Luận văn thạc sỹ nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng xử lý hóa chất bảo vệ thực vật trong môi trường nước bằng quá trình fenton điện hóa

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

“NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG
XỬ LÝ HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG MÔI
TRƯỜNG NƯỚC BẰNG QÚA TRÌNH FENTON ĐIỆN HĨA”.

Sinh viên thực hiện

: Hồng Thị Hịa

Lớp

: Cơng nghệ kĩ thuật hóa học k13

Khoa

: Hóa Học

Thái Ngun, tháng 4 năm 2018


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

“NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG
XỬ LÝ HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG MÔI
TRƯỜNG NƯỚC BẰNG QÚA TRÌNH FENTON ĐIỆN HĨA”.

Sinh viên thực hiện

: Hồng Thị Hịa

Lớp

: Cơng nghệ kĩ thuật hóa học k13

Khoa

: Hóa Học

GV hướng dẫn

: ThS. Lưu Tuấn Dương

Xác nhận của giảng viên hướng dẫn

Thái Nguyên, tháng 4 năm 2018


LỜI CẢM ƠN
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Ths. Lưu Tuấn Dương đã tận tình chỉ bảo,
hướng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình em thực hiện đề tài.
Em xin gửi lời cảm ban lãnh đạo trường đại học Khoa học- Đại học Thái
Nguyên, ban chủ nhiệm khoa cùng toàn thể các thầy cơ khoa Hóa học.

Mặc dù đã cố gắng nhưng bài nghiên cứu khơng tránh khỏi những sai sót và
khiếm khuyết, em rất mong được sự thông cảm và đóng góp ý kiến q báu từ các
thầy cơ và các bạn đề tài của em có thể hiện thiện tốt hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày 17 tháng 5 năm 2018
Sinh viên thực hiện

Hồng Thị Hịa

1


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN.................................................................................................................1
DANH MỤC BẢNG.......................................................................................................4
DANH MỤC HÌNH........................................................................................................5
DANH MỤC VIẾT TẮT................................................................................................6
MỞ ĐẦU........................................................................................................................7
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN..........................................................................................9
1.1. Tổng quan về hóa chất bảo vệ thực vật (HCBVTV)................................................9
1.1.1. Phân loại hóa chất bảo vệ thực vật [3, 4]...........................................................10
1.1.2. Tình hình sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật........................................................13
1.1.2.1. Tình hình sử dụng thuốc BVTV trên thế giới..................................................13
1.1.2.2 Tình hình sử dụng thuốc BVTV ở Việt Nam [3, 4]..........................................14
1.1.2.3. Những tác động tiêu cực của lương dư thuốc BVTV [3]................................14
1.2. Thuốc diệt cỏ Glyphosate.......................................................................................16
1.2.1. Đặc điểm của thuốc diệt cỏ Glyphosate..............................................................16
1.2.2. Tình hình sử dụng và ảnh hưởng của Glyphosate đến môi trường và sức khỏe
con người.......................................................................................................................19

1.2.3. Các công trình nghiên cứu xử lý Glyphosate......................................................21
1.3. Phương pháp oxy hóa tiên tiến và ứng dụng..........................................................21
1.3.1. Định nghĩa...........................................................................................................21
1.3.2. Phân loại..............................................................................................................23
1.3.3. Đặc điểm của quá trình Fenton điện hóa.............................................................25
1.4. Một số nghiên cứu áp dụng fenton điện hóa để xử lí nước thải [4].......................27
CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM..................................................................................29
2.1. Hóa chất và dụng cụ thí nghiệm.............................................................................29
2.1.1. Hóa chất...............................................................................................................29
2.1.2. Dụng cụ, thiết bị..................................................................................................29
2.2. Thực nghiệm...........................................................................................................29
2.2.1. Hệ thiết bị thí nghiệm..........................................................................................29
2.2.2. Điện cực [4]........................................................................................................30
2.2.3. Các bước chuẩn bị...............................................................................................30
2


2.3. Các phương pháp phân tích....................................................................................30
2.3.1. Phân tích TOC.....................................................................................................30
2.4. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình fenton điện hóa...............................31
2.4.1. Ảnh hưởng của pH..............................................................................................31
2.4.2. Ảnh hưởng của nồng độ chất FeSO4...................................................................31
2.4.3. Ảnh hưởng của nồng độ glyphosate....................................................................31
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.............................................................32
3.1. Ảnh hưởng của pH đến khả năng xử lý dung dịch glyphosate..............................32
3.2. Ảnh hưởng của nồng độ Fe2+..................................................................................34
3.3. Ảnh hưởng của nồng độ glyphosate ban đầu.........................................................35
KẾT LUẬN..................................................................................................................38
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................39

3


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Phân loại thuốc BVTV theo công dụng..........................................................9
Bảng 1.2: Phân loại nhóm độc theo tổ chức y tế thế giới( LD50 mg/kg chuột)............11
Bảng 1.3. Phân nhóm hóa chất BVTV theo thời gian phân hủy...................................12
Bảng 1.4. Khả năng oxy hóa của một số tác nhân oxy hóa...........................................22
Bảng 1.5. Các quá trình oxi hóa tiên tiến không nhờ tác nhân ánh sáng......................22
Bảng 1.6. Các quá trình oxi hóa nâng cao nhờ tác nhân ánh sáng................................23
Bảng 3.1. Kết quả ảnh hưởng của pH đến khả năng xử lý dung dịch glyphosate.........31
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của nồng độ Fe2+ đến khả năng xử lý glyphosate......................33
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của cường độ dịng điện đến q trình fenton điện hóa.............34

4


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cấu trúc và bao bì đóng gói Glyphosate.......................................................16
Hình 1.2. Các quá trình chính tạo ra gớc ●OH trong AOP............................................21
Hình 1.3. Sơ đồ cơ chế tạo ra gớc ●OH trong quá trình Fenton điện hóa......................25
Hình 2.1. Hệ thiết bị phản ứng Fenton điện hóa...........................................................28
Hình 3.1. Ảnh hưởng của pH đến giá trị TOC của dung dịch glyphosate trong q
trình Fenton điện hóa.....................................................................................................31
Hình 3.2. Ảnh hưởng của nồng độ chất xúc tác Fe2+ đến giá trị TOC trong quá trình xử
lý dung dịch Glyphosate bằng quá trình Fenton điện hóa.............................................33
Hình 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ glyphosate ban đầu đến hiệu quả khống hóa của
q trình Fenton điện hóa ([Fe2+] = 0,1mM; I = 0,5A, V = 0,2 L, pH=3).....................35

5

DANH MỤC VIẾT TẮT
HCBVTV

Hóa chất bảo vệ thực vật

POPS

Persistant Organic Pollutants

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

AOP

Advande Oxidation Processes

TOC

Total organic carbon

PTPU

Phương trình phản ứng

6

MỞ ĐẦU
Việt Nam là nước sản xuất nơng nghiệp, khí hậu nóng ẩm rất thuận lợi cho sự
phát triển của cây trồng nhưng cũng thuận lợi cho sự phát sinh, phát triển của sâu
bệnh, cỏ dại gây hại cho mùa màng. Do vậy việc sử thuốc bảo vệ thực vật để phòng
ngừa sâu hại, dịch bệnh bảo vệ thành quả mùa màng, giữ vững an ninh lương thực
quốc gia vẫn là biện pháp quan trọng và chủ yếu. Ngoài mặt tích cực là tiêu diệt các
sinh vật gây hại cho mùa màng, thuốc BVTV còn gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng:
phá vỡ cân bằng sinh thái, gây ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm môi trường sống và ảnh
hưởng đến sức khỏe con người cũng như các sinh vật khác. Đáng chú ý là hóa chất
BVTV chủ yếu là các chất hữu cơ độc hại bền vững (Persistant Organic Pollutants POPS). Đây là các hợp chất tương đối bền vững, khó bị phân hủy sinh học, lan truyền
và tồn lưu một thời gian dài trong môi trường. Các chất này cịn có khả năng tích lũy
trong cơ thể sinh vật gây nhiễm độc cấp tính, mãn tính cho con người. Khi xâm nhập
vào cơ thể, hóa chất gây ra nhiều tổn thương cho các cơ quan thần kinh, hệ thống tim
mạch, gây ung thư, đột biến gen,….
Vì vậy, việc xử lí lượng dư hóa chất BVTV cũng như xử lí các điểm bị ô nhiễm
là vô cùng cấp thiết.Các phương pháp phổ biến hiện nay để xử lý nước ô nhiễm loại
này là: hấp phụ, phản ứng Fenton, ozon, peroxon, xúc tác quang hóa và phương pháp
màng lọc. Trong đó 2 phương pháp hấp phụ và lọc màng không xử lý triệt để các chất
ô nhiễm, các phương pháp khác có hiệu suất xử lý khá cao nhưng khơng ổn định và
chi phí hóa chất, chi phí xử lý cao. Fenton điện hóa là phương pháp oxy hóa tiên tiến
rất có tiềm năng trong việc xử lý nước ơ nhiễm các hóa chất BVTV bởi khả năng phân
hủy, bẻ gãy mạch cacbon các chất hữu cơ phức tạp thành các hợp chất hữu cơ đơn giản
dễ bị phân hủy sinh học, ít tiêu tốn hóa chất, sử dụng vật liệu điện cực rẻ tiền, và có
thể xử lý nước ơ nhiễm với nồng độ ban đầu lớn. Do đó, đề tài đã lựa chọn nghiên cứu
phương án sử dụng quá trình Fenton điện hố để xử lý nước ơ nhiễm hóa chất BVTV,
cụ thể là Glyphosate, một trong những thuốc diệt cỏ được sử dụng phổ biến và có mặt
trong hầu hết các nguồn nước bị ô nhiễm ở nước ta. Việc lựa chọn công nghệ này hứa
hẹn sẽ mang đến một giải pháp xử lý hiệu quả và kinh tế các điểm có nguồn nước bị ơ
nhiễm hóa chất BVTV trầm trọng như xung quanh các cơ sở sản xuất hay kho chứa
hóa chất BVTV. Trên cơ sở những ưu điểm và nhược điểm của các phương pháp này

7


chúng tôi đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng xử lý
hóa chất bảo vệ thực vật trong môi trường nước bằng quá trình Fenton điện hóa”
1.Mục tiêu nghiên cứu:
Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng xử lý Glyphosate trong môi
trường nước
2. Nội Dung nghiên cứu
- Nghiên cứu, đánh giá sự ảnh hưởng của pH đến khả năng xử lí Glyphosate
bằng q trình Fenton điện hóa
- Nghiên cứu, đánh giá sự ảnh hưởng của nồng độ chất xúc tác Fe 2+ đến khả
năng xử lý Glyphosate bằng quá trình Fenton điện hóa
- Nghiên cứu, đánh giá sự ảnh hưởng của nồng độ Glyphosate đến khả năng
khống hóa của q trình Fenton điện hóa.

8


CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về hóa chất bảo vệ thực vật (HCBVTV)
Theo tổ chức Nông lương thế giới, hóa chất bảo vệ thực vật là những chất được
chiết xuất từ cây cối hoặc tổng hợp dùng để phòng, phá hủy hay diệt các loại sinh vật
gây hại, kể cả vector truyền bệnh của người hay gia súc, cỏ dại,...gây hại hay can thiệp
trong quá trình sản xuất, lưu kho, vẩn chuyển hoặc tiếp thị thực phẩm, lương thực, gỗ,
các sản phẩm nơng lâm. HCBVTV có hiệu quả chống lại sâu bệnh trong nhiều cách
khác nhau, chẳng hạn như thông qua đường ruột, miệng, qua da hay đường hô hấp.
Hóa chất BVTV là những hóa chất độc, có khả năng phá hủy tế bào, tác động đến
cơ chế sinh trưởng và phát triển của cây trồng, cỏ dại và sâu bệnh. Vì thế khi các hóa chất
này đi vào mơi trường, chúng cũng có những tác động nguy hiểm đến môi trường, đến các

sinh vật tiếp xúc trực tiếp hay gián tiếp. Đó cũng lí do thuốc BVTV phải được kiểm tra
triệt để về bản chất, thành phần, tác hại cũng như tác dụng của chúng.
Các dạng thuốc bảo vệ thực vật:
 Nhũ dầu : Viết tắt là EC hay ND, gồm các hoạt chất, dung mơi, hóa chất
sữa và các phù trị khác. Thuốc ở thể lỏng, trong suốt, tan trong nước thành nhũ tương
tương đối đồng đều, không lắng cặn, không phân lớp.
 Thuốc bột thấm nước: viết tắt 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 dạng hạt: Viết tắt là G hoặc H, gồm hoạt chất, chất độn, chất bao
viên và một số chất phì trợ khác.
 Thuốc phun bột: viết tắt là DP, chứa các thành phần hoạt chất thấp( dưới
10%), Nhưng chứa tỉ lệ độn cao, thường là đất sét hoặc bột cao lanh. Ngoài ra, cịn
chứa các chất chống ẩm, chống dính. Ở dạng bột mịn, thuốc không tan trong nước.
 Thuốc dạng dung dịch: SL,DD
 Thuốc dạng bột tan trong nước: SP
 Thuốc dạng dung dịch huyền phù: SC
 Thuốc phun lượng cực nhỏ: ULV
9


1.1.1. Phân loại hóa chất bảo vệ thực vật [3, 4]
 Phân loại theo công dụng
Bảng 1.1: Phân loại thuốc BVTV theo cơng dụng
Cơng dụng

Thành phần chính
- Hợp chất hữu cơ clo (hydrocloruacacbon);
- Hợp chất hữu cơ phospho (este axit phosphoric);

Thuốc trừ sâu bệnh

- Muối carbamic;
- Pyrethroids tự nhiên và nhân tạo;
- Dinitro phenol;
- Thực vật
- Nitro anilin;

Thuốc diệt cỏ

- Muối carbamic và thiocarbamic;
- Hợp chất nitơ dị vòng (triazine);
- Dinitrophenol và dẫn xuất phenol.
- Thuốc diệt nấm vô cơ (trên căn bản sulfur đồng và thủy
ngân);

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);

Thuốc diệt chuột

- Các loại khác (Arsennicals, thioureas).
- Ức chế sinh trưởng (hợp chất quatermary);

Thuốc kích thích

- Kích thích đâm chồi (Carbamates);
- Kích thích rụng quả (cyclohexmide).

 Phân loại theo cách xâm nhập
- Thuốc vị độc: Thuốc có tác dụng vị độc được sử dụng ở dạng phun, bột rắc hay
mồi độc và được dùng để diệt các lồi có hại qua đường miệng của chúng, các lồi có
hại ăn phải thuốc cùng thức ăn qua miệng.
- Thuốc tiếp xúc: Cách thơng thường để kiểm sốt sâu hại là phun thuốc BVTV
lên sâu hại hoặc lên bề mặt đối tượng cần bảo vệ có sâu đi qua với một lượng đủ thấm
qua lớp vỏ sâu hại.
10


- Thuốc xông hơi: thuốc xông hơi được đưa vào khu vực cần xử lí ở dạng rắn,
lỏng hoặc dạng khí. Thuốc lan tỏa khắp khơng gian có sâu hại qua đường hô hấp.
- Thuốc nội hấp: Một số loại côn trùng dùng kim nhỏ và nhọn cắm vào cây trơng
để hút nhựa. Lồi cơn trùng này rất khó diệt bằng thuốc tiếp xúc, nhờ cách gây độc vào
nguồn thức ăn của chúng là nhựa cây, có thể đưa độc vào cơ thể cơn trùng.
 Phân loại theo gốc hóa học
Căn cứ vào bản chất hóa học của các loại hóa chất BVTV được chia thành các
nhóm khác nhau
- Thuốc BVTV có nguồn gốc hữu cơ
- Thuốc trừ sâu có chứa clo, DDT, clodan
- Thuốc trừ sâu chứa photpho: Wophatox, Diazion, Malathion,....
- Nhóm hợp chất chứa cabamat: Sevin, Furadan, Bassa
- Chất trừ sâu thủy ngân hữu cơ
- Các dẫn xuất của hợp chất nitro
- Các dẫn xuất của ure
- Các dẫn xuất của axit propionic, axit xyanhydric
- Các chất trừ sâu vô cơ

- Các hợp chất chưa đồng
- Các hợp chất chứa lưu huỳnh
- Các hợp chất chứa thủy ngân


Phân loại nhóm độc theo tổ chứ y tế thế giới
Qua nghiên cứu, các chuyên gia về độc học đã đưa ra 5 nhóm độc theo tác động

của độc tố qua đường miệng và đừng da. Tất cả các hóa chất BVTV đều độc với người
và động vật máu nóng, tuy nhiên mức độ gây độc với mỗi loại khác nhau là khác nhau
tùy theo cách xâm nhập vào cơ thể.
Các loại hóa chất BVTV thường bền vững với nhiệt độ nhưng dễ bị kiềm thủy
phân. Chúng không bị thủy phân sinh học, tích tụ trong mơ mỡ và khuếch tán sinh học
trong chuỗi thức ăn thừ các sinh vật phù du đến các loài chim nồng đọ tăng lên hàng
triệu lần.

11


Bảng 1.2: Phân loại nhóm độc theo tổ chức y tế thế giới( LD50 mg/kg chuột)
Phân nhóm độc

Màu sắc quy

Qua miệng

Qua da
Thể

ước

Thể rắn

Thể lỏng

Thể rắn

Đỏ

5

20

10

40

Vàng

5-50

20-200

10-100

40-400

II. Độc trung bình

Xanh da trời

50-500

200-200

100-100

400-400

III. Độc ít

Xanh lá cây

500-

2.000-

2.000

3.000

1.000

4.000

>2.000

>3.000

I.a.Độc mạnh

I.b. Độc

IV. Độc rất nhẹ

lỏng

Độc tính cấp tính
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/m 3 khơng 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. Thường xuyên làm việc và tiếp xúc
với thuốc BVTV cũng có thể nhiễm độc mãn tính. Biểu hiện nhiễm độc mãn tính cũng
có thể giống với các bệnh lý thường khác như: da xanh, mất ngủ, nhức đầu, mỏi cơ,
suy gan, rối loạn tuần hồn,…
 Phân loại theo thời gian hủy
Mỗi loại hóa chất BVTV có thời gian phân hủy rất khác nhau. Nhiều chất có thể
tồn lưu trong đất, nước, khơng khí và trong cơ thể động, thực vật nhưng cũng có
những chất dễ bị phân hủy trong môi trường. Dựa vào thời gian phân hủy của chúng
có thể chia hóa chất BVTV thành các nhóm sau:

12


Bảng 1.3. Phân nhóm hóa chất BVTV theo thời gian phân hủy

STT

Thời gian

Phân nhóm

Ví dụ

phân hủy

Các hợp chất hữu cơ chứa
1

Nhóm hầu như khơng phân hủy

–

kim loại: Thủy ngân, Asen...
Loại này đã bị cấm sử dụng

2

Nhóm khó phân hủy POP

2 – 5 năm

3

Nhóm phân hủy trung bình

1 – 18 tháng

4

Nhóm dễ phân hủy

1 – 12 tuần

DDT, 666(HCH), đã bị cấm
sử dụng
Thuốc loại hợp chất hữu cơ
có chứa clo (2,4 – D)
Hợp chất phốt pho hữu cơ,
cacbanat

1.1.2. Tình hình sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật
1.1.2.1. Tình hình sử dụng thuốc BVTV trên thế giới
Trên thế giới, thuốc BVTV ngày càng đóng vai trị vơ cùng quan trọng trong
việc phịng trừ sâu bệnh bảo vệ sản xuất, đảm bảo an ninh lương thực thực phẩm. Theo
tính tốn của các chun gia, trong những thập kỉ 70, 80,90 của thế kỉ 20, thuốc BVTV
góp phần bảo vệ và tăng năng suất khoảng 20-30% đối với các loại cây trồng chủ yếu
như lương thực, rau, hoa quả.
Những năm gần đây theo nghiên cứu của tổ chức khoa học, chuyên gia nông
nghiệp, bảo vệ thực vật, sinh thái quá trình sử dụng thuốc BVTV trên thế giới trải qua
3 gai đoạn
Giai đoạn 1: Cân bằng sử dụng( balance use) yêu cầu sử dụng cao, sử dụng có
hiệu quả
Giai đoạn 2: Dư thừa sử dụng( Excssise use) bắt đầu sử dụng quá mức, lạm
dụng thuốc BVTV, ảnh hưởng đến môi trường, giảm hiệu quả.
Giai đoạn 3: Khủng hoảng sử dụng (Pesticide crisis) Quá lạm dụng thuốc

BVTV, gây tác hại đến cây trồng, môi trường, sức khỏe cộng đồng, giảm hiệu quả
kinh tế của sản xuất nông nghiệp
Giai đoạn dư thừa sử dụng từ những năm 80-90 và giai đoạn khủng hoảng từ
những năm đầu thế kỉ 21. Với những nước đang phát triển, sử dụng thuốc BVTV chậm
13


hơn thì các giai đoạn có thể lùi lại 15-20 năm. Việc sử dụng thuốc BVTV luôn luôn
tăng , đặc biệt ở những thập kỉ 70-80-90. Theo Giá, giá trị tiêu thụ thuốc BVTV trên
thế giới năm 1992 là 22,4 tỉ USD, năm 2000 là 29,2 tỉ USD năm 2010 là 30 tỉ USD,
trong 10 năm gần đây 6 nước Châu Á trồng lúa, nông dân sử dụng thuốc BVTV tăng
200-300% mà năng suất khơng tăng.
Hiện nay, danh mục hóa chất BVTV trên thế giới đã là hàng ngàn loại, ở các
nước thường là 400-700 loại. Tăng trưởng thuốc BVTV những năm gần đây tăng từ 23%. Trung Quốc tiêu thụ hàng năm 1,5-1,7 triệu tấn thuốc BVTV(2001).
1.1.2.2 Tình hình sử dụng thuốc BVTV ở Việt Nam [3, 4]
Theo số liệu của cục BVTV trong giai đoạn 1981-1986 số lượng thuốc sử dụng
là 6,5-9,0 ngàn tấn thương phẩm, tăng lên 20-30 ngàn tấn trong giai đoạn 1991-2000
và từ 36-75,8 trong giai đoạn 2001-2010. Lượng hoạt chất tính theo đầu diện tích canh
tác (kg/ha) cũng tăng từ 0,3 kg (1981-1986), lên 1,24-2,54 kg (2001-2010). Giá trị
nhập khẩu thuốc BVTV cũng tăng nhanh, năm 2008 là 472 triệu USD, năm 2010 là
537 triệu USD. Số loại thuốc đăng kí sử dụng cũng tăng nhanh, trước năm 2000 số
hoạt chất là 77 loại, tên thương phẩm là 96, đến năm 2011 lên 1202 và 3108. Như vậy
trong gần 10 năm gần đây( 2001-2011) số lượng thuốc BVTV tăng lên 2,5 lần, số loại
thuốc nhập khẩu tăng khoảng 3,5 lần. Trong năm 2010 lượng thuốc Việt Nam sử dụng
bằng 40% mức sử dụng trung bình của 4 nước lớn dùng nhiều thuốc BVTV trên thế
giới (Mỹ, Pháp, Nhật, Brazil) trong khi GDP của nước ta chỉ bằng 3,3%GDP trung
bình của họ. Số lượng hoạt chất đăng kí sử dụng ở Việt Nam hiện nay xấp xỉ 1000 loại
trong khi các nước trong khu vực tư 400-600 loại( Trung Quốc 630 loại,....). Sử dụng
thuốc BVTV bình quân đầu người ở Việt Nam là 0,95 kg(2010).
1.1.2.3. Những tác động tiêu cực của lương dư thuốc BVTV [3]

Hiện nay, phần lớn các khu vực bị ô nhiễm lại đang nằm lẫn trong khu dân cư
hay các khu vực đất ruộng đang được canh tác. Những khu vực ơ nhiễm này có diện
tích từ vài chục mét vng cho đến cả hàng ngàn mét vuông, chiều sâu đất ô nhiễm từ
0,5m - 3m. Từ đó có thể thấy, lượng đất bị ô nhiễm đang là con số rất lớn, đồng thời
việc xử lý dứt điểm cũng hết sức tốn kém.
Do tính chất khó phân hủy, có thể tồn tại hàng chục, thậm chí hàng trăm năm
trong đất nên thuốc bảo vệ thực vật nhóm POP có đặc điểm ô nhiễm khác với các loại
14


thuốc mới được sử dụng gần đây. Những loại thuốc bảo vệ thực vật mới tuy độc tính
cao nhưng có thời gian phân hủy ngắn nên khi bị rải trên mặt đất sẽ biến mất sau một
vụ hoa màu. Hoặc nếu có bị nhiễm sâu vào đất thì q trình xử lý cũng đơn giản hơn.
Theo đánh giá của Cục Quản lý chất thải và cải thiện môi trường - Tổng cục
Mơi trường thì ơ nhiễm mơi trường do tồn lưu hóa chất bảo vệ thực vật đang là một
vấn đề môi trường hết sức nghiêm trọng. Đây là những hợp chất hữu cơ độc hại đứng
đầu danh sách 12 loại độc chất nguy hiểm, tồn tại rất bền trong mơi trường nên rất khó
để phân hủy sinh học. Trong đó, chủ yếu lại là các loại hóa chất thuộc nhóm POPs
như: DDT, 666, Aldrin...
Những hóa chất này có thể trôi theo nước mưa và ngấm sâu vào nguồn nước
sinh hoạt hoặc tiềm ẩn trong khơng khí, thức ăn, nước uống. Đây được coi là một
trong những tác nhân gây ra nhiều loại bệnh ung thư điển hình như hiện nay.
Trong danh mục điểm tồn lưu hóa chất bảo vệ thực vật gây ô nhiễm môi trường
nghiêm trọng và đặc biệt nghiêm trọng hiện cả nước cịn có 15 tỉnh với 240 điểm tồn
lưu hóa chất bảo vệ thực vật. Đặc biệt, ở hai tỉnh Nghệ An và Hà Tĩnh hiện chiếm trên
60% số điểm nằm trong danh mục 100 khu vực ô nhiễm đặc biệt nghiêm trọng do tồn
lưu hóa chất bảo vệ thực vật.
Vấn đề nan giải nhất tại các điểm tồn lưu thuốc bảo vệ thực vật ở Việt Nam là các
hóa chất này đã bị chơn lấp, rị rỉ, rơi vãi trong q trình vận chuyển... khơng phù hợp tiêu
chuẩn. Do đó, cơng việc quản lý môi trường tại những điểm này sẽ phải tập trung vào nội

dung cải tạo, xử lý triệt để nhằm phục hồi các khu vực bị ô nhiễm để đưa hiện trạng của
đất và nguồn nước ngầm trở về được trạng thái ban đầu.
Trong số các địa phương đang phải gánh chịu “hậu họa” này, Nghệ An là tỉnh
có nhiều điểm tồn lưu nhất với 189 điểm bị ô nhiễm nghiêm trọng và đặc biệt nghiêm
trọng. Tỷ lệ này chiếm gần 80% số điểm bị ơ nhiễm trong tồn quốc mà theo yêu cầu,
đến năm 2025 phải được xử lý triệt để.
Theo kết quả phân tích của Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Nghệ An tại
277/913 điểm kho thuốc bảo vệ thực vật tồn lưu cho thấy: Đã xác định được tới 265
điểm có dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong đất lớn hơn quy chuẩn cho phép,
chiếm tới 96%.

15


Cho đến nay, Việt Nam vẫn chưa có một báo cáo chính thức đánh giá về những
hậu quả do tồn lưu thuốc bảo vệ thực vật gây ra đối với sức khỏe con người và động vật,
thực vật. Vì vậy, người dân và cả chính quyền sở tại ở ngay tại những điểm ô nhiễm vẫn
không nhận thức được hết sự tác động nguy hại lâu dài của nó. Bởi vậy, tình trạng sống
chung với hóa chất độc hại vẫn diễn ra hàng ngày ở những vùng bị ô nhiễm.
Các kho hóa chất bảo vệ thực vật tồn lưu hiện đang lưu giữ khoảng 217 tấn,
37.000 lít hóa chất thuốc bảo vệ thực vật và 29 tấn vỏ bao bì. Các kho chứa hóa chất bảo
vệ thực vật tồn lưu hầu hết được xây dựng từ thập niên 80 trở về trước. Khi xây dựng, hầu
hết khơng có ai quan tâm đến việc xử lý kết cấu, đồng thời cũng không được quan tâm tu
sửa nên tất cả đều đã và đang trong tình trạng xuống cấp rất nghiêm trọng.
Theo một số chuyên gia, khi đánh giá về các điểm ô nhiễm tồn lưu hóa chất bảo
vệ thực vật đã cho biết việc xử lý các loại hóa chất bảo vệ thực vật tồn lưu còn lưu trữ ở
trong kho tương đối đơn giản, song việc cải tạo và phục hồi các khu vực bị ô nhiễm lại rất
phức tạp và tốn kém. Chẳng hạn nếu như xử lý 1kg hóa chất tồn lưu chỉ cần 2 USD,
nhưng phải cần tới 20 USD để xử lý 1kg hóa chất nếu bị rị rỉ vào vùng đất bề mặt, khi
1kg hóa chất bị thấm xuống tầng đất dưới cần tới 200 USD để xử lý thì nếu 1 kg hóa chất

đã ngấm xuống nguồn nước ngầm thì sẽ phải sử dụng tới 2.000 USD để xử lý.
Như vậy, cùng với vấn đề kinh phí, ngay cả thời gian để xử lý những hóa chất độc
hại này cũng tăng lên rất nhiều lần khi mà những hóa chất ấy đã bị phân tán ra môi trường.
1.2. Thuốc diệt cỏ Glyphosate
1.2.1. Đặc điểm của thuốc diệt cỏ Glyphosate
Thuốc Glyphpsate là thuốc trừ cỏ hậu nảy mầm (diệt cỏ sau khi cỏ đã mọc). Do
có khả năng ngăn cản enzym EPSPS, loại enzym tham gia vào quá trình sinh tổng hợp
các axit amin thơm, vitamin, protein, và nhiều quá trình trao đổi thứ cấp của cây trồng.
Glyphosate bền trong nước, thời gian bán phân hủy dài.
Theo danh pháp theo IUPAC: N-(phosphonomethyl) glycine, thuộc nhóm
photpho hữu cơ.
- Khối lượng phân tử: 169,07 g/mol
- Công thức phân tử: C3H8NO5P
- Trạng thái: Tinh thể màu trắng dạng bột
- Tỉ trọng: 1,17
16


- Nhiệt độ nóng chảy: 184,5 0C
- Nhiệt độ sơi: 187 0C
- Độ tan trong nước: 1,01g/100ml (ở 200C)
- Cấu trúc phân tửGlyphosate:

Hình 1.1. Cấu trúc và bao bì đóng gói Glyphosate
 Độc tính
- Glyphosate thuộc nhóm độc III, độ độc với người sử dụng thấp hơn so với các
loại thuốc trừ cỏ hoạt chất Gramaxone (nhóm độc II), LD50 = 4.900mg/kg
 Một số dạng muối của Glyphosate
- Glyphosate isopropylamin (Glyphosate IPA)
- Glyphosate ammonium

Thuốc diệt cỏ chứa Glyphosate được sử dụng lần đầu tiên vào năm 1974 với
hơn 100 quốc gia trên thế giới. Sản phẩm thuốc diệt cỏ chứa gốc Glyphosate ở thời
điểm đó chủ yếu là của Cơng ty Mosnanto của Mỹ.
Glyphosate được dùng diệt cỏ phổ biến hơn các loại hoạt chất diệt cỏ khác và
dùng nhiều nhất ở Mỹ. Hiện nay trên thị trường Việt Nam sản phẩm từ Glyphosate
cũng trở nên rất phổ biến.

17


Một số tên thương mại Glyphosate: Confore 480AS, Agfarme S 480SL,
B-Glyphosate 41 SL…
Các dạng thương phẩm: Newsate 480SL (480 g glyphosate/lít), Roundup 48
WSC (410 g glyphosate/lít), Sprark 160 WSC (160 g glyphosate/lít),
Wallop 34,5 WSC (glyphosate + dicamba), Scout (Glyphosate + pichloram), Nufarm
480 SL (410 g glyphosate/lít)...
 Cơ chế tác động của Glyphosate
Glyphosate có tác động gây ức chế hoạt động của Enzym EPSP synthase và qua
đó ức chế sự tổng hợp các aminoacid thơm, vitamin và nhiều quá trình trao đổi thứ cấp
của cây trồng.
Thuốc diệt cỏ chứa Glyphosate là thuốc trừ cỏ hậu nảy mầm (diệt cỏ sau khi cỏ
đã mọc), chủ yếu dung trừ cây cỏ cho vườn cây ăn quả và cây công nghiệp lâu năm (cà
phê, cao su, chè, dừa,…) trừ cỏ đất không canh tác, trừ cỏ cho đất trước khi trồng cây
hàng năm (lúa, rau, ngơ, đậu, mía). Thời gian cách ly là 20 ngày
 Ưu điểm thuốc diệt cỏ Glyphosate
- Glyphosate là thuốc trừ cỏ có phổ tác động rộng, diệt trừ được hầu hết các
loại cỏ đa niên và cỏ hàng niên. Đặc biệt thuốc có hiệu quả cao và kéo dài đối với một
số lọai cỏ khó trừ như cỏ tranh, cỏ mắc cỡ, lau sậy, cỏ ống.
- Glyphosate có tác động lưu dẫn, có thể xâm nhập vào bên trong thân qua bộ lá và
các phần xanh của cây cỏ rồi di chuyển đến tất cả các bộ phận của cây (kể cả rễ và thân

ngầm) nên diệt cỏ rất triệt để và hữu hiệu trong việc ngăn cản cỏ mọc trở lại.
- Glyphosate thuộc nhóm độc III, độ độc với người sử dụng thấp hơn so với các
loại thuốc trừ cỏ hoạt chất Gramaxone (nhóm độc II), LD50= 4900 mg/kg.
 Nhược điểm thuốc diệt cỏ Glyphosate
- Thuốc có tác dụng diệt cỏ chậm, cỏ hàng niên sau phun thuốc 4-5 ngày và cỏ
đa niên sau phun 7-10 ngày cỏ mới chết.
- Glyphosate là thuốc trừ cỏ không chọn lọc, ngoài tác dụng diệt được rất nhiều
loại cỏ, nếu thuốc bám được vào lá hoặc những bộ phận xanh của cây trồng thì thuốc
diệt cả cây trồng.
18