Luận văn Đánh giá ô nhiễm hóa chất bảo vệ thực vật tại huyện Nghi lộc, tỉnh Nghệ An

n toàn bị buông lỏng mà điều đó do nhiều nguyên nhân khác nhau như ý thức của người kinh doanh, người sử dụng thuốc còn kém và thiếu kinh phí. Ngoài ra còn phải tìm chỗ chứa cho lượng thuốc BVTV nhập lậu bị thu hồi. Thuốc BVTV không phải như hàng hóa khác có thể để bất cứ chỗ nào, vì nó luôn bốc mùi gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng tới sức khỏe người dân. Năm 2007, được sự tài trợ của UNDP, dự án nâng cao năng lực quản lý và xử lý an toàn hóa chất BVTV nhóm POPs. Người ta đã thống kê được số thuốc BVTV tồn lưu trong kho có mái che (gần 108 tấn), 4 tấn thuốc BVTV chôn lấp dưới đất (tương đương gần 1.000m3 đất) và diện tích đất bị ô nhiễm do hóa chất BVTV khoảng 55 nghìn m2 (Đây chỉ là con số ít ỏi so với hàng chục nghìn tấn thuốc DDT, 666 vào nước ta bằng nhiều con đường) [1]. Để xử lý lượng hóa chất tồn dư và diện tích đất ô nhiễm này, nhà nước đã kết hợp với Sở Tài Nguyên, Sở khoa học Công 29 Nghệ và các cơ quan có liên quan tại các tỉnh để tìm ra phương án giải quyết tối ưu. Tùy theo tình hình kinh tế - xã hội của từng vùng mà các phương án được lựa chọn khác nhau. Đối với những vùng bị ô nhiễm trên diện rộng như các vùng sử dụng quá nhiều hoá chất BVTV trong nông nghiệp, hoặc do sự lan tỏa theo nguồn nước từ các kho chứa không an toàn thì người ta có thể sử dụng VSV hay thực vật để xử lý. Còn với số thuốc chứa trong các kho thì có thể sử dụng biện pháp tiêu hủy bằng lò đốt, phương pháp điện hoá, phương pháp tiêu hủy bằng tia cực tím... những biện pháp này đã cho những kết quả khá khả quan [1]. Đồng thời xoá bỏ tâm lý hoang mang để người dân yên tâm sản xuất. Tuy nhiên, dù là sử dụng biện pháp nào thì điều quan trọng nhất vẫn là ý thức của người dân. Nếu như sau khi xử lý mà các chất độc hại này vẫn tiếp tục được đưa vào môi trường thì những cố gắng trước đó coi như không có. Chính vì vậy nhà nước phải biết kết hợp giữa quản lý với tuyên truyền nâng cao nhận thức cho người dân để vấn đề về tác hại của thuốc BVTV không còn là nỗi lo thường trực của mọi người. 1.2.2.2. Ở Nghệ An Trong những năm từ 1960-1980 toàn tỉnh có 400-435 xã, mỗi xã có một đến hai hợp tác xã (HTX), có xã có 3-4 HTX như xã Hưng Tây (Hưng Nguyên), xã Kim Liên (Nam Đàn), xã Tây Phú (Diễn Châu),... và gần 20 nông trường quốc doanh, mỗi nông trường có từ 9-14 đội sản xuất. Thời bấy giờ, do chế độ bao cấp nên từ tỉnh, huyện, xã và nông lâm trường đều có các kho thuốc BVTV để phòng chống dịch bệnh, bảo vệ mùa màng. Ngoài ra một số cơ quan, đơn vị quân đội dùng hóa chất BVTV (chủ yếu là DDT, 666) đưa vào phòng chống mối ở các kho tàng lưu trữ thuốc súng, thuốc đạn, các bệnh viện và nhà ở. Hiện nay sơ bộ đã thống kê được trên địa bàn tỉnh có hơn 50 địa điểm là kho, bãi chứa DDT, 666 trước đây. Tập trung nhiều nhất là vùng huyện Nghi Lộc, Nghĩa Đàn vì nơi đây thời bao cấp có gần 10 nông trường chuyên trồng cây thông, và các loại cây cần sử dụng một lượng lớn các hóa chất BVTV. Các huyện Đô Lương, Yên Thành, Nam Đàn có từ 3 đến 5 điểm kho chứa hóa chất BVTV, ngay các bệnh viện lao, giao thông thời kháng chiến chống Mỹ sơ tán về đây cũng có nơi cất giữ DDT, 666 nhưng sau chuyển đi, 30 số hóa chất vương vãi không được xử lý. Ngoài ra ở Nghệ An, những năm 60, 70 của thế kỷ trước, các huyện miền núi như Tương Dương, Anh Sơn, Con Cuông, Kỳ Sơn, Nghĩa Đàn, Quế phong... bị dịch bệnh sốt rét hoành hành nên ngành y tế cũng đã sử dụng một khối lượng không nhỏ hóa chất BVTV để diệt côn trùng, phòng, chống sốt rét. Hình 1.3. Hoá chất BVTV còn tồn dư trong môi trường đất ở HTX nông nghiệp Nghi Trung Do nhận thức, hiểu biết thời bấy giờ về mặt trái của hóa chất BVTV còn hạn chế nên hệ thống kho tàng lưu chứa thuốc BVTV hầu hết được xây dựng một cách tạm bợ, không có quy hoạch, khoanh vùng, nhiều kho nằm trong khu vực đông dân cư hoặc sản xuất nông nghiệp. Trong quá trình phân phối, việc đổ vỡ, rơi vãi hóa chất BVTV ở các nền kho và khu vực lân cận kho diễn ra thường xuyên. Mặt khác, vì chưa hiểu tác hại của thuốc BVTV nên nhiều tổ chức, cá nhân còn xử lý thuốc BVTV quá hạn sử dụng bằng cách chôn lấp tùy tiện [8]. Các kho chứa và các địa điểm tồn lưu thuốc BVTV hầu hết nằm trong khu vực dân cư nên đã gây ảnh hưởng rất nghiêm trọng tới môi trường và sức khỏe người dân. Theo điều tra của Sở Tài Nguyên - Môi Trường tỉnh Nghệ An thì đất và nguồn nước tại những địa điểm này có hàm lượng thuốc BVTV vượt quá tiêu chuẩn cho phép từ hàng chục đến hàng trăm lần. Tuy nhiên, do nhận thức còn kém và không được cảnh báo về mức độ nguy hiểm khi sinh sống tại đây, nên càng ngày số hộ dân ở đây ngày càng tăng lên. Chỉ tới khi tỉ lệ người mắc bệnh ung thư ở những khu vực này quá cao thì người dân mới nhận thức được mức độ nguy hiểm và yêu 31 cầu các cơ quan chức năng có biện pháp giải quyết. Một vấn đề khác đáng quan tâm hiện nay trên địa bàn tỉnh là tình trạng kinh doanh, buôn bán thuốc BVTV đang bị buông lỏng. Bên cạnh việc thường xuyên có gần 150 cơ sở kinh doanh thì số buôn bán nhỏ lẻ theo mùa vụ khá phổ biến, có năm thống kê lên tới khoảng 400 cơ sở. Mặt hàng thuốc BVTV lưu thông trên thị trường Nghệ An đủ các chủng loại, trong đó các loại thuốc trừ sâu, diệt cỏ được bày bán tràn lan tại các thị trấn, thị tứ. Điều này đã làm cho việc quản lý thuốc BVTV trên địa bàn trở nên khó khăn. Không chỉ vậy, vì Nghệ An là tỉnh có khu vực giáp với các nước khác khá nhiều nên tình trạng nhập lậu các loại thuốc BVTV cấm sử dụng, các loại thuốc không có nguồn gốc xuất xứ rất khó được kiểm soát chặt chẽ. Mà người dân thì chỉ cần thấy lợi nhuận là họ sẽ sử dụng các loại thuốc này, không cần biết mức độ độc hại của nó ra sao, và nó có bị cấm hay không. Chính vì vậy mà công tác tuyên truyền, nâng cao nhận thức của người dân về mức độ nguy hại của các loại thuốc BVTV đang được tiến hành mạnh mẽ trong những năm trở lại đây. Bên cạnh việc tuyên truyền thì công tác quản lý các hoạt động kinh doanh, mua bán thuốc BVTV ở trên địa bàn tỉnh được siết chặt hơn. Đồng thời việc xử lý các kho thuốc, các địa điểm bị ô nhiễm do tồn dư hóa chất BVTV đang khẩn trương được tiến hành. Năm 1999 với sự nỗ lực của các ngành liên quan, sự quan tâm kịp thời của UBND tỉnh, đặc biệt là sự giúp đỡ của Cục Bảo vệ Môi Trường, Binh chủng Hóa học Bộ Quốc Phòng, 7 điểm nóng do ô nhiễm thuốc BVTV đã được xử lý. Đó là các kho Hòa Sơn (Đô lương); Kim Liên II (Nam Đàn); Nghi Mỹ (Nghi Lộc); vùng kho thị trấn Dùng (Thanh Chương)... Các biện pháp được sử dụng là: bốc toàn bộ thuốc thương phẩm trong kho chứa đưa đi tiêu hủy bằng nhiệt tại bãi Miếu Môn tỉnh Hà Tây, dùng hóa chất oxy hóa khử mạnh xử lý hoá chất Methinpation tồn dư trong đất, lấy toàn bộ thuốc BVTV và đất bị ô nhiễm nặng chôn lấp vào hầm bê tông tiêu hủy ở Thái Nguyên. Những khu vực xung quanh kho được bao vây ngăn chặn bằng bê tông và xử lý bằng vi sinh. Hiện tại 7 điểm này đã hết mùi hóa chất BVTV, dư lượng hóa chất BVTV trong đất đã được giảm đáng kể, trong các giếng nước sinh hoạt lấy mẫu lần cuối (tháng 6/2007) không còn dư lượng thuốc BVTV [2][8]. 32 1.2.3. Các nhóm thuốc bảo vệ thực vật 1.2.3.1. Thuốc trừ sâu và các động vật gây hại khác Thuốc trừ sâu (theo AAPCO) gồm các chất hay hỗn hợp các chất có nguồn gốc hoá học (vô cơ, hữu cơ), thảo mộc, sinh học (các loài sinh vật và sản phẩm do chúng sinh sản ra), có tác dụng loại trừ tiêu diệt, xua đuổi hay di chuyển bất kỳ loại côn trùng nào có mặt trong môi trường. Chúng được dùng để diệt trừ hoặc ngăn ngừa tác hại của côn trùng đến cây trồng, cây rừng, nông lâm sản, gia súc và con người. Các loại thuốc trừ sâu có thể có tác động vị độc, tiếp xúc, xông hơi, nội hấp, thấm sâu hấp dẫn, xua đuổi, gây ngán, triệt sản, điều hoà sinh trưởng.... Ngoài ra một số thuốc trừ sâu còn có hiệu lực trừ nhện hại cây trồng. Các thuốc trừ sâu phổ rộng hẹp mang tính chọn lọc, ít gây hại đến côn trùng có ích và thiên địch; thuốc trừ sâu phổ rộng có thể diệt được nhiều loại sâu hại khác nhau. Có thuốc trừ sâu có độ độc tồn dư và hiệu lực trừ sâu kéo dài; ngược lại có thuốc trừ sâu có hiệu lực ngắn dễ bị phân huỷ trong môi trường. Nhiều loại thuốc trừ sâu có độ độc cao với động vật máu nóng và môi trường nhưng nhiều loại thuốc lại khá an toàn. Căn cứ vào nguồn gốc, các thuốc trừ sâu có thể chia thành nhiều nhóm: Clo hữu cơ, lân hữu cơ, cacbamat, pyrethroit tổng hợp, thuốc thảo mộc, xông hơi, vi sinh.... Các thuốc trừ sâu cũng được phân loại theo cơ chế tác động của côn trùng (kìm hãm men cholinesterase, chất điều khiển sinh trưởng côn trùng); theo phương pháp xử lý (phun lên cây, xử lý đất...). Hầu hết các thuốc trừ sâu hiện nay đều tác động đến hệ thần kinh côn trùng. 1.2.3.2. Thuốc trừ bệnh Thuốc trừ bệnh còn gọi là thuốc trừ nấm, gồm tập hợp các chất có nguồn gốc hoá học (vô cơ, hữu cơ) và sinh học (vi sinh vật và các sản phẩm của chúng, nguồn gốc thực vật), có tác dụng ngăn ngừa hay diệt trừ các loài vi sinh vật (theo quan niệm trước đây chỉ gồm các loại nấm và vi khuẩn) gây hại cho cây trồng và nông sản (bằng cách phun lên bề mặt cây, xử lý giống và xử lý đất...). Từ giữa thập niên 90 của thế kỷ 20 đã xuất hiện một số chế phẩm thuốc trừ bệnh có khả năng phòng trừ bệnh một số bệnh do virus gây ra trên cây họ cà [18]. 33 Bên cạnh khả năng trừ bệnh, một số thuốc trừ bệnh còn có khả năng trừ tuyến trùng, trừ sâu và trừ cỏ. Thuốc trừ bệnh không có tác dụng chữa trị những bệnh do yếu tố phi sinh vật (thời tiết không thuận lợi cho sự phát triển của cây; do đất; do úng; do hạn...). Thuốc trừ bệnh có tác dụng bảo vệ cây trồng tốt hơn là diệt nguồn bệnh. Trừ một số thuốc trừ bệnh thuỷ ngân hữu cơ, rất độc với động vật có vú, còn nói chung, độ độc cấp tính của các thuốc trừ bệnh thấp hơn các thuốc trừ sâu. Có nhiều cách phân loại thuốc trừ bệnh: - Căn cứ vào đối tượng tác động, thuốc trừ bệnh được chia thành ba nhóm: + Thuốc trừ vi khuẩn (Bactericide): là thuốc trừ bệnh nhưng có hiệu lực chủ yếu với các loài vi khuẩn. + Thuốc trừ nấm (Fungicide): là thuốc trừ bệnh nhưng có hiệu lực cao đối với nấm gây bệnh. Thông thường thuốc trừ nấm ít có khả năng trừ vi khuẩn; nhưng thuốc trừ vi khuẩn còn có khả năng trừ nhiều loài nấm bệnh. + Thuốc trừ virus (Viruside): là thuốc trừ bệnh, có hiệu lực trừ các bệnh virus hại cây trồng. Những thuốc này cũng có khả năng trừ được một số bệnh do nấm và vi khuẩn gây ra. - Dựa vào đặc tính tác động thuốc trừ bệnh được chia thành 3 nhóm: + Thuốc trừ bệnh có tác dụng diệt trừ: là thuốc có tác dụng nội hấp và kháng sinh và các sản phẩm chuyển hoá của chúng có khả năng ngăn ngừa hoặc tiêu diệt các giai đoạn sinh sản của nấm, vi khuẩn ở cả bên ngoài và bên trong cây, giúp cây phục hồi. Một số khác, thuốc có thể gây nên những biến đổi trong quá trình sinh lý, sinh hoá của cây, tạo nên miễn dịch hoá học của cây đối với vật gây bệnh. Chúng có tác dụng cả phòng và trừ bệnh. + Thuốc trừ bệnh có tác dụng phòng hay thuốc trừ bệnh có khả năng ngăn ngừa sự xâm nhập: là thuốc có tác dụng tiếp xúc, có khả năng ngăn chặn sự lây lan của nấm và vi khuẩn nhưng không có tác dụng tiêu diệt nấm bệnh khi chúng đã xâm nhập vào bên trong cây trồng. Các thuốc trừ nấm hiện nay thì phần lớn thuộc nhóm này. + Thuốc trừ bệnh có tác dụng ngăn cản khả năng hình thành cá thể mới: là các thuốc trừ bệnh, tuy không có khả năng tiêu diệt hay ngăn ngừa vi sinh vật có hại xâm nhập nhưng lại tác động trực tiếp đến vi sinh vật gây hại hoặc làm tăng sức đề kháng 34 cho cây, ngăn cản vi sinh vật gây hại không hình thành được các cơ thể mới, kéo dài thời gian ủ bệnh, giúp cây vượt qua được thời gian nhiễm bệnh. 1.2.3.3. Thuốc xông hơi Thuốc xông hơi (fumigant) (theo AAPCO) là các chất hay hỗn hợp các chất sản sinh ra khí, hơi, ga, khói, sương có tác dụng tiêu diệt mọi giai đoạn phát triển của các loài dịch hại (côn trùng, nấm, vi khuẩn, chuột...). Thuốc xông hơi có thể là chất lỏng hay rắn bay hơi hoặc ngay cả ở dạng chất khí. Chúng được dùng để tiệt trùng trong nhà, xử lý đất, nông sản hàng hoá, các vật liệu khác và cây trồng. Hiệu quả và kỹ thuật sử dụng thuốc xông hơi phụ thuộc vào những đặc tính sau đây: - Độ bay hơi: là lượng hơi thuốc tối đa có thể đạt được trong mỗi đơn vị thể tích không khí trong một điều kiện nhất định. Được biểu thị bằng mg/lit không khí hoặc gam/m3 không khí. Độ bay hơi và nồng độ thuốc xông hơi tồn tại trong không khí phụ thuộc vào điểm sôi và trọng lượng phân tử: phân tử lượng càng lớn, điểm sôi càng cao; điểm sôi càng cao độ bay hơi càng thấp. - Tốc độ bay hơi: là khối lượng bay hơi lên từ 1cm2 bề mặt thuốc xông hơi trong 1 giây. Tốc độ bay hơi tỷ lệ thuận với nhiệt độ xông hơi và tỷ lệ nghịch với nhiệt độ sôi và áp suất. - Sự khuyết tán của thuốc xông hơi vào không khí: là khả năng lan truyền của hơi thuốc vào khoảng không gian được xông hơi. Khí độc được khuếch tán trong không khí từ chỗ mật độ phân tử cao đến chỗ mật độ phân tử thấp. Sự khuếch tán của hơi thuốc nhanh hay chậm phụ thuộc vào nhiệt độ. Tốc độ khuếch tán của khí độc trong không khí nhanh hơn khi nhiệt độ không khí cao và chậm hơn khi nhiệt độ thấp. - Sự hấp phụ (adsorption): là quá trình thu hút các phần tử khí độc lên bề mặt vật phẩm. Sự hấp phụ là quá trình thâm nhập khí độc sâu vào thể khối vật phẩm. Sự hấp phụ và hấp thụ của thuốc vào hàng hoá khử trùng tuỳ thuộc vào đặc tính của loại thuốc, loại hàng hoá, cách gói, cách sắp xếp hàng hoá, nhiệt và ẩm độ của không khí. Nếu sự hấp thụ quá lớn thì nồng độ của thuốc sẽ giảm, lượng thuốc dùng tăng, chi phí tăng. 35 Các thuốc xông hơi thường được dùng diệt sâu, mọi loại nông lâm sản: hạt, bột, ngũ cốc, bột sắn, hạt đậu đỗ, hàng nan, mây tre đan.... Ngoài ra thuốc còn tác dụng diệt chuột, một số còn có tác dụng trừ tuyến trùng. Thuốc xông hơi rất độc với người và động vật có vú. 1.2.3.4. Thuốc trừ cỏ Năm 1890, thuốc trừ cỏ vô cơ như dung dịch boocđô, acid sunfuric được dùng đầu tiên. Tiếp đến năm 1920, nhóm thuốc trừ cỏ Chlorat được sử dụng. Chúng đều là những thuốc trừ cỏ không chọn lọc, tồn tại lâu trong môi trường. Thuốc trừ cỏ chọn lọc đầu tiên là Dinoseb được sử dụng vào năm 1930. Năm 1940, thuốc trừ cỏ 2,4-D được phát hiện, mở đầu cho hàng loạt thuốc trừ cỏ thuộc nhóm phenoxy ra đời. Năm 1966, thuốc trừ cỏ 2,4,5-T (hoạt chất chủ yếu của chất độc màu da cam) lần đầu, được Mỹ sử dụng như một vũ khí hoá học chống lại nhân dân Việt Nam đã để lại hậu quả rất xấu cho môi sinh, môi trường mà đến nay vẫn chưa khắc phục được[17][18]. Năm 1996, có trên 300 hoạt chất trừ cỏ, gia công thành hàng nghìn chế phẩm khác nhau được sử dụng trong nông nghiệp. Phần lớn những chế phẩm này là những hợp chất hữu cơ có hoạt tính trừ cỏ cao, nhiều loại dùng ở liều lượng rất thấp và khá an toàn với cây trồng. Tuỳ thuộc vào đặc tính chọn lọc của thuốc trừ cỏ để chia ra: - Thuốc trừ cỏ trong điều kiện nhất định có tác dụng diệt hoặc làm ngừng sinh trưởng đối với một số loài cỏ dại mà không hoặc ít ảnh hưởng đến cây trồng và các loài cỏ dại khác, được gọi là những thuốc trừ cỏ có chọn lọc. Ví dụ: thuốc trừ cỏ lá rộng, thuốc trừ cỏ hoà thảo, cói lác, thuốc trừ cỏ đầm lầy, thuốc trừ cỏ nước... Thuốc trừ cỏ chọn lọc được dùng trên ruộng có cây trồng đang sinh trưởng. Tính chọn lọc của thuốc trừ cỏ mang tính chất tương đối và phụ thuộc vào liều lượng và điều kiện sử dụng. Khi dùng một thuốc trừ cỏ có tính chọn lọc với liều lượng cao hơn liều qui định, tính chọn lọc của thuốc có thể giảm hoặc mất hẳn, thuốc dễ dàng gây hại cây trồng. Nhiều loại thuốc thể hiện tính chọn lọc khi được dùng vào thời kỳ mà cây trồng có sức chống chịu cao đối với thuốc, cỏ dại 36 đang ở giai đoạn chống chịu thuốc yếu. Đối với thuốc trừ cỏ dùng vào xử lý đất, tính chọn lọc của thuốc còn tuỳ thuộc vào thành phần cơ giới, đặc điểm nông hoá thổ nhưỡng của đất, lượng mưa trong thời gian phun thuốc. - Những loại thuốc trừ cỏ dùng gây độc cho mọi loại cỏ và cây trồng gọi là thuốc trừ cỏ không chọn lọc. 1.2.3.5. Chất điều khiển sinh trưởng cây trồng Chất điều hoà sinh trưởng thực vật (Plant growth regulator – PGR) còn được gọi là chất kích thích sinh trưởng cây trồng. Ở nồng độ thích hợp, các hợp chất này kích thích cây sinh trưởng và phát triển, tăng tỷ lệ nảy mầm, tăng sức sống của mầm, giúp cây nhanh ra rễ, lá, hoa, quả, rút ngắn thời gian sinh trưởng... Tăng năng suất và chất lượng nông sản. Ở nồng độ cao thuốc gây hại cho thực vật. Thuốc ít độc với động vật có vú, môi sinh và môi trường sống. Trong một số năm gần đây, ở Việt Nam một số chất kích thích sinh trưởng đã được sử dụng đơn (kích thích cây trồng) hay gia công thành các loại phân bón lá. 1.2.4. Sự chuyển hóa của thuốc bảo vệ thực vật trong đất Thuốc bảo vệ thực vật thường được bón lên lá, trên mặt đất hay trộn vào đất. Do vậy rất cần nghiên cứu sự chuyển hoá của thuốc trong đất, trên cơ sở đặc điểm chuyển hoá mới có biện pháp sử dụng tốt và dự kiến được khả năng, mức độ, phạm vi gây ô nhiễm của thuốc để có biện pháp phòng chống ô nhiễm thật hợp lý. Hoá chất BVTV trong môi trường có nhiều con đường để phân giải như: bay hơi, phân huỷ bằng ánh sáng, phân huỷ do tác nhân hoá học, phân huỷ do nhiệt độ và phân huỷ nhờ VSV. 1.2.4.1. Sự bay hơi Các loại thuốc xông hơi, thuốc sát trùng đều là các loại thuốc bay hơi, nhờ áp suất bay hơi rất cao các loại thuốc này có thể đi sâu vào các lỗ hổng trong đất để tiếp xúc với các đối tượng cần diệt. Nhưng cũng chính do đặc tính này mà thuốc dễ mất nhanh vào khí quyển nếu sau khi sử dụng bón vào đất mà không được che phủ hoặc bịt kín. Cũng chính do khả năng bay hơi mà các loại thuốc bay hơi có thể bay rất xa. Trong tuần hoàn bay hơi, quá trình hồi lưu lâu dài các phần tử thuốc đã bay hơi 37 có thể lại được trả lại cho đất một lần nữa hoặc có loại thuốc dù địa phương không sử dụng mà vẫn tìm thấy vết tích trong đất là do nước mưa đem lại. 1.2.4.2. Hoà tan, rửa trôi, chảy tràn Các loại thuốc hoà tan mạnh trong nước có thể di chuyển trong nước, thẩm lậu ra khỏi đất và đi vào trong lớp nước dưới mặt đất và nước ngầm. Nói chung thuốc trừ cỏ dễ bị rửa hơn là thuốc trừ sâu bệnh. Các loại thuốc tan trong lipit di chuyển trong đất rất khó khăn, thuốc được đất hấp phụ mạnh không thể di chuyển theo chiều sâu phẫu diện. Nhưng sau khi mưa to hoặc tưới thuốc có thể tạo thành dòng chảy rồi lắng xuống cùng với bùn cát. Dòng chảy trên mặt đất cũng có thể hoà tan và cuốn trôi thuốc trừ dịch hại hoà tan trong nước. Nói chung sau khi rắc thuốc 1- 2 ngày nếu gặp mưa lớn thì nước vùng phụ cận có thể bị ô nhiễm nghiêm trọng phát sinh ngộ độc ngoài ý muốn [10]. Thuốc trừ dịch hại theo nước ra khỏi đất. Nhưng nước bị ô nhiễm lại gây ô nhiễm đất. Bảng 1.9: Mức độ rửa trôi, hoà tan của các loại TBVTV trong đất Loại 1 Loại 2 Loại 3 Loại 4 Loại 5 Parathion Siduron Propachlor Picrlaram TCA Disulfuton Prome tryne Fenuron Fenac Dalapon Diquat Propanil 2,4,5 T MCPA 2,3,6 TBA Paraquat Diuron Propham Amitrole Tricaba Trifurabin Dinuron Fluome turon Dinoseb Dicamba Benefin Puraron Monuron Chloramben Heptachlor Vernolate Atrazin Aldrin Chlorprapham Simazin Chlordan Azinphosme thyl Proprin Toxaphen Diazinon DDT Loại 5 trôi nhanh nhất trong khi loại 1 hoàn toàn bất động. 1.2.4.3. Quang phân Là quá trình phân giải do tia tử ngoại gây ra được thực hiện trên lớp đất mặt. 38 Đại bộ phận thuốc trừ cỏ và DDT đều bị quang phân. Tốc độ quang phân nói chung là chậm chạp, và nó giữ vai trò quan trọng trong việc phân giải thuốc trừ dịch hại. Quá trình quang phân có ý nghĩa ở chỗ một số chất nhờ quang phân mà quá trình phân giải vi sinh vật được mạnh hơn. Tồn dư thuốc trong đất ngắn hơn. 1.2.4.4. Phân giải hoá học Các loại TBVTV sau khi bón vào đất có thể biến đổi chủ yếu là do các phản ứng phân giải theo kiểu hoá học. Thuốc trừ sâu lân hữu cơ, clo hữu cơ chủ yếu bị phân giải theo con đường hoá học. Có loại phản ứng xảy ra không cần xúc tác như các phản ứng thuỷ phân, ôxi hoá, ion hoá, chuyển hoá các hợp chất hữu cơ phức tạp thành các muối hữu cơ hoặc vô cơ đơn giản hơn. Lân hữu cơ phân giải trong quá trình thuỷ phân kiềm. Cơ chế phản ứng xúc tác còn chưa rõ, hiệu ứng xúc tác còn do bản chất thuốc quyết định. Nồng độ H+ quanh các khoáng vật sét trong đất làm tăng rõ rệt việc phân giải hoá học còn các chất hữu cơ trong đất lại gây trở ngại cho việc phân giải hoá học [10]. 1.2.4.5. Tác dụng phân giải của vi sinh vật Đây là con đường phân giải chủ yếu trong đất. Tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của VSV đất như nhiệt độ, tỷ lệ nước, tỷ lệ chất hữu cơ, điều kiện ôxi hoá khử, pH đất ảnh hưởng đến tiến trình phân giải VSV. Tính chất của bản thân thuốc cũng liên quan mật thiết với việc phân giải VSV như các loại thuốc gốc hydroxyl (-OH), carboxyl (-COOH), Amin (-NH2) và -NO2 đều bị phân giải. Thuốc trừ sâu lân hữu cơ, một số loại thuốc trừ cỏ thuộc loại carbamit cũng rễ bị các loại VSV đất phân giải nhanh chóng. Các loại thuốc trừ cỏ và thuốc trừ sâu có sản phẩm phân giải được các chất hữu cơ trong đất hấp thu mạnh thì tốc độ phân giải thấp. Các loại thuốc BVTV có chứa kim loại nặng trong thuốc vẫn nằm lại trong đất nên dư lượng thuốc tồn tại rất lâu [11]. Các hợp chất hữu cơ có clo chỉ bị thuỷ phân từng phần một cách chậm chạp. Chính do vậy mà các hợp chất này khá bền trong đất. 39 1.2.4.6. Tác dụng hấp phụ thuốc BVTV của đất Có nhiều kiểu hấp phụ song hấp phụ trao đổi ion là quan trọng nhất. Hấp phụ anion: Các loại thuốc BVTV trong thành phần có các nhóm chức như -OH, -NH2, -CONH2, -COOR khi phân ly đều tồn tại dưới dạng ion âm và dễ dàng bị keo đất mang ion dương hấp phụ. Đó là các loại đất có tỷ lệ chất hữu cơ thấp, khoáng chứa hợp chất giàu Al, Fe. Hấp phụ cation: Khi các phân tử thuốc tồn tại dưới dạng cation thì quá trình hấp phụ sẽ rất mạnh mẽ vì keo đất (khoáng sét, mùn) chủ yếu là keo âm. Chủng loại và hàm lượng khoáng vật sét, hàm lượng chất hữu cơ ảnh hưởng đến lượng hấp phụ ion dương của thuốc. Cùng một nồng độ thuốc đưa vào đất lượng hấp phụ của đất giảm dần theo thứ tự sau: Đất sét, đất limon, đất cát. Trong cùng một cấp về thành phần cơ giới nếu loại bỏ chất hữu cơ lượng hấp phụ giảm đi rõ rệt. pH cũng ảnh hưởng đến việc hấp phụ: cùng một pH tỷ lệ hấp phụ càng cao thì nồng độ trong dung dịch càng thấp. Thuốc BVTV sau khi được mùn và hạt sét hấp phụ khi giải hấp độc tính của thuốc giảm đi rõ rệt và khó bị rễ cây hút. Do tác dụng hấp phụ của đất làm cho thuốc khó di chuyển trong đất và việc phân giải bằng con đường VSV cũng khó khăn. Lượng hấp phụ lớn thì tồn dư càng nhiều. Bảng 1.10. Ảnh hưởng và nồng độ một số thuốc trừ cỏ và pH đất đến lượng hấp phụ Loại thuốc Lượng dùng Khoáng sét Nồng độ trong dung dịch/ hấp phụ pH pH 5,5 6,5 7,3 5,5 6,3 7,3 DNC 4 Illit 0,07 0,19 6,70 99,00 97,00 0,00 Kaolinit 2,50 6,70 6,70 63,00 0,00 0,00 Montmorilonit 0,06 0,18 6,70 99,10 97,00 0,00 Dinaseb 1 Illit 0,02 0,05 0,05 1,70 97,00 0,00 Kaolinit 0,63 1,70 1,70 1,70 0,00 0,00 Montmorilonit 0,02 0,02 0,04 97,00 95,00 0,00 2,4D 1 Illit 0,05 0,09 1,70 97,00 96,00 0,00 2,4,5T Montmorilonit 1,70 1,70 1,70 0,00 0,00 0,00 40 1.2.4.7. Sự bền vững của thuốc trong đất Khả năng tồn tại và thời gian tồn tại thuốc trong đất là tổng hợp kết quả của tất cả các phản ứng xảy ra trong đất tác động đến thuốc, khả năng thoái biến của thuốc dưới tác động của các điều kiện môi trường (pH, nhiệt độ, ánh sáng, VSV,...) trong đất. Đặc tính di động của thuốc cũng quyết định sự có mặt của thuốc trong môi trường. Thành phần hoá học của thuốc cũng quyết định độ bền vững của thuốc trong đất: Thuốc trừ sâu lân hữu cơ chỉ tồn tại trong đất một thời gian ít ngày. Thuốc trừ sâu Clo hữu cơ tồn tại trong đất lâu hơn 3-15 năm hay lâu hơn nữa, 2,4D chỉ tồn tại trong đất 2- 4 tuần [9]. Đối với môi trường chất nào càng tồn tại lâu khả năng gây ô nhiễm môi trường ngày càng cao. Bảng 1.11: Thời gian tồn tại của một số loại thuốc BVTV Loại thuốc Thời gian tồn tại Thuốc có aroen Vô tận Thuốc trừ sâu clo hữu cơ 2- 35 năm Thuốc trừ cỏ: Triazin, atrarin, Simazin 1- 2 năm Thuốc trừ cỏ: Axitbenzoic, Amiben, Dicamba 2- 12 tháng Thuốc trừ cỏ có ure: Monuron, Diuron 2- 10 tháng Thuốc trừ cỏ Phenoxy 2- 5 tháng Thuốc trừ sâu lân hữu cơ 1- 12 tuần Thuốc trừ sâu carbamat 1- 8 tuần Thuốc trừ cỏ Carbamat 2- 8 tuần Thời gian tồn tại của loại các thuốc bảo vệ thực vật cùng một loại nằm trên các cực trị trên. Các loại thuốc thoái biện nhanh chóng thì không còn để lại vết tích trong đất. Các loại thuốc không bị phân giải tồn tại lâu trong đất dễ gây tác hại đối với môi trường. Dùng mãi một loại thuốc trên cùng một loại đất có thể khiến cho vi sinh vật 41 quen thuốc và càng về sau tốc độ phân giải càn