, quần áo chống thấm) khi pha chế và phun thuốc, nhằm triệt tiêu diện tích tiếp xúc da 1.815 cm² và giảm hệ số hấp thụ ABS xuống mức tối thiểu.

5. Giải pháp sinh học nào có thể thay thế hiệu quả thuốc hóa học trên cây vải thiều?
Mô hình nuôi thả kiến vàng Oecophylla kết hợp bẫy bả pheromone giới tính và trồng hoa dẫn dụ thiên địch quanh bờ lô giúp kiểm soát 40% đến 50% mật độ sâu đục cuống quả mà không cần phun hóa chất độc hại vào giai đoạn cận thu hoạch.

Kết luận

• Luận văn đã cung cấp bộ dữ liệu thực nghiệm toàn diện về sự phân bố và tích lũy của 10 hợp chất cơ clo trong đất nông nghiệp tại xã Phúc Hòa qua 3 năm theo dõi (2016 - 2018).
• Tổng dư lượng hóa chất dao động từ 0,0418 đến 0,1393 mg/kg; trong đó đất trồng cây ăn quả có mức tích lũy cao nhất, tiếp theo là đất trồng rau màu và thấp nhất là đất trồng lúa.
• Toàn bộ 100% mẫu phân tích đều đạt quy chuẩn QCVN 54:2013/BTNMT và nằm trong ngưỡng an toàn sinh học của US-EPA, với mức rủi ro ung thư qua da dưới ngưỡng cảnh báo nguy hại ($< 10^{-4}$).
• Đã xây dựng thành công 4 nhóm giải pháp kỹ thuật đồng bộ (quy tắc 4 đúng, thu gom bao bì, IPM sinh thái, quan trắc đất định kỳ) hướng tới mục tiêu giảm 20% - 30% lượng hóa chất nông nghiệp đến năm 2025.
• Nghiên cứu là tài liệu tham khảo then chốt cho công tác quản lý tài nguyên đất và chuyển đổi sản xuất nông nghiệp an toàn; các cơ quan chức năng và địa phương cần đẩy mạnh phổ biến mô hình canh tác sinh thái để bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Hóa chất bảo vệ thực vật (HCBVTV) cơ clo là một nhóm HCBVTV đã từng đƣợc phổ biến những năm trƣớc đây. HCBVTV cơ clo ngoài hiệu quả diệt trừ sâu bệnh tăng năng suất cây trồng còn có đặc tính phân giải rất chậm sau khi đƣợc phun hay rải vào môi trƣờng, thời gian bán phân hủy của DDT trong môi trƣờng có thể từ 10 đến 20 năm [27]. Các kết quả nghiên cứu cho thấy, khi sử dụng HCBVTV có tới 50% số thuốc bị tồn dƣ và tích lũy vào môi trƣờng đất [10].

HCBVTV cơ clo tồn tại trong đất đƣợc phân giải qua các hoạt động sinh học của đất và các yếu tố hóa lý. Theo chu trình tuần hoàn, HCBVTV cơ clo tồn tại trong đất sẽ rò rỉ ra sông ngòi theo các mạch nƣớc ngầm hay do quá trình rửa trôi, xói mòn [1]. Chúng hòa tan tốt trong các axit béo, không tan trong nƣớc, đa số đều bị phân hủy trong môi trƣờng kiềm và thƣờng có mùi hôi khó chịu, một số phân hủy ở nhiệt độ cao. Phần lớn các hợp chất này bền trong thực vật và cơ thể động vật, tích lũy lâu dài trong mô mỡ, lipoprotein theo thời gian có thể gây rối loạn nội tiết và các bệnh hiểm nghèo nhƣ ung thƣ gan, phổi [9],… Trên thế giới HCBVTV nhóm cơ clo đã cấm sử dụng từ năm 70, ở Việt Nam có lệnh cấm từ tháng 6/1994; tuy nhiên, do tính chất phân hủy quá chậm nên đến nay các chất này vẫn còn tồn dƣ trong môi trƣờng.

Những năm gần đây, do thâm canh tăng vụ, tăng diện tích, thay đổi cơ cấu cây trồng nên tình hình sâu bệnh diễn ra phức tạp hơn dẫn đến ngƣời nông dân có xu hƣớng sử dụng gia tăng cả về số lƣợng và chủng loại HCBVTV. Xã Phúc Hòa, huyện Tân Yên, tỉnh Bắc Giang là một xã thuần nông, việc sử dụng HCBVTV trong nông nghiệp chủ yếu dựa vào kinh nghiệm và không theo một quy trình an toàn nào vì thế khả năng tồn dƣ HCBVTV trong các loại đất nông nghiệp là hoàn toàn có thể xảy ra. Tuy nhiên cho đến nay chƣa có một nghiên cứu nào đƣợc thực hiện ở xã Phúc Hòa, huyện Tân Yên, tỉnh Bắc Giang. Xuất phát từ những vấn đề trên, đề tài “Đánh giá tồn dƣ các hợp chất cơ clo trong môi trƣờng đất và đề xuất giải pháp kĩ thuật sử dụng an toàn hóa chất bảo vệ thực vật trong sản xuất nông nghiệp tại xã Phúc Hòa, huyện Tân Yên, tỉnh Bắc Giang” đã đƣợc lựa chọn và 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] thực hiện với mong muốn góp phần xây dựng hệ thống dữ liệu về sự phân bố của lƣợng tồn dƣ các HCBVTV cơ clo nhằm đánh giá tác hại của chúng đến chất lƣợng môi trƣờng, hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng, đồng thời đƣa ra những biện pháp sử dụng an toàn các HCBVTV để giảm thiểu lƣợng sử dụng cũng nhƣ việc tồn dƣ, tích lũy chúng trong đất sản xuất nông nghiệp trên địa bàn xã Phúc Hòa nói chung và tỉnh Bắc Giang nói riêng.

Mục tiêu của đề tài - Đánh giá đƣợc tồn dƣ và tích lũy các HCBVTV cơ clo trong đất sản xuất nông nghiệp ở xã Phúc Hòa, huyện Tân Yên, tỉnh Bắc Giang. - Đánh giá khả năng gây ảnh hƣởng về mặt sinh học và rủi ro gây ung thƣ bởi HCBVTV đối với sinh vật và con ngƣời tại khu vực nghiên cứu. - Đề xuất giải pháp kĩ thuật sử dụng an toàn các HCBVTV nói chung trong sản xuất nông nghiệp ở xã Phúc Hòa, huyện Tân Yên, tỉnh Bắc Giang. Nội dung của đề tài - Xây dựng các biểu mẫu điều tra (phiếu điều tra nông hộ) và tiến hành thu thập, điều tra các thông tin về tình hình quản lý, sử dụng các loại HCBVTV trên địa bàn xã Phúc Hòa.

- Đánh giá hiện trạng quản lý và sử dụng các HCBVTV trên địa bàn xã Phúc Hòa. - Xác định các vị trí lấy mẫu trên bản đồ dựa trên các thông tin đã điều tra đƣợc và tiến hành lấy mẫu ở các vị trí có khả năng tiềm tàng ô nhiễm HCBVTV cơ clo tại xã Phúc Hòa. - Phân tích, xác định hàm lƣợng HCBVTV cơ clo gồm: HCH (α, β, DDT (p,p’-DDT; p,p’-DDD; p,p’-DDE)aldrin, dieldrin, endrin trong các mẫu đất đã thu thập. - Đánh giá ảnh hƣởng, tác động của các HCBVTV cơ clo đƣợc nghiên cứu đến môi trƣờng và hệ sinh thái.

- Đề xuất giải pháp kĩ thuật sử dụng an toàn các loại HCBVTV trong sản xuất nông nghiệp tại khu vực nghiên cứu. 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Khái niệm cơ bản về đất, đất nông nghiệp và đất sản xuất nông nghiệp Theo quan điểm của các nhà thổ nhƣỡng và quy hoạch Việt Nam cho rằng: “Đất là phần trên mặt của vỏ trái đất mà ở đó cây cối có thể mọc đƣợc” và đất đai đƣợc hiểu theo nghĩa rộng là: “Đất đai là một diện tích cụ thể của bề mặt trái đất, bao gồm tất cả các yếu tố cấu thành của sinh thái ngay trên và dƣới bề mặt bao gồm: Khí hậu, thời tiết, thổ nhƣỡng, địa hình, mặt nƣơc, các lớ trầm tích sát bề mặt cùng với nƣớc ngầm và khoáng sản trong lòng đất, động thực vật, trạng thái định cƣ của con ngƣời, những kết quả của con ngƣời trong quá khứ và hiện tại để lại” [12]. Theo Luật đất đai 2013 (2013, tr 20-21) nêu rõ: “Đất nông nghiệp là đất sử dụng vào mục đích sản xuất, nghiên cứu, thí nghiệm về nông nghiệp, lâm nghiệp, chăn nuôi thủy sản, làm muối và mục đích bảo vệ, phát triển rừng gồm đất sản xuất nông nghiệp, đất sản xuất lâm nghiệp, đất nuôi trồng thủy sản, đất làm muối và đất nông nghiệp khác” [12].

Đất sản xuất nông nghiệp: là đất nông nghiệp sử dụng vào mục đích sản xuất nông nghiệp. Bao gồm đất trồng cây hàng năm và đất trồng cây lâu năm [12]. Tổng quan về HCBVTV 1. Định nghĩa Hóa chất bảo vệ thực vật (HCBVTV) là các loại hóa chất có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp bằng con đƣờng công nghiệp dùng để phòng chống hoặc tiêu diệt những sinh vật gây hại mùa màng trong nông, lâm nghiệp hoặc gây bệnh đối với sức khỏe con ngƣời.

Theo FAO, “HCBVTV đƣợc hiểu theo nghĩa rộng là chất diệt hại (pesticides), tức là tất cả các chất hoặc hỗn hợp các chất đƣợc sử dụng để ngăn ngừa, tiêu diệt hoặc kiểm soát bất cứ dịch hại nào, bao gồm các vật mang mầm bệnh cho ngƣời và động vật; các loài cây, con không đƣợc ƣa chuộng có thể gây hại cho mùa màng, vận chuyển, chế biến và bảo quản, kinh doanh lƣơng thực, thực phẩm, các sản phẩm nông nghiệp, gỗ và các sản phẩm gỗ, thức ăn gia súc,…Chúng có thể đƣa vào trong hay trên cơ thể động vật để ngăn ngừa các côn trùng, nhện và các loại dịch hại khác. Chúng cũng bao gồm các hóa chất kích thích, ngăn ngừa sự 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] rụng quả, chín sớm, rụng lá, áp dụng cho mọi đối tƣợng cây trồng” [10]. Hiện nay thuốc sử dụng trong nông nghiệp gồm 1.710 hoạt chất với khoảng hơn 4.000 tên thƣơng phẩm khác nhau, chúng bao gồm: 22-23% thuốc trừ sâu; 45- 47% thuốc diệt cỏ; 20-22% thuốc trừ bệnh; còn lại là thuốc diệt nấm mốc, thuốc điều hòa sinh trƣởng và một số loại khác nhƣ thuốc diệt các loài gậm nhấm, thuốc diệt côn trùng [5]. HCBVTV nhóm cơ clơ chủ yếu là dẫn xuất clo của hydrocacbon đa nhân, xicloparafin, tecpen,… Đặc tính của HCBVTV nhóm cơ clo là phân giải rất chậm sau khi đƣợc phun hay rải vào môi trƣờng.

Sản phẩm chuyển hóa của chúng thƣờng ít độc hơn chất ban đầu (trừ nhóm xyclodiene nhƣ dieldrin). Chúng hòa tan tốt trong các acid béo, không tan trong nƣớc, một số bị phân hủy ở nhiệt độ cao. Phần lớn các hợp chất này rất bền vững trong thực vật, cơ thể động vật, tích lũy lâu dài trong mô mỡ, lipoprotein, sữa [1]. Dư lượng HCBVTV Dƣ lƣợng thuốc là phần còn lại của các hoạt chất, chất phụ trợ cũng nhƣ các chất chuyển hóa của chúng và tạp chất tồn tại trên cây trồng, nông sản, đất, nƣớc sau một thời gian dƣới tác động của các hệ sống (living systems) và điều kiện ngoại cảnh (ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm…).

Dƣ lƣợng của thuốc đƣợc tính bằng mg (miligam) thuốc có trong 1 kg nông sản, đất hay nƣớc (mg/kg) [1]. Nhƣ vậy, dƣ lƣợng thuốc BVTV bao gồm bất kì dẫn xuất nào của thuốc cũng nhƣ sản phẩm chuyển hóa của chúng có thể gây độc cho môi trƣờng. Dƣ lƣợng có thể có nguồn gốc từ những chất đã xử lý vào đất hay trên bề mặt vật phun; phần khác lại bắt nguồn từ sự ô nhiễm (biết hay không biết) có trong không khí, đất, nƣớc [1]. Cấu trúc và tính chất của DDT, HCH, aldrin, dieldrin và endrin 1.

Các đồng phân của DDT Khi đề cập đến DDT ngƣời ta thƣờng quan tâm đến p,p’- DDT, nó là thành phần chính của thuốc trừ sâu đƣa vào môi trƣờng. Các thành phần khác trong DDT kỹ thuật gồm 0,p’- DDT; p,p’- DDD; o,p’- DDD; p,p’- DDE và o,p’- DDE (Bảng 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. DDT bị khử clo trong điều kiện yếm khí tạo thành DDD, đây cũng là một chất diệt côn trùng. DDT bị khử clo và hydro trong điều kiện hiếu khí lại chuyển thành DDE (tính độc DDT > DDE > DDD).

Độ bền DDE > DDD > DDT, vì vậy DDE thƣờng có nồng độ cao hơn DDT và DDD trong môi trƣờng. Cả ba loại hợp chất này có nhiều đồng phân nhƣng quan trọng hơn cả là các đồng phân p,p’[27]. Các đồng phân phổ biến của nhóm DDT Tên Tên thƣơng phẩm T1/2 (*) STT Công thức cấu tạo Tên IUPAC thông dụng khác (ngày) Neocid, Pentachlorin, 1,1,1-trichloro-2,2-bis (p- 4,4’- DDT Chlorophenothane,… 1 chlorophenyl)ethane 1000 p,p'-DDT 1,1-dichloro-2,2-bis 4,4’- 2 (p-chlorophenyl)ethylene DDE - 1000 p,p'-DDE 1,1-dichloro-2,2-bis (p- 4,4’- DDD - 3 chlorophenyl)ethane p,p'-DDD - 1,1,1-trichloro-2-(o- 2,4’- chlorophenyl)-2-(p- DDT - 4 chlorophenyl)ethane - 1,1-dichloro-2-(o- chlorophenyl)-2-(p- 2,4’- 5 chlorophenyl)ethylene DDE - - 1,1-dichloro-2,2-bis(p- chlorophenyl)ethane 2,4’- DDD - 6 - (Nguồn: Khim và cs, 2000) 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Các đồng phân của HCH Nhóm HCH gồm tám đồng phân, nhƣng chỉ có -HCH, -HCH, -HCH, - HCH là quan trọng về mặt thƣơng mại và đƣợc quan tâm nhiều.

Thuốc bảo vệ thực vật Lindan đƣợc sản xuất có chứa trên 98% -HCH, còn lại là -HCH [19]. HCH kỹ thuật đƣợc sử dụng trong nông nghiệp là hỗn hợp của nhiều đồng phân gồm 60- 70% -HCH, 5-12% -HCH, 10-15% -HCH và 3-4% -HCH [25] (Bảng 1.