CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 ẢNH HƯỞNG CỦA THUỐC TRỪ SÂU VỚI MÔI TRƯỜNG Từ cuối thế kỷ XVIII đến cuối thế kỷ XIX là thời kì cách mạng nông nghiệp ở châu Âu. Sản xuất nông nghiệp tập trung và năng suất cao hơn, đồng thời tình hình dịch hại càng nhiều hơn xảy ra trong phạm vi toàn thế giới. Một số thuốc trừ sâu, trừ dịch hại phổ biến ở cuối thế kỷ XIX đến năm 1930, chủ yếu là chất vô cơ như Asen, Selen, Antimon, Sulfur…hoặc một số chất thảo mộc vốn có độc tính. Song thời bấy giờ chưa ai quan tâm nhiều đến tính độc hại của nó đến môi trường sống và sức khỏe của con người.
Từ đầu thế kỷ XX, xuất hiện một biện pháp trừ sâu hại tích cực hơn và hiệu quả hơn có ý nghĩa quan trọng. Một trong số đó là sự ra đời của dichlorodiphenyl trichloro ethane (DDT) thuộc nhóm clo hữu cơ bằng phương pháp tổng hợp, 1939, và liên tục sau đó ra đời nhiều các hợp chất hóa học khác. Tổng kết quá trình được tìm ra và sản xuất, hiện nay, thuốc trừ sâu tồn tại 3 thế hệ, tính độc hại của thế hệ sau thường được sử dụng an toàn hơn thế hệ trước: Thuốc trừ sâu thế hệ thứ nhất thường là thuốc chiết từ thực vật chứa hoạt chất Nicotin, hay Pyrethroide chiết từ một loại cúc khô, những chất vô cơ như phèn xanh, thạch tín… Thuốc trừ sâu thế hệ thứ 2 là tổng hợp các chất hữu cơ: DDT, 666, Wofatox… (xuất hiện vào thập niên 40). Thuốc trừ sâu thế hệ thứ 3, xuất hiện vào những năm 70 và 80 như gốc lân hữu cơ, carbamate và sự ra đời của pyretthroide, thuốc sinh học.1 Hiện trạng sử dụng thuốc trừ sâu trong sản xuất nông nghiệp Biện pháp sử dụng thuốc trừ sâu hóa học phòng trừ sâu bệnh trong sản xuất nông nghiệp vẫn là biện pháp được áp dụng rộng rãi ở mọi nơi và đối với tất cả cây trồng.
Ở Việt Nam, theo Cục Bảo Vệ Thực Vật (BVTV ), trong giai đoạn 1981- 1986 số lượng thuốc sử dụng là 6500- 9000 tấn/ năm, và vào những năm cuối thập kỉ 80 số lượng thuốc trừ sâu sử dụng là 13.000 tấn/ năm (Hoàng Lê, 2003), nhưng bước sang những năm của thập kỉ 90, giai đoạn 1991 – 2000, số lượng thuốc trừ sâu đã tăng lên gấp 2 lần (21.400 tấn/ năm) vào năm 1995 và tăng gấp 4 lần (40.793 tấn/ năm) vào năm 1998, đến năm 2003 tăng lên đến 45.000 tấn và năm 2005 là 50. Đây là con số đáng báo động. 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trong vòng 10 năm gần đây (2000 - 2011), số lượng thuốc trừ sâu sử dụng tăng 2,5 lần, số loại thuốc đăng ký sử dụng tăng 4,5 lần và giá trị thuốc nhập khẩu tăng khoảng 3,5 lần. Số lượng hoạt chất đăng ký sử dụng ở Việt Nam hiện nay đạt gần 1.000 loại, trong khi của các nước trong khu vực từ 400 đến 600 loại, như Trung Quốc 630 loại, Thái-lan, Malaixia 400-600 loại.
Tuy chủng loại nhiều như vậy, song nông dân ở những vùng trồng lúa và đặc biệt ở vùng trồng rau, thường sử dụng theo thói quen, do sợ rủi ro và do hiểu biết hạn chế về mức độ độc hại của thuốc BVTV nên chỉ dùng một số loại thuốc đã quen dùng, thường là những loại thuốc có độ độc cao đã bị cấm hoặc hạn chế sử dụng như : Monitor, Wofatox…Nông dân tự chủ hoàn toàn trong quá trình sản xuất. Vì vậy, do thiếu kiến thức phòng trừ sâu bệnh, người nông dân dùng thuốc BVTV trong khi thị trường về thuốc tràn lan, người bán thuốc BVTV cũng không hiểu biết đầy đủ về thuốc. Từ đó dẫn đến dùng thuốc bất hợp lý, gây nên sức ép chọn lọc của dịch hại, phá vỡ cân bằng sinh thái. Mặt khác, nhiều loại thuốc mới không được khuyến cáo đầy đủ, người nông dân dùng các loai thuốc theo thói quen và tự ý tăng nồng độ, liều lượng.
Ngoài ra, do trên thị trường tự do, thuốc trừ sâu được bán với giá rẻ cũng đã góp phần khuyến khích nông dân dùng thuốc nhiều hơn. Mỗi khi sâu hại bùng phát mạnh thành dịch, số lần phun thuốc tăng vọt tới 4-5 lần trong một vụ, sau 1-2 ngày/ lần. Kết quả của việc sử dụng lượng lớn thuốc trừ sâu sẽ gây hại đến vi sinh vật đất làm nhiệm vụ phân hủy chuyển hóa các chất hữu cơ thành các chất khoáng đơn giản, mặt khác sẽ đi sâu vào sự chuyển hóa các chất trong quá trình sinh trưởng và phát triển của cây, tồn lưu lại trong củ, quả, hạt, ngọn non…của cây trồng.2 Con đường phát tán, tồn lưu và ảnh hưởng của thuốc trừ sâu trong môi trường Môi trường sống bao gồm đất, nước và không khí luôn có sự tương tác và tương hỗ lẫn nhau. Sự ô nhiễm của môi trường này sẽ gây tác động trực tiếp đến sự sống và sức khỏe của con người.
Các thuốc trừ sâu khi phun rải lên cây nông sản như lúa, hoa màu, cây ăn trái….chịu tác động của nhiều yếu tố môi trường làm giảm hiệu lực và thất thoát. Thuốc BVTVcó thể khuếch tán và tồn lưu trong môi trường bằng nhiều con đường khác nhau, một phần thuốc bị phân hủy do tác động của các yếu tố tự nhiên (độ ẩm, 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ánh sáng, oxy…) và yếu tố sinh học như tác động của vi sinh vật trong đất, thực vật và đi vào môi trường, một phần bị tồn lưu trong cơ thể sinh vật, sâu hại. ❖ Trong môi trường không khí: Sự xâm nhập của hóa chất trừ sâu vào trong không khí là hậu quả tất yếu của quá trình sử dụng thuốc trừ sâu trong nông nghiệp. Khi phun thuốc trừ sâu vào môi trường không khí bị ô nhiễm dưới dạng bụi, hơi.
Tốc độ bay hơi của thuốc trừ sâu phụ thuộc vào tính chất hóa học của chúng dạng tinh thể, cách sử dụng và thời tiết. Dưới tác động của ánh sáng, nhiệt độ, gió …và tính chất hóa học, thuốc trừ sâu có thể lan truyền trong không khí. Lượng tồn lưu trong không khí sẽ khuếch tán và có thể di chuyển xa đến nơi khác. ❖ Trong môi trường đất: Đất canh tác là nơi tập trung nhiều dư lượng thuốc trừ sâu.
Đất nhận thuốc trừ sâu trực tiếp từ các nguồn khác nhau: phun xử lí đất, các hạt thuốc trừ sâu rơi vào đất, theo mưa lũ, theo xác sinh vật vào đất. Tồn lượng thuốc trừ sâu trong đất đã để lại các tác hại đáng kể trong môi trường. Thuốc trừ sâu phun lên cây trồng thì trong đó có đến khoảng 50% rơi xuống đất, tạo thành lớp mỏng trên bề mặt, một lớp lắng gọi là dư lượng, 1 phần được cây hấp thụ, phần còn lại được keo đất giữ lại, dần dần được phân giải qua hoạt động sinh học của đất và qua tác động của các yếu tố hóa lý. Lượng tồn dư thuốc trừ sâu trong đất gây hại đến sinh vật đất (các sinh vật làm nhiệm vụ phân hủy, chuyển hóa chất hữu cơ thành chất khoáng đơn giản hơn cần cho dinh dưỡng cây trồng) là một cách gián tiếp tác động tiêu cực đến cây trồng.
Lượng lưu trữ thuốc trừ sâu trong đất là yếu tố quan trọng để đánh giá khả năng gây ô nhiễm môi trường. ❖ Trong môi trường nước: Ô nhiễm môi trường đất dẫn đến ô nhiễm nguồn nước. Theo chu trình tuần hoàn các hóa chất trừ sâu, thuốc tồn tại trong môi trường đất sẽ rò rỉ ra sông ngòi theo các mạch nước ngầm hay do quá trình rửa trôi, xói mòn đất bị nhiễm thuốc trừ sâu gây ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm. Mặt khác, khi sử dụng hóa chất trừ sâu, nước có thể bị ô nhiễm nặng nề do nông dân đổ hóa chất dư thừa, chai lọ chứa hóa chất, nước súc rửa…Điều này đặc biệt có ý nghĩa quan trọng khi có nông trại, vườn tược lớn nằm gần kề hệ thống ao hồ sông suối.
12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trong nước, thuốc trừ sâu có thể tồn tại ở các dạng khác nhau và đều có thể ảnh hưởng đến tác động của nó đối với sinh vật đó là: hòa tan, bị hấp thụ bởi các thành phần vô sinh hoặc hữu sinh và lơ lửng trong nguồn nước hoặc tích tụ xuống đáy và tích tụ trong cơ thể sinh vật. Thuốc trừ sâu tan trong nước có thể tồn tại bền vững và duy trì được đặc tính lý hóa của chúng trong khi di chuyển và phân bố trong môi trường nước, tích tụ đến mức gây độc, tồn lưu với thời gian rất lâu, đặc biệt là đối với nguồn nước ngầm do đặc tính dòng chảy chậm và không có khả năng tự làm sạch như nguồn nước mặt nên các dư lượng thuốc trừ sâu không pha loãng hay phân tán được và tồn tại trong khoảng tthời gian rất lâu, có thể tới hàng trăm năm để làm sạch những chất ô nhiễm, điều này gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe cộng đồng khu vực xung quanh. Ngoài nguyên nhân kể trên do thiên nhiên và ý thức cũng như hiểu biết của người dân, một trong những nguyên nhân mà thuốc trừ sâu xâm nhập thẳng vào môi trường nước đó là do việc kiểm soát cỏ dại dưới nước, tảo, đánh bắt cá và động vật không xương sống, côn trùng độc mà con người không mong muốn. ❖ Trong môi trường thực vật: Trong quá trình sử dụng, hóa chất trừ sâu đi vào thực vật một cách trực tiếp (do phun, rắc trên cây), hay gián tiếp (qua đất, nước, không khí bị ô nhiễm các loại thuốc trừ sâu), cây trở thành chất mang thuốc trừ sâu để cuối cùng gây hại cho chính nó, cho con người và động vật sử dụng nó.
13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.1 Con đường phát tán của thuốc trừ sâu trong môi trường 1.3 Nhóm thuốc trừ sâu gốc phospho hữu cơ và trichlorfon 1.1 Nhóm thuốc trừ sâu gốc phospho hữu cơ (lân hữu cơ ) Công thức hoá học: thường là este, amid, hoặc dẫn xuất thiol của axit phosphoric, trong công thức có chứa P, C, H, O, S.có khả năng diệt trừ các loại sâu bệnh và một số thiên địch. Từ năm 1942 đến nay có tới trên 50.000 chất mới được tổng hợp. Trong đó, có khoảng 50 chất được dùng để diệt sâu bọ phá hoại mùa màng. Thuộc nhóm lân hữu cơ có các hóa chất sau: Parathion (Thiophos), Methyl-parathion-(Wofatox, Metaphos), Malathion, Trichlorfon (Dipterex), Clorophos, DDVP (dichlorophos), Diazinon, Ompa, Systox, Mevinphos, Filitox (Monitor, Methamidophos),.
Đặc tính sinh, hóa học: Nhóm thuốc này gây tác động đến hệ thần kinh và ngộ độc cấp tính rất mạnh mẽ, làm ngăn cản sự hình thành của các men cholinestera làm thần kinh hoạt động kém, teo cơ, gây choáng váng và tử vong.