Chương 1 – TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan về HCBVTV 1. Khái niệm về HCBVTV Theo Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực của Liên hợp Quốc (FAO) đã đưa ra định nghĩa về HCBVTV như sau: “HCBVTV là bất kỳ hợp chất hay hỗn hợp được dùng với mục đích ngăn ngừa, tiêu diệt hoặc kiểm soát các tác nhân gây hại, bao gồm vật chủ trung gian truyền bệnh của con người hoặc động vật, các bộ phận không mong muốn của thực vật hoặc động vật gây hại hoặc ảnh hưởng đến các quá trình sản xuất, chế biến, bảo quản, vận chuyển, mua bán thực phẩm, nông sản, gỗ và các sản phẩm từ gỗ, thức ăn chăn nuôi hoặc hợp chất phân tán lên động vật để kiểm soát côn trùng, nhện hay đối tượng khác trong hoặc trên cơ thể chúng. HCBVTV còn là tác nhân điều hòa sinh trưởng thực vật, chất làm rụng lá, chất làm khô cày, tác nhân làm thưa quả hoặc ngăn chặn rụng quả sớm.
Cũng có thể dùng HCBVTV cho cây trồng trước cũng như sau khi thu hoạch để bảo vệ sản phẩm không bị hỏng trong quá trình bảo quản và vận chuyển” [33]. Phân loại hóa chất bảo vệ thực vật Có nhiều cách phân loại thuốc bảo vệ thực vật như: phân loại theo công dụng (đối tượng) phòng trừ, theo gốc hoá học (các gốc có nguồn gốc khác nhau thì tính độ khác nhau), phân loại theo thời gian phân hủy hoặc theo con đường xâm nhập, vv… Có thể phân loại HCBVTV theo các nhóm sau: 1. Phân loại theo nhóm độc Theo Tổ chức Y tế thế giới, việc phân loại này dựa trên độc tính của hoạt chất (technical grade) và dạng tồn tại tương ứng. Các chuyên gia về độc học đã nghiên cứu ảnh hưởng của chất độc lên cơ thể chuột và đã đưa ra 5 nhóm độc theo tác động của độc tố qua đường miệng và qua da.
Tất cả các loại HCBVTV đều độc với người và động vật máu nóng. Tuy nhiên đối với mỗi loại khác nhau và tùy theo cách xâm nhập vào cơ thể mà có mức độ gây độc. Việc phân loại độ độc nhằm phân biệt độc tính giữa các loại HCBVTV. 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.1: Phân loại HCBVTV theo độ độc Độ độc cấp tính Độ độc mãn tính Độc cấp tính là khả năng ngộ độc ngắn hạn Độc mãn tính là khả năng tích lũy của một chất.
Để xác định mức độ độc cấp tính và gây độc của HCBVTV trong của mỗi loại HCBVTV, sử dụng LD50 (Lethal cơ thể người và động vật máu dose 50) là liều lượng của hóa chất phơi nhiễm nóng trong thời gian dài. Mỗi loại trong cùng một thời điểm cần thiết gây chết hóa chất trước khi được công 50% cá thể dùng thí nghiệm và tính bằng đơn nhận là HCBVTV phải được vị mg/kg thể trọng. kiểm tra về độ độc mãn tính, bao Độ độc cấp tính dạng hơi của HCBVTV gồm: khả năng kích thích tế bào được biểu thị bằng LC50 (Lethal concentration khối u ác tính, khả năng gây tích 50), là nồng độ của hóa chất cho các thí lũy trong cơ thể người và động nghiệm hít phải trong không khí gây chết 50% vật máu nóng, ảnh hưởng của hóa cá thể thí nghiệm, đơn vị mg/m3 không khí. chất đến bào thai và khả năng gây LD50 và LC50 càng nhỏ thì độ độc càng cao.
dị dạng đối với thế hệ sau.2: Phân loại nhóm độc theo WHO (LD50 mg/kg chuột) Phân Màu sắc Qua miệng Qua da STT nhóm độc quy ước Thể rắn Thể lỏng Thể rắn Thể lỏng I. Độc Vàng 5-50 20-200 10-100 40-400 II. Độc 3 Xanh da trời 50-500 200-200 200-200 400-400 trung bình 4 III. Độc ít Xanh lá cây 500-2000 2000-3000 1000 4000 VI.
Độc rất 5 > 2000 > 3000 nhẹ (Nguồn: Lê Huy Bá, Lâm Minh Triết, 2000) [1] 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Phân loại theo công dụng Bảng 1.3: Phân loại HCBVTV theo công dụng STT Công dụng Thành phần chính - Hợp chất hữu cơ clo; - Hợp chất hữu cơ photpho; - Muối carbamic; 1 Thuốc trừ sâu bệnh - Pyrethroids tự nhiên và nhân tạo; - Dinitro phenol; - Thực vật. - Nitro anilin; - Muối carbamic và thiocarbamic; 2 Thuốc diệt cỏ - Hợp chất hữu cơ dị vòng; - Dinitrophenol và dẫn xuất phenol. -Thuốc diệt nấm vô cơ; - Thuốc diệt nấm hữu cơ; 3 Thuốc diệt nấm - Thuốc diệt nấm qua rễ; - Kháng sinh (sản phẩm từ VSV).
- Chất chống đông máu; 4 Thuốc diệt chuột - Các loại khác. - Ức chế sinh trưởng; 5 Thuốc kích thích - Kích thích đâm chồi; - Kích thích rụng quả. Phân loại theo con đường xâm nhập Phần lớn các HCBVTV đều có vị trí tác động đặc thù. Sự khác biệt về cấu tạo cơ thể, lớp phủ cơ thể và thói quen của dịch hại có thể ảnh hưởng đến sự xâm nhập của thuốc.
Dạng chế phẩm và điều kiện môi trường cũng ảnh hưởng đến sự hấp thu HCBVTV. Sinh vật hấp thu HCBVTV theo nhiều cách: 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Tiếp xúc: HCBVTV loại gây độc qua tiếp xúc xâm nhập vào cơ thể sinh vật qua biểu bì da để tiêu diệt. Thuốc trừ bệnh tiếp xúc khi phun lên cây chỉ bám dính trên bề mặt lá cây hoặc vỏ thân cây và chỉ diệt những sinh vật có tiếp xúc với thuốc ở bề mặt cây. HCBVTV loại này chỉ gây cháy ở những nơi cây có tiếp xúc với giọt thuốc.
- Vị độc: là tác động của thuốc khi xâm nhập vào bộ phận tiêu hoá của động vật (côn trùng, chuột, chim,…). Chất độc khi được ăn qua đường miệng vào trong ruột, hoà tan trong dịch vị ở dạ dày và ruột giữa, thấm qua thành ruột và di chuyển đến các cơ quan trong cơ thể để gây hại. - Xông hơi: được sinh vật hấp thu vào cơ thể qua sự hô hấp và các bộ phận thở, qua da, lớp biểu bì hoặc trực tiếp tiêu diệt dịch hại. Thuốc có thể sinh khí, khói, mù có tác dụng diệt côn trùng, nấm, vi khuẩn, chuột.
- Lưu dẫn, nội hấp: là khả năng của thuốc có thể xâm nhập và di chuyển trong cây để tiêu diệt dịch hại bằng cách tiếp xúc hay vị độc. Trong cây, thuốc có thể di chuyển theo 2 chiều là hướng ngọn và hướng rễ. - Thấm sâu: thuốc có khả năng thấm qua các lớp tế bào biểu bì cây để giết dịch hại nằm dưới lớp biểu bì, mà không có khả năng di chuyển trong cây. Phân loại theo thời gian phân hủy Mỗi loại HCBVTV đều có thời gian phân hủy khác nhau trong môi trường.4: Phân loại HCBVTV theo thời gian phân hủy Thời gian STT Phân nhóm Ví dụ phân hủy Các hợp chất hữu cơ chứa kim loại: 1 Hầu như không phân hủy - Hg, As,… 2 Khó phân hủy hay POP 2-5 năm DDT 3 Phân hủy trung bình 1-18 tháng 2,4D 4 Dễ phân hủy 1-12 tuần Carbamate (Nguồn: Báo cáo Hiện trạng ô nhiễm môi trường do HCBVTV tồn lưu thuộc nhóm chất hữu cơ khó phân huỷ tại Việt Nam, 2015) [5] 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.
Phân loại theo nhóm chất hóa học - Nhóm Clo hữu cơ: HCBVTV nhóm Clo hữu cơ chủ yếu là dẫn xuất Clo của hydrocarbon đa nhân, xicloparafin, tecpen; là những hợp chất mà trong cấu trúc phân tử của chúng có chứa một hoặc nhiều nguyên tử Cl liên kết trực tiếp với nguyên tử C. Một số chất điển hình như là clorobenzen (DDT), 666, Aldrin, Dieldrin. HCBVTV nhóm Clo hữu cơ được xếp vào nhóm HCBVTV có độ độc ở mức độ I hoặc II, có đặc tính phân giải rất chậm, khó phân huỷ sau khi được phun và tồn lưu lâu trong cơ thể người, động vật và môi trường, gây độc mãn tính nên nhiều sản phẩm bị cấm hoặc hạn chế sử dụng. - Nhóm Lân hữu cơ: được đưa vào sử dụng từ những năm 40 và 50, là những dẫn xuất từ axit photphoric, điển hình là Chlorpyrifos, Methyl Parathion, Ethyl Parathion, Mehtamidophos, Malathion…, hầu hết cũng đã bị cấm do độc tính cao.
- Nhóm Cúc tổng hợp (Pyrethriod và Pyrethrum): được chiết xuất từ cây hoa cúc, công thức hóa học phức tạp, diệt sâu bệnh chủ yếu bằng đường tiếp xúc và vị độc tương đối nhanh, dễ bay hơi, dễ phân hủy trong môi trường và thường không tồn tại trong nông sản. - Nhóm Phenoxy aliphatic acid: nhóm HCBVTV này bao gồm một dãy hợp chất có nhân phenoxy nối với axit acetic, axit propionic và axit butyric. Độ tan của loại này cao hơn các HCBVTV khác. Loại HCBVTV này có tính chọn lọc, hiệu ứng formoon trên cỏ lá rộng, làm rối loạn sự phát triển bình thường.
Thuốc được hấp phụ qua rễ, chồi non và thuốc vận chuyển dễ dàng trong cây. Ví dụ điển hình là 2,4D, 2,4,5-T, MCPA. Khoảng những năm 70 thuốc 2,4,5-T bị coi là ô nhiễm bởi dioxin là một tạp chất cực kỳ độc. Vì vậy nó không được đăng ký tiếp.
Tuy nhiên 2,4D và MCPA vẫn được sử dụng cho đến ngày nay. Do đó, 2,4D là HCBVTV trong nhóm Phenoxy aliphatic acid được chọn làm đối tượng nghiên cứu của đề tài. 2,4D có tên quốc tế là 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid và có khối lượng phân tử là 221,04 g/mol. Ở dạng tinh khiết, 2,4D là chất bột màu trắng đến vàng.
Tan trong các dung môi như ethanol, diethyl ether, toluene và xylen. 2,4D có công thức phân tử: C8H6Cl2O3, công thức cấu tạo (Hình 1. 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.1: Công thức cấu tạo và phân tử của 2,4D Nhiệt độ nóng chảy là của 2,4D là 140,5°C và nhiệt độ bay hơi là 160°C. Ở nhiệt độ 25°C, 2,4D có thể được hòa tan với hàm lượng 900 mg/l.
2,4D là thuốc diệt cỏ được tổng hợp từ các auxin và được sản xuất thương mại vào năm 1946, được nhiều nước trên thế giới cho phép dùng làm chất trừ cỏ dại cho các loại cây trồng như lúa mì, ngô, gạo, cũng như là trong ngũ cốc. Trong các sản phẩm của 2,4D thường có một số lượng chất Chlorophenol không được tổng hợp hết (gọi là phenol tự do) tạo nên mùi nặng khó chịu đặc trưng của 2,4D. Trong tự nhiên, Chlorophenol tồn tại tương đối lâu và có thể chuyển hóa thành chất Dioxin. Chất Dioxin có khả năng kích thích tế bào ung thư phát triển, gây đột biến tế bào và dị dạng cơ thể người và động vật máu nóng.
Ngoài ra, 2,4D rất độc với mắt (xếp loại độ độc số I đối với mắt), có thể gây ảnh hưởng trực tiếp đến các tế bào máu trắng, do đó làm tăng nguy cơ gây ung thư bạch huyết ở người, sử dụng lâu dài gây ảnh hưởng đến hệ thần kinh, nội tiết và hệ miễn dịch.