Đánh giá chất lượng môi trường đất tại một số kho thuốc bảo vệ thực vật tồn lưu trên địa bàn tỉnh nghệ an và đề xuất giải pháp khắc phục
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.29 MB, 95 trang )
NGUYỄN THỊ HÀ CHÂU
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------
NGUYỄN THỊ HÀ CHÂU
CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG ĐẤT
TẠI MỘT SỐ KHO THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT
TỒN LƯU TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH NGHỆ AN VÀ
ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
CƠNG NGHỆ MƠI TRƯỜNG
KHĨA: 2009 -2011
Hà Nội - 2011
Luận văn thạc sỹ
Nguyễn Thị Hà Châu
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG BIỂU
DANH MỤC HÌNH
MỞ ĐẦU ..........................................................................................................................1
PHẦN 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ..........................................4
1.1. Khái niệm về thuốc BVTV...................................................................................................... 4
1.2. Sự chuyển hóa và phân hủy của thuốc BVTV trong đất.................................................. 9
1.2.1. Sự bay hơi.........................................................................................................10
1.2.2. Hồ tan, rửa trơi, chảy tràn................................................................................10
1.2.3. Phân hủy do ánh sáng (quang phân).................................................................11
1.2.4. Phân giải hoá học..............................................................................................11
1.2.5. Tác dụng hấp phụ thuốc bảo vệ thực vật của đất .............................................12
1.2.6. Tác dụng phân giải của vi sinh vật ...................................................................13
1.2.7. Sự bền vững của thuốc trong đất.......................................................................14
1.3. Ảnh hưởng của một số tính chất đất đến tồn dư thuốc BVTV trong đất...................15
1.3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ ...................................................................................15
1.3.2. Ảnh hưởng của độ ẩm và lượng mưa ...............................................................15
1.3.3. Ảnh hưởng của tổng Cacbon hữu cơ và thành phần cơ giới của đất................16
1.3.4. Ảnh hưởng của pH............................................................................................16
1.4. Tình hình ô nhiễm môi trường do HCBVTV trên thế giới và Việt Nam....................17
1.4.1. Trên thế giới .....................................................................................................17
1.4.2. Ở Việt Nam.......................................................................................................19
1.5. Các phương pháp xử lý hóa chất BVTV trên thế giới và Việt Nam ...........................24
1.5.1. Phương pháp hấp phụ ......................................................................................24
1.5.2. Phương pháp thuỷ phân....................................................................................24
1.5.3. Phương pháp cô lập ...........................................................................................26
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -(INEST)
Đại học Bách khoa Hà Nội
Luận văn thạc sỹ
Nguyễn Thị Hà Châu
1.5.4. Phương pháp phá huỷ bằng hồ quang Plasma...................................................26
1.5.5 Phương pháp tiêu huỷ bằng lị đốt.....................................................................27
1.5.6. Phương pháp điện hố .......................................................................................28
1.5.7. Cơng nghệ ơxy hoá tiên tiến .............................................................................28
1.5.8. Phương pháp oxy hoá bằng tác nhân Fenton kết hợp với phương pháp Fenton
quang hoá .........................................................................................................29
1.5.9. Phương pháp sinh học ......................................................................................30
1.6. Vấn đề ô nhiễm đất do hóa chất BVTV tồn lưu trên địa bàn tỉnh Nghệ An..............31
2.1. Nội dung nghiên cứu ..............................................................................................................34
2.2. Phương pháp nghiên cứu......................................................................................................34
2.2.1. Phương pháp lấy mẫu.......................................................................................34
2.2.3. Phương pháp phân tích hóa chất BVTV trong đất ............................................36
2.2.4. Xác định độ thu hồi của phương pháp .............................................................41
2.2.5. Phân tích một số tính chất của đất.....................................................................41
PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.....................................................................42
3.1. Độ thu hồi các chất của phương pháp chuẩn bị mẫu và phương pháp phân tích....42
3.2. Sự tồn lưu hóa chất BVTV tại các điểm nghiên cứu.......................................................42
3.2.1. Xác định tồn dư hóa chất BVTV tại kho xã Nghĩa Trung ................................42
3.2.2. Xác định tồn dư hóa chất BVTV tại xóm 6, Tân Sơn, Tân Kỳ.........................45
3.2.3. Xác định dư lượng HCBVTV tại kho HTX Diễn Hải, huyện Diễn Châu ........48
3.3. Đánh giá ảnh hưởng của một số tính chất lý, hóa học đất đến sự tồn lưu HCBVTV
trong đất...........................................................................................................................................50
3.3.1. Ảnh hưởng của tổng hàm lượng cacbon tới sự tồn lưu HCBVTV ..................51
3.3.2. Ảnh hưởng pH đến sự tồn lưu của HCBVTV trong đất ...................................52
PHẦN 4: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC Ô NHIỄM ĐẤT TẠI CÁC..............54
KHO HĨA CHẤT BVTV TỒN LƯU......................................................................................54
4.1. Một số cơng nghệ xử lý đất ơ nhiễm hóa chất BVTV ở Việt Nam ...............................54
4.1.1. Đồng xử lý đất ô nhiễm HCBVTV trong lị nung xi măng..............................54
Viện Khoa học và Cơng nghệ Môi trường -(INEST)
Đại học Bách khoa Hà Nội
Luận văn thạc sỹ
Nguyễn Thị Hà Châu
4.1.3. Xử lý kho và đất ô nhiễm thuốc BVTV tồn lưu bằng phương pháp atphan hóa
và cơ lập............................................................................................................55
4.1.2. Xử lý đất ơ nhiễm bằng cơng nghệ sử dụng lị thiêu nhiệt độ thấp..................57
4.2. Đánh giá một số công nghệ xử lý đất ô nhiễm HCBVTV ở Việt Nam........................59
4.2.1. Các tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý đất ô nhiễm HCBVTV.........................59
4.2.2. Áp dụng các tiêu chí đánh giá cơng nghệ xử lý đất ô nhiễm HCBVTV...........71
4.3. Đánh giá công nghệ xử lý đất ô nhiễm HCBVTV, lựa chọn công nghệ xử lý phù
hợp đất ô nhiễm tại các kho HCBVTV tồn lưu đã chọn nghiên cứu..............................78
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................................81
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................83
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -(INEST)
Đại học Bách khoa Hà Nội
Luận văn thạc sỹ
Nguyễn Thị Hà Châu
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài luận văn thạc sỹ khoa học: “Đánh giá chất lượng
môi trường đất tại một số kho hóa chất BVTV tồn lưu trên địa bàn tỉnh Nghệ
An và đề xuất giải pháp khắc phục” là do tôi thực hiện với sự hướng dẫn của
GS.TS Đặng Kim Chi. Đây không phải là bản sao chép của bất kỳ một cá nhân,
tổ chức nào. Các số liệu, nguồn thông tin trong Luận văn là do tơi thực nghiệm,
trích dẫn, tính tốn và đánh giá.
Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về những nội dung mà tơi đã trình
bày trong Luận văn này.
Hà Nội, ngày
tháng
năm 2011
HỌC VIÊN
Nguyễn Thị Hà Châu
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -(INEST)
Đại học Bách khoa Hà Nội
Luận văn thạc sỹ
Nguyễn Thị Hà Châu
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DDT
Diclodiphenyltricloetan
DDD
Diclodiphenyldicloetan
DDE
Diclodiphenydicloetylen
HCB
Hexachlorobenzene
EPA
Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (Environmental Protection Agency)
FAO
Tổ chức nông lương thế giới (Food and Agriculture Organization)
GC/MS
Sắc kí khí khối phổ
HCBVTV
Hóa chất bảo vệ thực vật
LD50
Liều gây chết 50% vật thí nghiệm (Lethal Dose)
LD1
Liều gây chết 1% vật thí nghiệm (Lethal Dose)
POPs
Hợp chất ơ nhiễm hữu cơ khó phân hủy
K0w
Hệ số phân bố của một chất giữa hai pha n – octanol và nước
OC
Cacbon hữu cơ (organic cacbon)
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -(INEST)
Đại học Bách khoa Hà Nội
Luận văn thạc sỹ
Nguyễn Thị Hà Châu
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1
Phân loại hóa chất nơng nghiệp theo độ độc hại của WHO
Bảng 1.2
Độc tính của một số hóa chất BVTV (Fiedler, 2003)
Bảng 1.3
Mức độ rửa trơi, hồ tan của các loại thuốc BVTV trong đất
Bảng 1.4
Ảnh hưởng của nồng độ một số thuốc trừ cỏ và pH đất đến lượng hấp phụ
Bảng 1.5
Thời gian tồn tại của một số loại thuốc BVTV trong đất
Bảng 1.6
Hàm lượng DDTs và HCHs trong đất tại một số vùng trên thế giới
Bảng 1.7.
Mức độ tồn lưu của các hợp chất hữu cơ clo trong đất và trầm tích ở
một số địa điểm của Việt Nam
Bảng 1.8:
Bảng 1.9
Bảng 2.1
Hàm lượng DDTs trong đất tại một số địa phương ở Việt Nam
Các điểm ô nhiễm tồn lưu do hóa chất BVTVcần xử lý theo
QĐ 1946/QĐ-TTG tại tỉnh Nghệ An
Một số thông tin về các mẫu đất khu vực nghiên cứu (Kho HCBVTV
xóm 6, xã Tân Sơn, huyện Tân Kỳ, tỉnh Nghệ An )
Bảng 2.2
Một số thông tin về các mẫu đất khu vực nghiên cứu (Kho HCBVTV
thuộc HTX Diễn Hải, huyện Diễn Châu, tỉnh Nghệ An)
Bảng 2.3
Một số thông tin về các mẫu đất khu vực nghiên cứu (Kho HCBVTV
tại xã Nghĩa Trung, huyện Nghĩa Đàn, tỉnh Nghệ An)
Bảng 3.1
Độ thu hồi của một số hóa chất BVTV trong q trình chuẩn bị mẫu
và phân tích.
Bảng 3.2
Kết quả phân tích dư lượng hóa chất BVTV trong đất (Kho HCBVTV
tại xã Nghĩa Trung, huyện Nghĩa Đàn, tỉnh Nghệ An)
Bảng 3.3
Kết quả phân tích dư lượng hóa chất BVTV trong đất (Kho HCBVTV
tại xóm 6, xã Tân Sơn, Tân Kỳ, Nghệ An)
Bảng 3.4
Kết quả phân tích dư lượng hóa chất BVTV trong đất (Kho HCBVTV
tại HTX Diễn Hải, huyện Diễn Châu, tỉnh Nghệ An)
Bảng 3.5
Kết quả phân tích tổng Cacbon hữu cơ và pH trong các mẫu phân tích
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -(INEST)
Đại học Bách khoa Hà Nội
Luận văn thạc sỹ
Nguyễn Thị Hà Châu
Bảng 3.6
Quan hệ giữa hai biến ngẫu nhiên dựa trên hệ số tương quan Pearson
Bảng 4.1.
Một số tiêu chí đánh giá cơng nghệ xử lý đất ơ nhiễm HCBVTV
Bảng 4.2.
Bảng lượng hóa đánh giá cơng nghệ theo từng tiêu chí tối đa
Bảng 4.3.
Lượng hóa điểm số các tiêu chí của cơng nghệ xử lý đất ơ nhiễm bằng
phương pháp thiêu đốt trong lị quay xi măng
Bảng 4.4
Lượng hóa điểm số các tiêu chí của phương pháp xử lý đất ơ nhiễm
HCBVTV bằng atphan hóa và cơ lập
Bảng 4.5
Lượng hóa điểm số các tiêu chí của phương pháp xử lý đất ơ nhiễm
HCBVTV bằng lị thiêu nhiệt độ thấp.
.
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -(INEST)
Đại học Bách khoa Hà Nội
Luận văn thạc sỹ
Nguyễn Thị Hà Châu
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1
Vịng chu chuyển của hóa chất BVTV trong mơi trường
Hình 2.1
Quy trình xử lý mẫu đất chứa hóa chất BVTV
Hình 2.2
Chương trình nhiệt độ cột sắc ký trên GC/MS
Hình 4.1
Quy trình xử lý đất ơ nhiễm hóa chất BVTV bằng phương pháp
atphan hóa và cơ lập
Hình 4.2
Sơ đồ cơng nghệ đồng xử lý đất ơ nhiễm HCBVTV trong lị quay
xi măng
Hình 4.3
Một số hình ảnh về hệ thống lị nung xi măng của Cơng ty Ximăng
Holcim – Kiên Giang
Hình 4.4
Sơ đồ cơng nghệ xử lý đất ơ nhiễm HCBVTV trong lị thiêu nhiệt
độ thấp
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -(INEST)
Đại học Bách khoa Hà Nội
Luận văn thạc sỹ
1
Nguyễn Thị Hà Châu
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Từ thập niên 70 của thế kỷ XX, cùng với sự phát triển như vũ bão của các
ngành khoa học khác, lĩnh vực hoá học và kỹ thuật sử dụng hố chất BVTV đã có
sự thay đổi mạnh mẽ. Sự hiểu biết sâu sắc hơn về phương thức tác động đã cho
phép phát hiện ra nhiều hoạt chất mới có phương thức tác động khác trước, có hiệu
lực cao với dịch hại, dùng ở liều lượng thấp nhưng lại an toàn với con người và hệ
động thực vật.
Tuy nhiên, do lạm dụng, thiếu kiểm soát và dùng sai nên những mặt tiêu cực
của thuốc hoá chất BVTV đã bộc lộ như: gây ô nhiễm môi trường nước, đất, để lại
dư lượng trên nông sản, gây độc cho người và các loại động vật, gây mất cân bằng
trong tự nhiên, suy giảm đa dạng của sinh quần, xuất hiện nhiều loại dịch hại mới,
tạo tính chống thuốc của dịch hại. Chính vì vậy mà các thuốc BVTV vẫn phải xếp
trong danh mục các loại “chất độc”.
Vào những năm 50, 60, 70 của thế kỷ trước, hàng chục nghìn tấn thuốc
BVTV (DDT, 666) đã được đưa vào Việt Nam bằng nhiều con đường. Ngoài việc
được phân phối về cho nơng dân sử dụng vào mục đích phịng trừ sâu bệnh, các hố
chất này cịn được dùng để phịng trừ muỗi hay dùng chống mối mọt, bảo quản vũ
khí quân trang ở các đơn vị bộ đội.
Theo kết quả điều tra, khảo sát của Bộ Tài nguyên và Môi trường về các
điểm ơ nhiễm do hố chất bảo vệ thực vật tồn lưu gây ra trên phạm vi toàn quốc
từ năm 2007 đến 2009 cho thấy trên địa bàn toàn quốc có trên có 864 khu vực bị
ơ nhiễm do hóa chất BVTV tồn lưu trên địa bàn 16 tỉnh thành phố, tập trung chủ
yếu ở Nghệ An, Thái Nguyên, Tun Quang. Trong đó có 189 điểm ơ nhiễm đặc
biệt nghiêm trọng và nghiêm trọng do tình trạng kho bãi xuống cấp và rị rỉ hố
chất, 87 khu vực ơ nhiễm, 588 điểm chưa xác định mức độ ô nhiễm. Việc quản
lý và xử lý lượng thuốc này như thế nào đang là thách thức của các nhà chuyên
môn và quản lý.
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -(INEST)
Đại học Bách khoa Hà Nội
Luận văn thạc sỹ
2
Nguyễn Thị Hà Châu
Hiện nay, theo kết quả kiểm tra sơ bộ của chi cục BVTV Nghệ An đã thống
kê được 913 địa điểm bị ô nhiễm (sơ cấp và thứ cấp) thuốc BVTV nằm trên 19
huyện, thành phố và thị xã với tổng diện tích đất bị ơ nhiễm trên 550 ha, trong đó
chủ yếu là đất nông nghiệp. Theo Quyết định số 1946/QĐ-TTg về việc phê duyệt kế
hoạch xử lý ô nhiễm môi trường do tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật trên phạm vi cả
nước, tỉnh Nghệ An có 189 điểm cần xử lý từ nay cho đến năm 2015 và 79 điểm
cần xử lý trước năm 2020. Lượng thuốc tồn dư tại các điểm này ngày càng gây
những ảnh hưởng xấu tới môi trường và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người
dân. Vì vậy, việc điều tra, đánh giá mức độ, phạm vi ô nhiễm môi trường đất tại một
số kho hóa chất BVTV trọng điểm nằm trên địa bàn tỉnh Nghệ An nhằm đưa ra các
giải pháp xử lý tại các khu vực này là rất cần thiết và cấp bách.
Để góp phần vào việc này chúng tơi tiến hành thực hiện đề tài: “Đánh giá
chất lượng môi trường đất tại một số kho thuốc BVTV tồn lưu trên địa bàn tỉnh
Nghệ An và đề xuất giải pháp khắc phục ”.
2. Mục tiêu của đề tài
- Đánh giá hiện trạng ô nhiễm hóa chất BVTV trong đất tại một số kho thuốc
BVTV tồn lưu trên địa bàn tỉnh Nghệ An.
- Đánh giá ảnh hưởng của một số tính chất lý, hóa học cơ bản của đất đến sự
tồn lưu của HCBVTV trong đất.
- Đánh giá một số công nghệ xử lý đất ô nhiễm HCBVTV đang được áp
dụng ở nước ta. Từ đó lựa chọn cơng nghệ phù hợp để xử lý ơ nhiễm đất tại một số
kho hóa chất tồn lưu được chọn nghiên cứu.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: tồn dư HCBVTV trong đất tại 03 kho hoá chất
BVTV tồn lưu trên địa bàn tỉnh Nghệ An.
- Phạm vi nghiên cứu: môi trường đất tại 03 kho hóa chất bảo vệ thực vật cũ
trên địa bàn tỉnh Nghệ An:
+ Kho hóa chất BVTV tại xã Nghĩa Trung, huyện Nghĩa Đàn.
+ Kho hóa chất BVTV tại xóm 6, xã Tân Sơn, huyện Tân Kỳ.
+ Kho hóa chất BVTV tại HTX Diễn Hải, huyện Diễn Châu.
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -(INEST)
Đại học Bách khoa Hà Nội
Luận văn thạc sỹ
3
Nguyễn Thị Hà Châu
Trong khuôn khổ thời gian của luận văn, chúng tôi lựa chọn các khu vực trên
để lấy mẫu nghiên cứu. Theo Quyết định số 1946 /QĐ-TTg ngày 21 tháng 10 năm
2010 của Thủ tướng Chính phủ, đây là những điểm tồn lưu hóa chất BVTV nằm
trong danh mục những điểm ô nhiễm tồn lưu đang gây ô nhiễm môi trường nghiêm
trọng và đặc biệt nghiêm trọng cần phải tiến hành tập trung xử lý, cải tạo và phục
hồi môi trường trước năm 2015.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Ý nghĩa thực tiễn:
Kết quả nghiên cứu của luận văn sẽ đóng góp tư liệu chung cho các nhà quản
lý về hiện trạng ơ nhiễm hóa chất bảo vệ thực vật tại Nghệ An; Các giải pháp phù
hợp trong xử lý tồn dư.
- Ý nghĩa khoa học:
Đóng góp tư liệu khoa học về hàm lượng hoá chất bảo vệ thực vật trong đất
tại các kho chứa thuốc BVTB tồn lưu.
- Các kết quả nghiên cứu về giải pháp xử lý đất tại các kho chứa hoá chất
BVTV này.
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -(INEST)
Đại học Bách khoa Hà Nội
4
Luận văn thạc sỹ
Nguyễn Thị Hà Châu
PHẦN 1
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Khái niệm về thuốc BVTV
Cơ quan bảo vệ Môi trường Mỹ (EPA - Environmental Protection Agency)
định nghĩa hóa chất bảo vệ thực vật là chất hay hỗn hợp các chất được dùng với
mục đích ngăn chặn, tiêu diệt, đẩy lùi, hay làm giảm thiệt hại của bất kì vật gây hại
nguy hiểm nào.
Theo định nghĩa của Tổ chức Nông lương Thế giới (FAO - Food and
Agriculture Organization, 1986), HCBVTV là bất kỳ một chất hay một hợp chất có
tác dụng dự phịng hoặc tiêu diệt, kiểm soát các sâu bọ gây hại và kiểm soát các
vectơ gây bệnh cho người và động vật, các loại côn trùng khác nhau của cộng đồng
hay động vật có hại trong quá trình chế biến, dự trữ, xuất khẩu, tiếp thị lương thực,
sản phẩm nông nghiệp, gỗ và các sản phẩm, thức ăn gia súc hoặc phịng chống các
loại cơn trùng, ký sinh trùng ở trong hoặc ngoài cơ thể gia súc.
a. Phân loại thuốc BVTV
Có nhiều cách phân loại thuốc BVTV:
• Theo đối tượng phịng trừ:
Thuốc BVTV được được phân chia thành các nhóm chính sau:
+ Thuốc trừ sâu: là những thuốc phịng trừ các loại cơn trùng gây hại cây trồng,
nông sản, gia súc, con người.
+ Thuốc trừ bệnh: là những thuốc phòng trừ các loại vi sinh vật gây bệnh cho
cây (nấm, vi khuẩn, tuyến trùng).
+ Thuốc trừ cỏ: là loại thuốc phịng trừ những lồi thực vật, rong, tảo mọc lẫn
với cây trồng, làm cản trở đến sinh trưởng cây trồng.
+ Thuốc diệt chuột: là những thuốc phịng trừ chuột và các lồi gặm nhấm khác.
Ngồi ra cịn có các loại thuốc trừ tuyến trùng, thuốc trừ nhện, thuốc điều tiết
sinh trưởng cây trồng (còn gọi là thuốc kích thích sinh trưởng…)
• Theo cơ chế tác động có thể phân chia thành các loại sau:
+ Thuốc gây độc tiếp xúc: thuốc trừ sâu xâm nhập vào cơ thể côn trùng qua da.
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -(INEST)
Đại học Bách khoa Hà Nội
Luận văn thạc sỹ
5
Nguyễn Thị Hà Châu
+ Thuốc gây độc vị độc: là tác động của thuốc khi xâm nhập vào bộ phận tiêu
hóa của động vật (cơn trùng, chuột, chim).
+ Thuốc nội hấp (lưu dẫn): thuốc có khả năng xâm nhập, di chuyển trong cây để
diệt dịch hại bằng cách tiếp xúc hay vị độc.
+ Nhóm thuốc 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 khơng có khả năng di chuyển trong cây.
+ Nhóm thuốc xơng hơi: thuốc có thể sinh ra khí, khói, mù có tác dụng diệt cơn
trùng, nấm, vi khuẩn, chuột.
• Phân loại theo gốc hóa học có thể chia thuốc BVTV thành nhiều nhóm:
+ Nhóm Clo hữu cơ: trong thành phần hóa học có chất Clo (Cl). Nhóm này có
độ độc cấp tính thấp nhưng tồn lưu lâu trong cơ thể con người, động vật và môi
trường, gây độc mãn tính nên nhiều sản phẩm đã bị hạn chế và cấm sử dụng. Các
chất điển hình là DDT, Aldrin, Lindan, Thiordan, Heptaclor, …
+ Nhóm Lân hữu cơ: chúng là những dẫn xuất của axit photphoric. Nhóm này có
thời gian bán phân hủy trong môi trường tự nhiên nhanh hơn nhóm Clo hữu cơ. Các
chất điển hình là Monocrotophos, Clorphenphot, Clorophos, Malathion, Acephat.
+ Nhóm Carbamat: chúng là dẫn xuất của axit Carbamat. Hóa chất thuộc nhóm này
thường ít bền vững trong mơi trường tự nhiên nhưng lại có tính độc rất cao với người
và động vật. Các chất điển hình thuộc nhóm này gồm có Padan, Furadan, Bassa,…
+ Nhóm Pyrethroid: là nhóm thuốc tổng hợp dựa vào cấu tạo chất Pyrethrin có
trong hoa của cây cúc sát trùng. Hoạt chất này có tác dụng nhanh, phân hủy dễ
dàng, ít gây độc cho người và gia súc. Các chất điển hình như Sherpa,
Permethrin,…
+ Các thuốc trừ sâu sinh học: thường tập trung ở 3 nhóm vi khuẩn, vi nấm,
virus. Các chất điển hình như Bacillus thuringensic (BT) [8].
b. Độc tính của thuốc BVTV
Độc tính của một chất đối với một đối tượng cụ thể phụ thuộc vào nhiều yếu
tố như con đường xâm nhập vào cơ thể (tiêu hóa, hơ hấp…), đặc điểm đối tượng cơ
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -(INEST)
Đại học Bách khoa Hà Nội
6
Luận văn thạc sỹ
Nguyễn Thị Hà Châu
thể (độ tuổi, giới, tình trạng sức khỏe…), trạng thái tồn tại (rắn, lỏng, khí) và tính
chất hóa học, vật lý của chất đó.
Bảng 1.1. Phân loại hóa chất nơng nghiệp theo độ độc hại của WHO [8]
Phân nhóm
Độc cấp tính bằng LD50 (chuột nhà)
mức độ độc
mg/kg
Qua miệng
Thể rắn
Qua da
Thể lỏng
Thể rắn
Thể lỏng
Ia- Cực độc
≤5
≤20
≤10
≤40
Ib - Độc tính cao
5 - 50
20 -200
10 - 100
40 – 400
II - Độc tính trung bình 50 - 500
200 - 2000
100 - 1000
400 – 4000
III- Độc tính nhẹ
>2000
>1000
>4000
-
>500
Độ độc cấp tính: thuốc xâm nhập vào cơ thể gây nhiễm độc tức thời gọi
là nhiễm độc cấp tính. Độ độc cấp tính của thuốc được biểu thị qua liều gây chết
trung bình, viết tắt là LD50 (Letal dosis), tức là liều thuốc ít nhất có thể gây chết cho
50% số cá thể thí nghiệm (thường là chuột), được tính bằng mg hoạt chất/kg trọng
lượng cơ thể.
Bảng 1.2. Độc tính của một số hóa chất BVTV (Fiedler, 2003)
Chất
LD50 (mg/kg)
LD1 (mg/kg)
Liều tối thiểu gây chết
(mg/kg)
Giống
Giống
Giống
Giống
Giống
Giống
đực
cái
đực
cái
đực
cái
Aldrin
39
60
18
27
25
46
pp’-DDT
113
118
52
80
75
100
pp’-DDE
880
1240
360
460
750
500
Dieldrin
46
46
25
25
30
30
Endrin
18
8
5
5
10
6
Mirex
740
600
200
270
400
500
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -(INEST)
Đại học Bách khoa Hà Nội
Luận văn thạc sỹ
7
Nguyễn Thị Hà Châu
Nhìn vào bảng 1.2 có thể nhận thấy độc tính của Aldrin, Dieldrin and Endrin
tương đối cao so với độc tính của DDT. Trong khi đó, độc tính của Mirex tương
tương đương với DDT.
Biểu hiện của nhiễm độc cấp tính là: buồn nơn, nơn, tiêu chảy và đau dạ dày.
Hội chứng cơ bản về não: nhức đầu, chóng mặt, thất điều, dị cảm. Sau đó bị run, bắt
đầu từ mí mắt và các cơ mặt rồi lan tỏa xuống toàn cơ thể và các chi. Trong trường
hợp nặng, co giật xuất hiện, phát triển ra các nhóm cơ khác nhau. Co giật có thể kết
hợp với thân nhiệt tăng cao và nhiễm độc cấp tính có thể dẫn đến liệt hành tủy, các
trung tâm hô hấp và vận mạch, gây suy hô hấp hay ngừng thở và co trụy nặng.
- Độ độc mãn tính: nhiều loại thuốc có khả năng tích lũy trong cơ thể người
và động vật máu nóng, gây đột biến tế bào, kích thích tế bào khối u ác phát triển, gây
bệnh ung thư.
Đặc điểm do nhiễm độc mãn tính là tổn thương hệ thần kinh, tiêu hóa, tim
mạch và quá trình tạo huyết. Các loại thuốc BVTV đều có chất kích thích hệ thần
kinh trung ương, nên có đặc điểm là gây co giật, thường là động kinh. Ghi điện não
đồ thấy có những hình ảnh bất thường như nhịp alpha không đều.
Những biểu hiện của tiếp xúc nghề nghiệp với thuốc BVTV là viêm nhiều
dây thần kinh não, các hội chứng thần kinh thực vật. Người ta còn thấy run các chi
và biến đổi điện cơ. Ở công nhân tiếp xúc với thuốc BVTV như polychloropinene,
haxanchlorobutadienne, dichloroethane, có thể thấy các dấu hiệu tổn thương não
trung gian, tuy không đặc hiệu nhưng rất hay gặp cùng với các dấu hiệu khác của
nhiễm độc mãn tính. Hay gặp nhất là thể mạch - thực vật của tổn thương não trung
gian, với biểu hiện nhức đầu, chóng mặt, dị cảm các chi, mạch máu không ổn định
và rối loạn thần kinh, tuần hồn. Ít gặp nhất là thể phủ tạng - thực vật với biểu hiện
đau bụng, vùng dưới sườn phải và loạn vận động ống mật. Cịn có biến đổi hành vi
như rối loạn chức năng cảm giác và thăng bằng. Những triệu chứng trên đây có thể
hồi phục sau khi ngừng tiếp xúc.
Thuốc BVTV có thể gây tổn thương gan và thận. Sự tổng hợp protein, lipid,
sự giải độc, sự đào thải và chức năng gan đều bị tác động. Ở công nhân tiếp xúc với
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -(INEST)
Đại học Bách khoa Hà Nội
Luận văn thạc sỹ
8
Nguyễn Thị Hà Châu
pentachlorophenol bị rối loạn tim mạch với các biểu hiện phổ biến là khó thở, tim
đập nhanh, đau và có cảm giác nghẹt vùng tim, tăng thể tích tim.
Biểu hiện của rối loạn huyết học và mao mạch có thể thường gặp là giảm tiểu
cầu, thiếu máu, giảm các tế bào máu, mắc chứng bệnh bạch cầu hạt, tan máu; và rối
loạn mao mạch như ban xuất huyết sau khi tiếp xúc lâu dài hoặc tiếp xúc ngắn
nhưng liều cao. Trong một nhà máy, ở cơng nhân tiếp xúc lâu dài nghề nghiệp, có
thể thấy giảm bạch cầu trung tính, tăng lympho bào, và thiếu máu nhược sắc. Nhiễm
độc mãn tính có thể giảm đi nếu sự tiếp xúc gián đoạn [14].
c. Đặc trưng của thuốc BVTV
- Các hóa chất BVTV được sử dụng rộng rãi bằng hình thức phun lên lá
hoặc rơi trực tiếp xuống đất nên chúng được gọi là nguồn gây ô nhiễm diện trong
đất. Do đặc điểm của quá trình sử dụng, chúng dễ dàng phân bố vào các thành phần
mơi trường như khơng khí, nước mặt, nước ngầm, đất và các sinh vật sống (cá, các
loài chim, con người…)
- Rất độc đối với các cơ thể sinh vật. Tác dụng gây độc phụ thuộc vào cấu
tạo phân tử, nhóm chức…Chúng thường tác động đến hệ thần kinh làm cho sinh
vật bị uể oải, tê liệt và chết.
- Có khả năng xâm nhập vào chuỗi thức ăn cao. Ở trong đất chúng tác động
vào khu hệ vi sinh vật đất, giun đất và những động vật khác làm hoạt động của
chúng giảm, chất hữu cơ không được phân hủy, đất nghèo dinh dưỡng. Sau đó
chúng được tích lũy sinh học qua chuỗi thức ăn xâm nhập vào cơ thể động vật và
người gây nhiều tai biến.
- Hầu hết các hóa chất BVTV tương đối bền vững trong môi trường. Theo
quy định trong Cơng ước Stockholm, tiêu chuẩn để có độ bền cao của một chất là có
giá trị thời gian bán hủy của chất đó trong các thành phần mơi trường thỏa mãn điều
kiện lớn hơn 2 tháng với môi trường nước, lớn hơn 6 tháng với môi trường đất, lớn
hơn 6 tháng với trầm tích. Trong khi đó, theo một số nghiên tại Canada và Mỹ, thời
gian bán hủy của một số hóa chất BVTV điển hình như DDT trong đất từ 2 -25
năm, HCH từ 1,2 – 6,5 năm, …[8].
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -(INEST)
Đại học Bách khoa Hà Nội
9
Luận văn thạc sỹ
Nguyễn Thị Hà Châu
1.2. Sự chuyển hóa và phân hủy của thuốc BVTV trong đất
Sự chuyển hoá và phân huỷ của thuốc BVTV trong môi trường đất đóng một
vai trị quan trọng trong sự tồn dư của HCBVTV. 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 phịng chống ơ nhiễm thật hợp lý.
Hố chất BVTV trong mơi trường có nhiều con đường để chuyển hóa 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.
Ánh sáng mặt trời
Bay hơi
Cây hấp thụ
Hấp thụ vào hạt
Keo đất
Phân huỷ ánh sáng
Thuốc BVTV
Phân huỷ hố học
Đất
Nước
Phân huỷ do VSV
Rửa trơi
Tích đọng trong
trong mơ của
sinh vật thuỷ sinh
Rửa trơi vật lý
Phân hủy
Hình 1.1: Vịng chu chuyển của hóa chất BVTV trong mơi trường [5]
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -(INEST)
Đại học Bách khoa Hà Nội
10
Luận văn thạc sỹ
Nguyễn Thị Hà Châu
1.2.1. Sự bay hơi
Quá trình này phụ thuộc vào 2 yếu tố. Yếu tố thứ nhất là bản chất dễ bay hơi của
hoá chất (áp suất hơi bão hồ thấp). Chẳng hạn, nhóm thuốc BVTV hydrocacbon
chứa clo có áp suất hơi bão hịa thấp sẽ thốt hơi mạnh do đó sẽ phân hủy khỏi đất,
nước nhanh hơn nhóm áp suất bay hơi cao (ví dụ nhóm phospho hữu cơ). Yếu tố
thứ 2 là liên kết phụ trong nước, đất: nếu một chất BVTV có liên kết, hấp phụ chặt
với đất thì khả năng bay hơi yếu. Nếu chất đó có liên kết cầu nối với nước chặt hơn
thì khi nước bay hơi sẽ làm chất đó bay hơi theo [5].
Các loại thuốc BVTV có bản chất dễ bay hơi 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, nước và cuối cùng là tích đọng trong mơi
trường đất. Cũng chính do khả năng bay hơi mà các loại thuốc bay hơi có thể bay
rất xa. Trong tuần hồn bay hơi, giáng vũ hồi lưu lâu dài các phần tử thuốc đã bay
hơi có thể lại được trả lại cho đất một lần nữa hoặc có loại thuốc dù địa phương
khơng sử dụng mà vẫn tìm thấy vết tích trong đất là do nước mưa đem lại [15].
1.2.2. Hồ tan, rửa trơi, chảy tràn
Bảng 1.3: Mức độ rửa trơi, hồ tan của các loại thuốc BVTV trong đất [15]
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
Heptachlor
Vernolate
Atrazin
Aldrin
Chlorprapham
Simazin
Chlordan
Azinphosme thyl
Proprin
Toxaphen
Diazinon
Chloramben
DDT
Loại 5 trôi nhanh nhất trong khi loại 1 hoàn toàn bất động.
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -(INEST)
Đại học Bách khoa Hà Nội
Luận văn thạc sỹ
11
Nguyễn Thị Hà Châu
Các loại thuốc hoà tan mạnh trong nước có thể di động trong nước, có thể thẩm
lậu ra khỏi đất và đi vào trong lớp nước dưới mặt đất và nước ngầm. Những hóa
chất BVTV khác có khả năng tan trong dầu mỡ và các chất béo sẽ khó di động trong
đất hơn, do đó khó có thể di chuyển theo chiều sâu phẫu diện. Chủ yếu các loại này
tồn tại ở dạng hấp phụ của đất, bùn cặn và keo hữu cơ. Nhưng sau khi mưa to hoặc
theo dịng nước tưới, thuốc có thể bị kéo theo cùng với cả cục đất đi vào nước mặt,
đất rồi lại lắng xuống cùng với bùn cát. Thuốc BVTV theo nước ra khỏi đất tuy
nhiên nước bị ô nhiễm lại quay trở lại gây ra ô nhiễm đất [15].
1.2.3. Phân hủy do ánh sáng (quang phân)
Các hoá chất BVTV thường bị phân huỷ bởi tác động của ánh sáng, đặc biệt là
nhóm Phospho hữu cơ, Clo hữu cơ, Cacbamat. Quá trình phân giải do tia tử ngoại
gây ra được thực hiện trên lớp đất mặt.Tia hồng ngoại tạo một nhiệt lượng khá lớn
làm chúng phân huỷ nhiệt. Tia tử ngoại tác dụng vào phân tử hoá chất làm thay đổi
các liên kết. Kết quả của quá trình kích thích đó làm phân tử thay đổi chuyển sang
chất kém độc hoặc làm phân tử phá vỡ hình thành hợp chất mới. Quá trình này cũng
phụ thuộc nhiều vào điều kiện mơi trường trong đó quan trọng là độ ẩm và pH.
Tốc độ quang phân nói chung tương đối chậm chạp tuy nhiên 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 [5].
1.2.4. Phân giải hố học
Các loại thuốc BVTV trong đất có thể biến đổi chủ yếu là do các phản ứng
phân giải theo kiểu hóa học. Hố chất BVTV bị phân giải hố học trong mơi trường
là nhờ các q trình: thuỷ phân, ơxy hố khử, đồng phân hố và polyme hố. Quá
trình phân huỷ này phụ thuộc vào các quá trình xảy ra trong dung dịch hoặc trên bề
mặt hấp phụ. Những phản ứng phân huỷ đó liên hệ trực tiếp với điều kiện pH, thế
ơxy hố khử, độ axit tại bề mặt, nồng độ các chất hoá học, mức độ linh động của
các chất trong hệ thống và các tác nhân xúc tác có mặt.
Viện Khoa học và Cơng nghệ Môi trường -(INEST)
Đại học Bách khoa Hà Nội
12
Luận văn thạc sỹ
Nguyễn Thị Hà Châu
Sự thuỷ phân trên lớp bề mặt với xúc tác cần thiết là cơ chế chủ yếu để phân
huỷ các hoá chất BVTV thuộc nhóm S-Triazin và Diazinon cũng như nhóm
phospho hữu cơ trong đất
Trong mơi trường nước thì thuỷ phân là điều kiện chính để phân huỷ các hố
chất BVTV. Trong q trình thuỷ phân với xúc tác axit ( hoặc kiềm) thường thực
hiện tác động vào các loại este, amid và amin. Kết quả nghiên cứu động học đã cho
thấy: malathion bị phân hủy đến 50% ở 270C tại pH = 8 sau 38h. Trường hợp pH
axit (< 5,0 ) thì phân giải độc chất, tuy nhiên cũng nhiều trường hợp sẽ hình thành
chất độc cao hơn [5].
CH3O
S
CH3O
P
CH3O
O
P
O
NO2
CH3O
O
NO2
+ H2SO4
Methyl parathion
(độ độc thấp)
Paraxon
(độ độc cao)
1.2.5. Tác dụng hấp phụ thuốc bảo vệ thực vật của đất
Có nhiều kiểu hấp phụ thuốc BVTV trong môi trường đất song hấp phụ trao
đổi ion là quan trọng nhất.
+ Hấp phụ anion: Các loại thuốc bảo vệ thực vật 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.
+ 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 (khống 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 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.
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -(INEST)
Đại học Bách khoa Hà Nội
13
Luận văn thạc sỹ
Nguyễn Thị Hà Châu
Lượng hấp phụ càng lớn thì lượng tồn dư càng nhiều. Do tác dụng hấp phụ
của đất làm cho thuốc khó di chuyển trong đất và việc phân giải bằng con đường vi
sinh vật cũng khó khăn [16].
Bảng 1.4: Ảnh hưởng của nồng độ một số thuốc trừ cỏ và pH đất đến lượng
hấp phụ [16]
thuốc
dùng
4
Dinaseb
1
2,4,5T
Khoáng sét
(Kg/ha)
DNC
2,4D
Nồng độ trong dung dịch/ hấp phụ
Lượng
Loại
1
pH
pH
5,5
6,5
7,3
5,5
6,3
7,3
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
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
Illit
0,05
0,09
1,70
97,00
96,00
0,00
Montmorilonit
1,70
1,70
1,70
0,00
0,00
0,00
1.2.6. Tác dụng phân giải của vi sinh vật
Phân giải hoá chất BVTV bằng con đường sinh học thường do 2 tác nhân
chính. Thứ nhất là VSV, thứ 2 là thực vật. Trong đó vai trị của thực vật là hết sức
quan trọng. Trong thực tế, các loại cây trồng (nhất là rừng) có khả năng hấp thụ hầu
hết lượng khí độc phát tán từ nguồn hố chất BVTV trong khơng khí và hấp thụ cả
phần hoà tan trong nước theo bộ rễ và bộ lá.
Cịn đối với VSV thì có rất nhiều loại VSV sống trong mơi trường nước, đất
có khả năng sử dụng tồn dư của hoá chất BVTV như loại thức ăn để sinh trưởng
phát triển (cacbua hydro, N-trong cacbamat, S- trong nhiều loại thuốc BVTV...).
Mặt khác các loại VSV phân huỷ phospho lại tác động vào hoá chất photpho hữu cơ
và lấy nó làm nguồn dinh dưỡng năng lượng. Tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt
động bình thường của vi sinh vật đất như nhiệt độ, tỷ lệ nước, tỷ lệ chất hữu cơ,
điều kiện ôxi hố khử, pH đất đều ảnh hưởng đến tiến trình phân giải hóa chất
BVTV của vi sinh vật [5].
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -(INEST)
Đại học Bách khoa Hà Nội
Luận văn thạc sỹ
14
Nguyễn Thị Hà Châu
Tính chất của bản thân thuốc cũng liên quan mật thiết với việc phân giải vi
sinh vật 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
dễ bị các loại vi sinh vật 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 bảo vệ thực vật có chứa kim loại nặng trong thuốc
vẫn nằm lại trong đất nên dư lượng thuốc tồn tại rất lâu. 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 [15].
1.2.7. 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, vi sinh
vật,...) trong đất. Đặc tính di động của thuốc cũng quyết định sự có mặt của thuốc
trong mơi trường.
Thành phần hố 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 hữư cơ tồn tại trong đất lâu hơn 3- 15 năm hay lâu hơn nữa, 2,4D chỉ tồn tại
trong đất 2- 4 tuần [8].
Đối với môi trường chất nào càng tồn tại lâu khả năng gây ô nhiễm môi
trường ngày càng cao.
Thường đất giàu chất hữu cơ, hoạt động vi sinh vật mạnh thì tốc độ thoái
biến của đất nhanh và độ bền vững của thuốc kém đi. Do vậy trong thực tiễn nông
nghiệp để giảm tác hại của dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, người ta thiên về biện
pháp bón nhiều phân chuồng, chất hữu cơ phân giải nhanh để tăng cường sinh tính
cho đất.
Viện Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường -(INEST)
Đại học Bách khoa Hà Nội
15
Luận văn thạc sỹ
Nguyễn Thị Hà Châu
Bảng 1.5: Thời gian tồn tại của một số loại thuốc BVTV trong đất [15]
Loại thuốc
Thuốc có aroen
Thời gian tồn tại
Vơ 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
Sự biến đổi của thuốc bảo vệ thực vật trong đất là rất phức tạp, hậu quả càng
lớn nếu thuốc có lượng tồn dư càng cao và đặc biệt là thuốc tham gia vào dây
chuyền thực phẩm thì tác hại càng nhân lên nhanh chóng.
1.3. Ảnh hưởng của một số tính chất đất đến tồn dư thuốc BVTV trong đất
1.3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng phân hủy các hóa chất
BVTV với xúc tác vi sinh vật trong đất. Nhiệt độ có ảnh hưởng quan trọng đến hoạt
động sống của vi sinh vật. Tùy theo chủng loại vi sinh vật mà mức độ ảnh hưởng
khác nhau.
Một số loại thuốc trừ cỏ, nhiệt độ cao làm tăng khả năng phân huỷ của
thuốc, hiệu lực và thời gian hữu hiệu của thuốc do thế cũng bị giảm. Do đó,
thời gian tồn lưu của thuốc trong đất cũng giảm. Nhưng cũng có trường hợp,
tăng hay giảm nhiệt độ của thuốc cũng không ảnh hưởng nhiều đến độ độc của
thuốc (như CuSO4.5H2O) [16].
1.3.2. Ảnh hưởng của độ ẩm và lượng mưa
Các hóa chất BVTV bị phân hủy trong đất chủ yếu do vi sinh vật. Trong khi
đó, hoạt động của vi sinh vật đều liên quan đến nước. Nếu độ ẩm trong đất thấp, sẽ
có hiện tượng loại nước ra khỏi tế bào, làm tế bào có thể bị chết. Để vi sinh vật có
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -(INEST)
Đại học Bách khoa Hà Nội
Luận văn thạc sỹ
16
Nguyễn Thị Hà Châu
thể phát triển thì nhu cầu về nước (tỷ lệ giữa nồng độ hơi nước trong đất với nồng
độ hơi nước nguyên chất) đối với tế bào dao động từ 0,93 đến 0,99 [15].
Lượng mưa vừa phải sẽ làm tăng khả năng hoà tan thuốc trong đất. Lượng
mưa lớn làm cho thuốc BVTV dễ bị rửa trôi, nhất là đối với các thuốc dạng bột.
Thuốc BVTV theo dòng nước bị cuốn đi xa làm cho diện tích ơ nhiễm hóa chất
BVTV càng lan rộng theo thời gian.
1.3.3.Ảnh hưởng của tổng Cacbon hữu cơ và thành phần cơ giới của đất
Tổng Cacbon hữu cơ: Các hóa chất BVTV hịa tan tốt trong pha hữu cơ và ít
hịa tan trong nước. Điều này thể hiện qua giá trị Kow của DDT (6,91), DDE
(6,51), DDD (6,02), α – HCH (3,8), β – HCH (3,78) và δ – HCH (4,14) [Thomas
and Deborah, 2005]. Hàm lượng tổng Cacbon hữu cơ của đất ảnh hưởng rất
nhiều đến sự tồn dư của thuốc BVTV trong đất. Khi có sự xâm nhập thuốc
BVTV vào trong đất, hàm lượng các chất Cacbon hữu cơ là yếu tố quan trọng
ảnh hưởng đến khả năng tích tụ của chúng. Đất giàu hữu cơ là mơi trường lưu
giữ tốt các hóa chất BVTV và do đó dẫn đến việc tồn dư của chúng sẽ có khả
năng cao hơn các vùng khô cằn.
Thành phần cơ giới của đất cũng có ảnh hưởng lớn đến khả năng tích tụ của
hóa chất BVTV trong đất. 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 [15].
1.3.4. Ảnh hưởng của pH
Giá trị pH của đất cũng có những ảnh hưởng đến tồn lưu của hóa chất BVTV.
Theo báo cáo của Alawi và cộng sự [25], pH có ảnh hưởng đến nồng độ của thuốc
BVTV qua tác động đến sự phân ly của axít humic, một thành phần quan trọng
trong Cacbon hữu cơ có khả năng tích lũy, lưu giữ các HCBVTV.
Bên cạnh đó, pH có ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi sinh vật, tác nhân
chính trong q trình phân hủy các hóa chất BVTV trong đất. pH ảnh hưởng trực
tiếp tới quá trình trao đổi chất của tế bào và độ hòa tan của một số muối khống K,
Na, Mg...[16].
Viện Khoa học và Cơng nghệ Môi trường -(INEST)
Đại học Bách khoa Hà Nội
