CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Cơ sở lý luận của đề tài 1. Khái niệm và phân loại thuốc bảo vệ thực vật 1. Khái niệm về hóa chất bảo vệ thực vật Tổ chức Nông lương thế giới (FAO, 1986) định nghĩa hóa chất BVTV là bất kỳ một chất nào hay hỗn hợp các chất nào được dùng để phòng, phá huỷ hay diệt bất kỳ một vật hại nào, kể cả các sinh vật truyền bệnh của người hay súc vật, những loại cây cỏ dại hoặc các động vật gây hại trong hoặc can thiệp trong quá trình sản xuất, lưu kho, vận chuyển hoặc tiếp thị thực phẩm, lương thực, gỗ và sản phẩm thức ăn gia súc.
Theo Luật Bảo vệ và kiểm dịch thực vật số 41/2013/QH13: Thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) là chất hoặc hỗn hợp các chất hoặc chế phẩm vi sinh vật có tác dụng phòng ngừa, ngăn chặn, xua đuổi, dẫn dụ, tiêu diệt hoặc kiểm soát sinh vật gây hại thực vật; điều hòa sinh trưởng thực vật hoặc côn trùng; bảo quản thực vật; làm tăng độ an toàn, hiệu quả khi sử dụng thuốc [31]. Hóa chất BVTV hay còn gọi là thuốc BVTV là những loại hóa chất bảo vệ cây trồng hoặc những sản phẩm bảo vệ mùa màng, là những chất được tạo ra để chống lại và tiêu diệt loài gây hại hoặc các vật mang mầm bệnh. Chúng cũng gồm các chất để đấu tranh với các loại sống cạnh tranh với cây trồng cũng như nấm bệnh cây. Ngoài ra, các loại thuốc kích thích sinh trưởng, giúp cây trồng đạt năng suất cao cũng là một dạng của hóa chất BVTV.
Hóa chất BVTV là những hóa chất độc, có khả năng phá hủy tế bào, tác động đến cơ chế sinh trưởng, phát triển của sâu bệnh, cỏ dại và cả cây trồng, vì thế khi các hợp chất này đi vào môi trường, chúng cũng có những tác động nguy hiểm đến môi trường, đến những đối tượng tiếp xúc trực tiếp hay gián tiếp. Và đây cũng là lý do mà thuốc BVTV nằm trong số những hóa chất đầu tiên được kiểm tra triệt để về bản chất, về tác dụng cũng như tác hại [26]. Về cơ bản thuốc BVTV được sản xuất dưới các dạng sau [26]: 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Thuốc sữa: viết tắt là EC hay ND: gồm các hoạt chất, dung môi, chất hóa sữa và một số chất phù trị khác. Thuốc ở thể lỏng, trong suốt, tan trong nước thành dung dịch nhũ tương tương đối đồng đều, không lắng cặn hay phân lớp.
- Thuốc bột thấm nước: còn gọi là bột hòa nước, viết tắt là WP, BTN: gồm hoạt chất, chất độn, chất thấm ướt và một số chất phù trợ khác. Thuốc ở dạng bột mịn, phân tán trong nước thành dung dịch huyền phù, pha với nước để sử dụng. - Thuốc phun bột: viết tắt là DP, chứa các thành phần hoạt chất thấp (dưới 10%), nhưng chứa tỉ lệ chất độn cao, thường là đất sét hoặc bột cao lanh. Ngoài ra, thuốc còn chứa các chất chống ẩm, chống dính.
Ở dạng bột mịn, thuốc không tan trong nước. - Thuốc dạng hạt: viết tắt là G hoặc H, gồm hoạt chất, chất độn, chất bao viên, và một số chất phù trợ khác. Ngoài ra còn một số dạng tồn tại khác: - Thuốc dung dịch; - Thuốc bột tan trong nước; 1. Phân loại hóa chất bảo vệ thực vật [26] a) Phân loại theo các gốc hóa học Căn cứ vào bản chất hóa học của các loại hóa chất BVTV, chúng được phân chia thành các nhóm khác nhau.
Dưới đây mô tả sơ bộ hóa chất BVTV thuộc các nhóm clo hữu cơ, lân hữu và carbamat: * Hóa chất BVTV thuộc nhóm hợp chất Clo hữu cơ: Hóa chất BVTV thuộc nhóm hợp chất Clo hữu cơ thuộc nhóm hóa chất BVTV tổng hợp, điển hình của nhóm này là DDT, Lindan, Endosulfan. Hầu hết các loại hóa chất BVTV thuộc nhóm này đã bị cấm sử dụng vì chúng là các chất hữu cơ khó phân huỷ, tồn lưu lâu trong môi trường. Công ước Stockholm về các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy cũng quy định về việc giảm thiểu và loại bỏ các loại hóa chất bảo vệ thực vật, đa phần thuộc nhóm clo hữu cơ này. Hóa chất BVTV nhóm cơ clo thường có độ độc ở mức độ I hoặc II.
Các hợp chất trong nhóm này gồm: Aldrin, BHC, Chlordan, DDE, DDT, Dieldrin, 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Endrin, Endosulphan, Heptachlor, Keltan, Lindane, Methoxyclor, Rothan, Perthan, TDE, Toxaphen v. là những hợp chất mà trong cấu trúc phân tử của chúng có chứa một hoặc nhiều nguyên tử Clo liên kết trực tiếp với nguyên tử Cacbon. Trong các hợp chất trên DDT và Lindane là những loại hóa chất BVTV được sử dụng nhiều nhất ở Việt Nam từ trước những năm 1960-1993. DDT (Dicloro diphenyltricloetan): có tác dụng diệt trừ sâu bệnh, duy trì hoạt tính trong vài tháng, nó rất bền vững trong môi trường, tích lũy khá lâu ở các mô mỡ và gan.
Thuộc nhóm độc nhóm II, LD50 qua miệng: 113-118mg/kg. LD50 qua da: 2. Sự hòa tan trong mỡ nhờ nhóm Triclometyl, còn độc tính của nó do nhóm p-clophenyl quyết định. Lượng DDT hấp thụ hàng ngày tối đa cho phép không quá 5µg/kg trọng lượng cơ thể.
Mức dư lượng tối đa cho phép đối với tổng DDT trong đất là 0,1mg/kg và trong nước là 1µg/l. DDT có khả năng hoà tan trong mỡ cao. Đặc tính ưa mỡ kết hợp với thời gian bán phân huỷ rất dài làm cho các hợp chất có khả năng tích luỹ sinh học cao trong sinh vật sống dưới nước. Điều đó dẫn tới sự khuếch đại sinh học của DDT ở sinh vật trong cùng một chuỗi thức ăn.
Do rất bền trong cơ thể sống, trong môi trường và các sản phẩm động vật nên hiện nay hợp chất này đã bị cấm sử dụng. Trong số các hóa chất trừ sâu cơ clo, tác dụng sinh học của DDT đối với môi trường đã được nghiên cứu rất nhiều. DDT có tác dụng lên hệ thần kinh trung ương, làm tê liệt hệ thần kinh và dẫn tới tử vong. {DDE và DDD là sản phẩm chuyển hoá chính của DDT, thường bền với sự phân hủy bằng sinh vật hiếu khí và yếm khí.
Hàng năm sự phân huỷ DDT thành DDE trong môi trường chỉ chiếm vài phần trăm} Lindane, với công thức hoá học là C6H6Cl6 được biết đến là gamma- hexacloroxyclohexane. Lindan có tác dụng trừ được nhiều loại nhóm sâu hại thực vật, vị độc, xông hơi, tiếp xúc, nhóm độc II. Giá trị LD50 qua miệng: 88- 125mg/kg, qua da: 1. {Lindane được sử dụng trong nông và lâm nghiệp và y tế trong giai đoạn từ những năm 1950 đến năm 2000.000 tấn Lindane được sản xuất trên toàn thế giới và đa phần chúng được sử dụng trong nông nghiệp} 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com * Hóa chất BVTV thuộc nhóm Lân hữu cơ: Là các este của axit phosphoric.
Đây là nhóm hóa chất rất độc với người và động vật máu nóng, điển hình của nhóm này là Methyl Parathion, Ethyl Parathion, Mehtamidophos, Malathion. Hầu hết các loại hóa chất BVTV trong nhóm này cũng đã bị cấm do độc tính của chúng cao. Theo y văn dấu hiệu và triệu chứng nhiễm độc thuốc bảo vệ thực vật gốc photpho hữu cơ và cacbamat bao gồm: nhức đầu, choáng váng, cảm giác nặng đầu, nhức thái dương, giảm trí nhớ, dễ mệt mỏi, ngủ không ngon giấc, ăn kém ngon, chóng mặt. Ở một số trường hợp, có rối loạn tinh thần và trí tuệ, giật nhãn cầu, run tay và một số triệu chứng rối loạn thần kinh khác.
* Hóa chất BVTV thuộc nhóm Carbamat: Là các este của axit Carbamic có phổ phòng trừ rộng, thời gian cách ly ngắn, điển hình của nhóm này là Bassa, Carbosulfan, Lannate.Cũng như nhóm lân hữu cơ, các triệu chứng nhiễm độc thuốc BVTV nhóm này là rất khó khăn, phần lớn các dấu hiệu lâm sàng mang tính chủ quan. Các triệu chứng nhiễm độc gồm nhức đầu, choáng váng, dễ mệt mỏi, ngủ không ngon giấc, ăn kém ngon, chóng mặt. b) Phân loại theo công dụng Trên thị trường đã có hàng trăm hoạt chất với hàng nghìn tên thương mại khác nhau về hóa chất BVTV. Tuy nhiên, ta có thể phân thành 5 loại chính dựavào công dụng của thuốc như sau: Bảng 1.
Phân loại thuốc BVTV theo công dụng TT Công dụng Thành phần chính - Hợp chất hữu cơ clo (hydrocloruacacbon); - Hợp chất hữu cơ phospho (este axit phos Thuốc trừ sâu 1 phoric); bệnh - Muối carbamic; - Pyrethroids tự nhiên và nhân tạo; 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Dinitro phenol; - Thực vật. - Nitro anilin; - Muối carbamic và thiocarbamic; 2 Thuốc diệt cỏ - Hợp chất nitơ dị vòng (triazine); - Dinitrophenol và dẫn xuất phenol. - Thuốc diệt nấm vô cơ (trên căn bản sulfur đồng và thủy ngân); 3 Thuốc diệt nấm - Thuốc diệt nấm hữu cơ (dithiocarbamat); - Thuốc diệt nấm qua rễ (benzimidazoles); - Kháng sinh (sản phẩm từ vi sinh vật). - Chất chống đông máu (Hydroxy coumarins); 4 Thuốc diệt chuột - Các loại khác (Arsennicals, thioureas).
- Ức chế sinh trưởng (hợp chất quatermary); 5 Thuốc kích thích - Kích thích đâm chồi (Carbamates); - Kích thích rụng quả (cyclohexmide). (Nguồn: Lê Huy Bá, Lâm Minh Triết, 2000) c) Phân loại theo nhóm độc Qua nghiên cứu ảnh hưởng của chất độc lên cơ thể chuột, các chuyên gia về độc học đã đưa ra 5 nhóm độc theo tác động của độc tố qua đường miệng và qua da. Tất cả các loại hóa chất BVTV đều độc với người và động vật máu nóng, tuy nhiên mức độ gây độc đối với mỗi loại khác nhau và tùy theo cách xâm nhập vào cơ thể. Các loại hóa chất BVTV thường bền vững ở nhiệt độ thường nhưng dễ bị kiềm thủy phân.
Chúng không bị phân hủy sinh học, tích tụ trong các mô mỡ và khuếch đại sinh học trong chuỗi thức ăn sinh học từ phiêu sinh vật đến các loài chim nồng độ tăng lên trên hàng triệu lần. * Độc tính cấp tính 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Độc tính của thuốc BVTV được thể hiện bằng LD50 (Lethal dose 50) là liều lượng cần thiết gây chết 50% cá thể thí nghiệm và tính bằng đơn vị mg/kg trọng thể. Độ độc cấp tính của thuốc BVTV dạng hơi được biểu thị bằng nồng độ gây chết trung bình LC50 (Lethal concentration 50), tính theo mg hoạt chất/m3 không khí. LD50 hay LC50 càng nhỏ thì độ độc càng cao.
* Độc tính mãn tính Mỗi loại hóa chất trước khi được công nhận là thuốc BVTV phải được kiểm tra về độ độc mãn tính, bao gồm: khả năng gây tích lũy trong cơ thể người và động vật máu nóng, khả năng kích thích tế bào khối u ác tính, ảnh hưởng của hóa chất đến bào thai và khả năng gây dị dạng đối với thế hệ sau.