Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Ảnh hưởng của sử dụng kết hợp thuốc bảo vệ thực vật hoạt chất Chlorpyrifos ethyl và Fenobucarb đến hoạt tính enzyme Cholinesterase cá lóc (Channa striata)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

NGUYỄN VĂN TOÀN

ẢNH HƢỞNG CỦA SỬ DỤNG KẾT HỢP
THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT HOẠT CHẤT
CHLORPYRIFOS ETHYL VÀ FENOBUCARB
ĐẾN HOẠT TÍNH ENZYME CHOLINESTERASE
Ở CÁ LÓC (CHANNA STRIATA)

LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP TIẾN SĨ
NGÀNH MÔI TRƢỜNG ĐẤT VÀ NƢỚC
MÃ NGÀNH 9440303

Cần Thơ – 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

NGUYỄN VĂN TOÀN

ẢNH HƢỞNG CỦA SỬ DỤNG KẾT HỢP
THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT HOẠT CHẤT
CHLORPYRIFOS ETHYL VÀ FENOBUCARB
ĐẾN HOẠT TÍNH ENZYME CHOLINESTERASE
Ở CÁ LÓC (CHANNA STRIATA)

LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP TIẾN SĨ
NGÀNH MÔI TRƢỜNG ĐẤT VÀ NƢỚC

MÃ NGÀNH 9440303

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
PGs. Ts. NGUYỄN VĂN CÔNG

Cần Thơ - 2018


LỜI CẢM TẠ

Lời cảm ơn đầu tiên, tôi xin chân thành gửi đến Thầy hƣớng dẫn PGs. Ts.
Nguyễn Văn Công - ngƣời đã dìu dắt, động viên, giúp đỡ và hƣớng dẫn chuyên môn
cho tôi những lời khuyên quý báu trong suốt thời gian học tập cũng nhƣ khi thực
hiện nghiên cứu và viết luận án. Xin cảm ơn Thầy vì đã dành nhiều thời gian, công
sức và luôn giúp em có đƣợc định hƣớng đúng đắn trong công việc cũng nhƣ trong
học tập.
Xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến TS. Phạm Văn Toàn – ngƣời đã góp ý cho tôi
rất nhiều từ kinh nghiệm quý báu về phân tích thuốc BVTV và viết luận án cũng nhƣ
hƣớng dẫn thực hiện chuyên đề nghiên cứu.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến tất cả quý Thầy, Cô đã giảng dạy, hƣớng dẫn tôi
học tập, nghiên cứu trong suốt thời gian qua.
Trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu thực hiện luận án, tôi luôn đƣợc
sự đồng hành và hỗ trợ của các Anh, Chị nghiên cứu sinh khóa 18, các học viên cao
học và các sinh viên đại học chuyên ngành Khoa học Môi trƣờng. Các bạn đã không
ngại khó khăn, thời gian để cùng tôi thực hiện các nghiên cứu trong phòng thí
nghiệm và ngoài đồng. Tôi xin gửi lời cám ơn sâu sắc nhất đến tất cả mọi ngƣời.
Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, Ban Chủ Nhiệm Khoa Môi trƣờng
và Tài nguyên thiên nhiên, Phòng Quản Lý Khoa Học và Khoa Sau Đại Học Trƣờng Đại Học Cần Thơ đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi đƣợc học tập, nghiên cứu
nâng cao trình độ trong những năm qua.
Tôi cũng xin đƣợc gởi lời cảm ơn đến Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Hậu

Giang đã tài trợ kinh phí và giúp đỡ tôi hoàn thành tốt nghiên cứu.
Sau cùng, tôi xin ghi nhớ và cảm ơn đến gia đình với tất cả tình yêu thƣơng,
ủng hộ và khích lệ dành cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận án
nghiên cứu; đặc biệt là ba mẹ tôi, vợ con tôi.

Nguyễn Văn Toàn

i


TÓM TẮT
Luận án “Ảnh hƣởng của sử dụng kết hợp thuốc bảo vệ thực vật hoạt chất
Chlorpyrifos ethyl và Fenobucarb đến hoạt tính enzyme Cholinesterase cá lóc
(Channa striata)” đƣợc thực hiện ở điều kiện phòng thí nghiệm và đồng ruộng từ
tháng 8 năm 2012 đến tháng 12 năm 2016 nhằm đánh giá sự ảnh hƣởng riêng lẻ,
phối trộn của hai hoạt chất trên đến enzyme ChE của cá lóc và khả năng sử dụng
ChE ở cá lóc nhƣ phƣơng pháp sinh học để đánh giá sự phơi nhiễm của cá lóc với
thuốc BVTV lân hữu cơ Chlorpyrifos ethyl và Carbamate Fenobucarb. Nội dung
điều tra hiện trạng sử dụng thuốc BVTV ở một số vùng canh tác lúa ĐBSCL đƣợc
thực hiện qua phỏng vấn 939 hộ dân trồng lúa ở 4 tỉnh Long An, Tiền Giang, Đồng
Tháp và Hậu Giang. Ảnh hƣởng đơn lẻ và phối trộn của thuốc BVTV chứa hoạt chất
Fenobucarb và Chlorpyrifos ethyl đến hoạt tính ChE ở điều kiện phòng thí nghiệm
đƣợc thực hiện ở bốn mức nồng độ 1%, 2%, 5% và 10% LC50-96 giờ và hỗn hợp
giữa chúng cùng đối chứng đƣợc bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên. Ảnh hƣởng của phun
Fenobucarb, Chlorpyrifos Ethyl hay kết hợp hai hoạt chất này đến ChE cá lóc đƣợc
triển khai trên ruộng lúa vụ Hè Thu 2013 ở Phụng Hiệp, Hậu Giang. Kết quả nghiên
cứu cho thấy có 232 tên thƣơng mại thuốc BVTV khác nhau đƣợc nông dân sử
dụng và nhóm thuốc trừ côn trùng, trừ nấm bệnh là phổ biến nhất (60%). Trung bình
thuốc BVTV đƣợc phun khoảng 6,0 lần/vụ; trong đó số lần phun thuốc trừ sâu bệnh là
cao nhất (4,0 lần/vụ), kế đến là trừ cỏ, trừ ốc (1,0 lần/vụ). Đa số nông dân hỗn hợp

nhiều loại thuốc trừ sâu với nhau hoặc thuốc trừ sâu với trừ bệnh cho một lần sử
dụng. Trung bình có hơn 60% nông dân sử dụng thuốc ở liều cao hơn chỉ dẫn của
nhãn thuốc. Ở điều kiện phòng thí nghiệm, hoạt tính ChE ở não cá lóc cỡ giống rất
nhạy cảm với Chlorpyrifos ethyl và Fenobucarb. Ở nồng độ 0,54µg/L (2%LC50 – 96
giờ), Chlorpyrifos ethyl đã ức chế ChE từ 0,1% đến 20,0%. Trong khi ở nồng độ
36µg/L (1% LC50 – 96 giờ), Fenobucarb đã ức chế ChE từ 6,0% đến 16,1%. Hoạt
chất Fenobucarb gây ức chế cao ChE ở cá lóc trong khoảng 1 – 12 giờ phơi nhiễm, tỷ lệ
ức chế từ 53,8% – 57,8% ở nồng độ 10% LC50 – 96 giờ. Hoạt chất Chlorpyrifos ethyl
gây ức chế cao ChE trong khoảng 24 – 60 giờ phơi nhiễm, tỷ lệ ức chế từ 48,1% –
58,9% ở nồng độ 10% LC50 – 96 giờ. Khi phối trộn Chlorpyrifos ethyl và Fenobucarb
thì không làm tăng hay giảm tỷ lệ ức chế ChE cá lóc so với từng đơn chất nhƣng làm
tăng thời gian ChE bị ức chế cao nên làm cá bị ảnh hƣởng nghiêm trọng hơn khi
phơi nhiễm riêng lẻ từng hoạt chất. Kết quả thí nghiệm trên đồng ruộng cho thấy khi
ii


sử dụng Mondeo 60EC (chứa hoạt chất Chlorpyrifos ethyl), Bascide 50EC (chứa
hoạt chất Fenobucarb) hay kết hợp 2 loại thuốc này với liều lƣợng tối đa của
khuyến cáo (0,8L/ha đối với Mondeo 60EC và 1,5L/ha đối với Bascide 50EC) đều
làm ảnh hƣởng đến ChE cá lóc. Sử dụng đơn Bascide 50EC theo liều chỉ dẫn làm
ức chế ChE trong não cá lóc từ 1,2% đến 28%. Sử dụng đơn Mondeo 60EC hay
kết hợp Mondeo 60EC với Bascide 50EC không những làm chết cá mà còn ảnh
hƣởng nghiêm trọng và lâu dài đến ChE; tỷ lệ ức chế lần lƣợt từ 22,4% đến 79,1% và
từ 25,8% đến 86,2%. Đo ChE ở cá lóc có thể đánh dấu ảnh hƣởng do sử dụng
Bascide 50EC cho lúa đến loài cá này trong giới hạn 3 ngày sau khi phun
nhƣng đối với Mondeo 60EC hay kết hợp Mondeo 60EC với Bascide 50EC là hơn
14 ngày. Áp dụng đo ChE bằng kỹ thuật tái kích hoạt 2-PAM là phƣơng pháp tối ƣu
nhất để quan trắc, cảnh báo nhiễm bẩn Chlorpyrifos ethyl sau 1 - 5 ngày phơi nhiễm.
Từ khóa: Channa striata, Cholinesterase, Chlorpyrifos Ethyl, Fenobucarb, sử
dụng kết hợp, Đánh dấu sinh học, ruộng lúa, tái kích hoạt

iii


ABSTRACT
This dissertation "Effects of applying mixture of insecticide chlorpyrifos
ethyl and fenobucarb on cholinesterase (ChE) activity in snakehead fish (Channa
striata)" was carried out from August, 2012 to December, 2016 at laboratory and
rice field conditions to evaluate the effects of using single and mixture of these two
active ingredients on activity of ChE in snakehead fish and the use of ChE in this
fish species as a biomaker of exposure and effects from Organophosphate and
carbamate pesticides. Status of pesticides use in rice cultivation areas in Mekong
Delta was carried out through interviewing 939 rice farming farmers in four
provinces, including Long An, Tien Giang, Dong Thap and Hau Giang. Effects of
single and mixture of fenobucarb and chlorpyrifos ethyl on ChE of snakehead fish in
the laboratory condition was conducted with four treatments, including 1%, 2%, 5%
and 10% LC50-96h. Effects of single and mixture applying fenobucarb and
chlorpyrifos ethyl for rice on ChE in snakehead fish living in rice paddy was
conducted in Summer 2013 in Phung Hiep, Hau Giang province. The results showed
that 232 trade names of pesticides have been used in rice cultivation; insecticides
and fungicides were most common (60%). The averaged spraying frequency was 6.0
times per crop. In which, insecticides and fungicides are 4 times per crop; herbicides
and snailicides is about 1.0 time per crop. The results also show that pesticides are
often mixed together before spraying and more than 60% of households sprayed at
concentrations above recommended doses. In the laboratory conditions, the activity
of ChE in snakehead fish brains is very sensitive to Chlorpyrifos ethyl and Fenobucarb.
At a concentration of 0.54 μg/L (2% LC50 - 96 hours), Chlorpyrifos ethyl inhibited ChE
activity from 0.1% to 20.0%. While at 36 μg/L (1% LC50 - 96 hours), Fenobucarb
suppressed ChE activity from 6.0% to 16.1%. Fenobucarb quick inhibit ChE within 1 12 hrs after exposure, the rate of inhibition from 53.8% to 57.8% at 10% LC50-96
hrs whereas Chlorpyrifos ethyl is 24 - 60 hrs with the rate of inhibition from 48.1%

to 58.9% at 10% LC50-96 hrs. The study shown that no synergy or antagonist was
found in term of ChE inhibition in snakehead fish as mixed these two ingredients but
the duration of high ChE inhibition is longer. In rice field conditions, using Mondeo
60EC (containing Chlorpyrifos ethyl), Bascide 50EC (containing Fenobucarb) or
combination of these two insecticides at the recommended maximum dose (0.8L/ha
for Mondeo 60EC and 1.5L/ha for Basecide50C) maybe all cause severe and longiv


term harmful on cholinessterase activity of snakehead fish. Using Bascide 50EC at
the recommended maximum dose didn‟t cause seriously effect for snakehead fish,
the rate of ChE inhibition from 1,2% - 28%. Using Mondeo 60EC and mixture
Bascide 50EC with Mondeo 60EC at the recommended maximum doses didn‟t only
lead to occur dead fish but also cause high and prolong ChE inhibition, the rate of
inhibition from 22,4% - 79,1% (single Mondeo 60EC) and 25,8% - 6,2% (mixture),
respectively. The measurement ChE activty of snakehead fish can be marked by the
use of Bascide 50EC for ricefield within 3 days after spraying, but Mondeo 60EC or
mixture of two these pesticides is more than 14 days. Applying 2-PAM re-activation
technique after one day of exposure is the best method for monitoring and warning
of organophosphate pesticide contamination.
Key words: Channa striata, Cholinesterase, Chlorpyrifos Ethyl, Fenobucarb,
Combination, Bio-marker, Rice field, Reactivation

v


CAM KẾT KẾT QUẢ

Tôi xin cam kết công trình nghiên cứu “Ảnh hƣởng của sử dụng kết hợp
thuốc bảo vệ thực vật hoạt chất Chlorpyrifos ethyl và Fenobucarb đến hoạt tính
enzyme cholinesterase ở cá lóc (Channa striata)” này là của riêng tôi. Các số liệu,

kết quả nêu trong luận án là trung thực và chƣa từng đƣợc công bố trong bất kỳ luận
văn cùng cấp nào trƣớc đây.

Cần Thơ, ngày 20 tháng 8 năm 2018
Ngƣời hƣớng dẫn

Nghiên cứu sinh

PGs.Ts. Nguyễn Văn Công

Nguyễn Văn Toàn

vi


MỤC LỤC
1

CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU .............................................................................. 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài ....................................................................................... 1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................. 3
1.3 Nội dung nghiên cứu ............................................................................................ 3
1.4 Phạm vi và đối tƣợng nghiên cứu ........................................................................ 4
1.5 Ý nghĩa của luận án .............................................................................................. 4
1.6 Điểm mới của luận án .......................................................................................... 4
2

CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................... 5

2.1 Tình hình sử dụng thuốc bảo vệ thực vật ............................................................. 5
2.1.1 Tình hình sử dụng thuốc BVTV trên thế giới .................................................... 5
2.1.2 Tình hình sử dụng thuốc BVTV ở Việt Nam và Đồng Bằng Sông Cửu Long .. 7
2.1.2.1 Tình hình sử dụng thuốc BVTV ở Việt Nam ................................................. 7
2.1.2.2 Tình hình sử dụng thuốc BVTV ở Đồng Bằng Sông Cửu Long .................... 9
2.2 Sự phát tán của thuốc BVTV trong môi trƣờng và các yếu tố ảnh hƣởng ......... 11
2.2.1 Sự phát tán của thuốc BVTV trong môi trƣờng ............................................... 11
2.2.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến dƣ lƣợng thuốc BVTV trong môi trƣờng .............. 12
2.3 Dƣ lƣợng thuốc BVTV trong môi trƣờng đất, nƣớc .......................................... 15
2.3.1 Dƣ lƣợng thuốc BVTV trong môi trƣờng đất .................................................. 15
2.3.2 Dƣ lƣợng thuốc BVTV trong môi trƣờng nƣớc ............................................... 16
2.4 Độc tính của thuốc BVTV và ảnh hƣởng khi phối trộn ..................................... 16
2.4.1 Độc tính của thuốc BVTV ............................................................................... 16
2.4.2 Ảnh hƣởng của sự hỗn hợp thuốc BVTV đến độc tính của thuốc BVTV ....... 18
2.5 Tổng quan về enzyme cholinesterase và các yếu tố ảnh hƣởng đến enzyme ... 20
2.5.1 Sơ lƣợc về Cholinesterase ................................................................................ 20
vii


2.5.2 Cơ chế ảnh hƣởng của thuốc BVTV đến ChE ................................................. 22
2.5.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến hoạt tính Cholinesterase ........................................ 24
2.5.3.1 Nhiệt độ ........................................................................................................ 24
2.5.3.2 Giới tính và tuổi ............................................................................................ 25
2.5.3.3 Giữa các bộ phận trong cơ thể ...................................................................... 25
2.5.3.4 Điều kiện trữ mẫu ......................................................................................... 25
2.5.4 Phƣơng pháp tái kích hoạt enzyme ChE bằng 2-PAM và pha loãng mẫu ....... 26
2.5.4.1 Các phƣơng pháp tái kích hoạt đối với ChE ................................................. 26
2.5.4.2 Ý nghĩa của áp dụng kỹ thuật tái kích hoạt phục hồi ChE ............................... 27
2.5.5 Những nghiên cứu trong và ngoài nƣớc có liên quan đến sử dụng ChE ......... 29
2.6 Giới thiệu về cá lóc (Channa striata) .................................................................. 35

2.6.1 Phân loại ........................................................................................................... 35
2.6.2 Phân bố và phát triển ........................................................................................ 35
2.7 Giới thiệu về hai hoạt chất Fenobucarb và Chlorpyrifos ethyl đƣợc sử dụng
trong nghiên cứu ....................................................................................................... 36
2.7.1 Hoạt chất Fenobucarb ...................................................................................... 36
2.7.2 Hoạt chất Chlorpyrifos ethyl ............................................................................ 37
2.8 Giới thiệu vùng nghiên cứu trong khảo sát tình hình sử dụng thuốc BVTV ..... 40
3

CHƢƠNG 3: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................ 42

3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu ...................................................................... 42
3.2 Sinh vật thí nghiệm ............................................................................................ 42
3.3 Vật tƣ, thiết bị và hóa chất sử dụng.................................................................... 42
3.3.1 Vật tƣ và thiết bị ............................................................................................... 42
3.3.2 Thuốc bảo vệ thực vật sử dụng cho thí nghiệm ............................................... 43
3.3.3 Hóa chất sử dụng để phân tích ChE ................................................................. 44
3.4 Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................... 44
viii


3.4.1 Nội dung 1: Khảo sát tình hình sử dụng thuốc BVTV ở một số vùng canh tác
lúa ở ĐBSCL............................................................................................................. 44
3.4.2 Nội dung 2: Nghiên cứu ảnh hƣởng của phối trộn thuốc BVTV Chlorpyrifos
ethyl và Fenobucarb đến ChE ở cá lóc trong điều kiện phòng thí nghiệm............... 45
3.4.3 Nội dung 3: Bố trí thí nghiệm xác định ảnh hƣởng của phối trộn thuốc BVTV
Chlorpyrifos ethyl và Fenobucarb đến ChE ở cá lóc ngoài đồng ruộng .................. 47
3.5 Xử lý mẫu và phân tích ChE, tái kích hoạt ........................................................ 48
3.6 Tính hoạt tính ChE, tỷ lệ ức chế và xử lý kết quả .............................................. 50
3.6.1 Xác định hoạt tính ChE .................................................................................... 50

3.6.2 Xác định tỷ lệ ức chế:....................................................................................... 50
3.6.3 Xác định tỷ lệ tái kích hoạt ChE: ..................................................................... 50
3.6.4 Xử lý kết quả .................................................................................................... 51
4

CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................. 53

4.1 Nội dung 1: Hiện trạng sử dụng thuốc BVTV ở một số vùng canh tác lúa ở
Đồng bằng sông Cửu Long ....................................................................................... 53
4.1.1 Các loại thuốc sử dụng trên đồng ruộng ở các vùng nghiên cứu ..................... 53
4.1.1.1 Các loại thuốc trừ côn trùng sử dụng ở vùng nghiên cứu ............................ 54
4.1.1.2 Các loại thuốc trừ bệnh sử dụng ở vùng nghiên cứu .................................... 56
4.1.1.3 Các loại thuốc trừ cỏ sử dụng ở vùng nghiên cứu ........................................ 57
4.1.1.4 Các loại thuốc trừ ốc sử dụng ở vùng nghiên cứu ........................................ 57
4.1.1.5 Các loại thuốc trừ chuột và thuốc điều hòa sinh trƣởng ............................... 58
4.1.2 Tần suất và liều lƣợng thuốc BVTV sử dụng trong canh tác lúa..................... 58
4.1.2.1 Tần suất phun thuốc BVTV trong canh tác lúa ............................................ 58
4.1.2.2 Liều lƣợng sử dụng thuốc BVTV ................................................................. 61
4.2 Nội dung 2: Ảnh hƣởng của phối trộn thuốc BVTV Chlorpyrifos ethyl và
Fenobucarb đến ChE ở cá lóc trong điều kiện phòng thí nghiệm ............................ 63
4.2.1 Nhiệt độ, DO, pH trong thời gian phơi nhiễm thuốc BVTV ........................... 63
ix


4.2.2 Nồng độ thuốc Fenobucarb và Chlorpyrifos ethyl trong bố trí thí nghiệm ..... 65
4.2.3 Ảnh hƣởng của phối trộn hoạt chất Chlorpyrifos ethyl và Fenobucarb đến ChE
ở cá lóc trong điều kiện phòng thí nghiệm ............................................................... 66
4.2.4 Nhiệt độ, DO, pH trong thời gian phục hồi trong nƣớc máy ........................... 76
4.2.5 Phục hồi ChE trong nƣớc máy sau khi phơi nhiễm với Chlorpyrifos ethyl,
Fenobucarb và hỗn hợp hai hoạt chất này trong điều kiện phòng thí nghiệm .......... 77

4.2.6 Khả năng tái kích hoạt ChE sau khi xử lý bằng 2-PAM của hỗn hợp hai hoạt
chất Chlorpyrifos ethyl và Fenobucarb trong điều kiện phòng thí nghiệm .............. 80
4.3 Nội dung 3: Ảnh hƣởng của sử dụng phối trộn thuốc BVTV Chlorpyrifos ethyl
và Fenobucarb cho lúa đến ChE ở cá lóc sống trên ruộng lúa ................................ 86
4.3.1 Nhiệt độ, pH, DO trong thời gian thí nghiệm .................................................. 86
4.3.2 Nồng độ Fenobucarb, Chloryrifos Ethyl trong nƣớc ruộng sau khi phun thuốc .
.......................................................................................................................... 88
4.3.3 Ảnh hƣởng của sử dụng Bascide 50EC (hoạt chất Fenobucarb) và Mondeo
60EC (hoạt chất Chlorpyrifos ethyl) cho lúa đến ChE trong não cá lóc sống trên
ruộng ......................................................................................................................... 89
4.3.4 Khả năng tái kích hoạt hoạt tính ChE của cá lóc trên đồng ruộng ................. 93
4.3.4.1 Khả năng tái kích hoạt hoạt tính ChE của cá lóc bằng 2PAM khi phun
Mondeo 60EC (hoạt chất Chlorpyrifos ethyl) trên ruộng lúa....................... 93
4.3.4.2 Khả năng tái kích hoạt hoạt tính ChE của cá lóc bằng 2PAM và pha loãng
khi phun hỗn hợp thuốc Bascide 50EC (hoạt chất Fenobucarb) và Mondeo
60EC (hoạt chất Chlorpyrifos ethyl) ............................................................ 95
4.3.5 Đánh giá tổng hợp ảnh hƣởng của Fenobucarb và Chlorpyrifos ethyl lên cá lóc
.......................................................................................................................... 97
4.3.6 Đề xuất khả năng áp dụng đo ChE để cảnh báo nhiễm bẩn thuốc BVTV ....... 98
5

CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT................................................... 102

5.1 Kết luận ............................................................................................................ 102
5.2 Đề xuất .............................................................................................................. 103

x


DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1: Ƣớc tính chi phí sử dụng thuốc BVTV trên thị trƣờng thế giới và Mỹ (đơn
vị tính: triệu đôla) ........................................................................................................ 5
Bảng 2.2: Ƣớc tính khối lƣợng hoạt chất thuốc BVTV sử dụng trên thế giới và Mỹ
(đơn vị tính: triệu pound hoạt chất) ............................................................................. 6
Bảng 2.3: Tình hình nhập khẩu hóa chất BVTV tại Việt Nam gần đây ...................... 8
Bảng 2.4: Số lƣợng hoạt chất đƣợc phép sử dụng ở Việt Nam từ 2007 - 2016 .......... 8
Bảng 2.5: Danh mục thuốc BVTV đƣợc phép sử dụng ở Việt Nam năm 2016 .......... 9
Bảng 2.6: Thống kê công tác thanh kiểm tra cơ sở kinh doanh thuốc BVTV ở các
tỉnh phía Nam giai đoạn 2006 - 2011 .......................................................................... 9
Bảng 2.7: Chi phí thuốc BVTV và số lần phun ở Việt Nam và các nƣớc khác ........ 10
Bảng 2.8: Phân loại độc tính thuốc BVTV theo LC50 ............................................... 17
Bảng 2.9: Giá trị LC50 – 96 giờ của một số loài cá phổ biến ở ĐBSCL .................. 17
Bảng 2.10: Tổng quan 4 tỉnh Long An, Tiền Giang, Đồng Tháp và Hậu Giang, 2014
.................................................................................................................................... 41
Bảng 3.1:Số hộ đƣợc phỏng vấn tình hình sử dụng thuốc BVTV trong canh tác lúa 44
Bảng 3.2: Tóm tắt thông tin bố trí và theo dõi thí nghiệm ........................................ 46
Bảng 3.3: Tóm tắt thông tin bố trí và theo dõi thí nghiệm trên ruộng ....................... 47
Bảng 4.1: Chủng loại thuốc BVTV sử dụng ở các vùng nghiên cứu ........................ 53
Bảng 4.2: Tỷ lệ % theo nhóm tần suất phun ở các vùng nghiên cứu ....................... 60
Bảng 4.3: Liều lƣợng sử dụng thuốc BVTV ở các vùng nghiên cứu (tỷ lệ %) ......... 61
Bảng 4.4: Tỷ lệ (%) phối trộn thuốc BVTV trƣớc khi phun ở các vùng nghiên cứu 62
Bảng 4.5: Các yếu tố môi trƣờng trong thí nghiệm ................................................... 64
Bảng 4.6: Nồng độ Fenobucarb và Chlorpyrifos ethyl trong thí nghiệm .................. 65
Bảng 4.7: Bảng phân tích phƣơng sai xem xét tác động của Fenobucarb,
Chlorpyrifos ethyl và thời gian phơi nhiễm tác động đến hoạt tính ChE .................. 66

xi


Bảng 4.8: Các yếu tố môi trƣờng trong thí nghiệm xác định ảnh hƣởng của

Fenobucarb lên hoạt tính ChE của cá lóc (Channa striata) khi ra nƣớc máy ........... 76
Bảng 4.9: Nhiệt độ, pH, DO và mực nƣớc trên ruộng phun Fenobucarb ................ 87
Bảng 4.10: Nồng độ (g/L) thuốc trong nƣớc trên các ruộng thí nghiệm ................. 88
Bảng 4.11: So sánh nhạy cảm của ChE với Fenobucarb và Chlorpyrifos ethyl và thời
gian phục hồi sau phơi nhiễm trong điều kiện phòng thí nghiệm ............................. 97
Bảng 4.12: So sánh ảnh hƣởng của việc sử dụng các thuốc đến ChE cá lóc ............ 98

xii


DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1: Lƣợng thuốc BVTV sử dụng ở Ấn Độ giai đoạn 2005 – 2010 ................... 7
Hình 2.2: Sự lƣu chuyển của thuốc BVTV trong môi trƣờng nƣớc .......................... 12
Hình 2.3: Phản ứng thủy phân acetylcholine bởi AChE ............................................ 21
Hình 2.4: Cơ chế hoạt động của ChE trong điều kiện bình thƣờng (a) và khi sinh vật
bị phơi nhiễm thuốc BVTV (b) .................................................................................. 22
Hình 2.5: Sự tƣơng tác giữa Acetylcholine (I), Carbaryl (gốc Carbamate) (II) và
Chlorpyrifos-oxon (III) tại các vị trí dẫn truyền AChE.............................................. 23
Hình 2.6: Hoạt chất 2-PAM gắn vào AChE bị ức chế (2.6a) và loại bỏ chất ức chế để
tái kích hoạt (2.6b) ..................................................................................................... 26
Hình 2.7: Cơ chế lão hóa liên kết OP - AChE (2.7a) và AChE bị lão hóa (2.7b) ...... 27
Hình 2.8: Số lƣợng tên thƣơng mại thuốc BVTV có chứa hoạt chất Fenobucarb đƣợc
ban hành thay đổi qua các năm giai đoạn 2011 - 2016.............................................. 37
Hình 2.9: Các quá trình chính xảy ra trong sự trao đổi chất Chlorpyrifos ethyl ...... 39
Hình 3.1: Cá lóc (Channa striata) sử dụng trong nghiên cứu ................................... 42
Hình 3.2: Thuốc BVTV Mondeo 60EC và Bascide 50EC sử dụng cho thí nghiệm .... 43
Hình 4.1: Tần suất xuất hiện các hoạt chất thuốc trừ sâu ở các vùng nghiên cứu..... 55
Hình 4.2: Tần suất xuất hiện các hoạt chất trừ bệnh ở các vùng nghiên cứu ............ 56
Hình 4.3: Tần suất sử dụng các hoạt chất trừ cỏ ở các vùng nghiên cứu .................. 57
Hình 4.4: Tần suất sử dụng các gốc thuốc trừ ốc ở các vùng nghiên cứu ................. 58

Hình 4.5: Tần suất phun các loại thuốc BVTV ở vùng nghiên cứu .......................... 59
Hình 4.6: Tỷ lệ ức chế hoạt tính ChE (% so với đối chứng) trong não cá lóc (TB ±
SE) sau khi phơi nhiễm với Fenobucarb, Chlorpyrifos Ethyl hay kết hợp hai hoạt
chất theo thời gian ở mức nồng độ 1% LC50 - 96 giờ. T .......................................... 67
Hình 4.7: Tỷ lệ ức chế hoạt tính ChE (% so với đối chứng) trong não cá lóc (TB ±
SE) sau khi phơi nhiễm với Fenobucarb, Chlorpyrifos Ethyl hay kết hợp hai hoạt
chất theo thời gian ở mức nồng độ 2% LC50 - 96 giờ. ............................................. 69

xiii


Hình 4.8: Tỷ lệ ức chế hoạt tính ChE (% so với đối chứng) trong não cá lóc (TB ±
SE) sau khi phơi nhiễm với Fenobucarb, Chlorpyrifos Ethyl hay kết hợp hai hoạt
chất theo thời gian ở mức nồng độ 5%LC50 - 96 giờ.. ............................................. 70
Hình 4.9: Tỷ lệ ức chế hoạt tính ChE (% so với đối chứng) trong não cá lóc (TB ±
SE) sau khi phơi nhiễm với Fenobucarb, Chlorpyrifos Ethyl hay kết hợp hai hoạt
chất theo thời gian ở mức nồng độ 10%LC50 - 96 giờ. ............................................ 73
Hình 4.10: Hoạt tính ChE (% so với đối chứng) trong não cá lóc (TB ± SE) sau khi
phơi nhiễm với Fenobucarb, Chlorpyrifos ethyl hay hỗn hợp theo thời gian ở mức
nồng độ 5%LC50 - 96 giờ đƣợc cho ra môi trƣờng nƣớc máy. ................................ 77
Hình 4.11: Hoạt tính ChE (% so với đối chứng) trong não cá lóc (TB ± SE) sau khi
phơi nhiễm với Fenobucarb, Chlorpyrifos Ethyl hay kết hợp hai hoạt chất theo thời
gian ở mức nồng độ 10%LC50 - 96 giờ đƣợc cho ra môi trƣờng nƣớc máy.. .......... 78
Hình 4.12: Hoạt tính ChE trong não cá lóc (TB±SE, n=6) trƣớc và sau khi xử lý
bằng 2-PAM ở hỗn hợp 2 hoạt chất Fenobucarb và Chlorpyrifos ethyl ở mức nồng
độ 1% LC50 -96 giờ. ................................................................................................. 81
Hình 4.13: Hoạt tính ChE trong não cá lóc (TB±SE, n=6) trƣớc và sau khi xử lý
bằng 2-PAM ở hỗn hợp 2 hoạt chất Fenobucarb và Chlorpyrifos ethyl ở mức nồng
độ 2% LC50 -96 giờ.. ................................................................................................ 82
Hình 4.14: Hoạt tính ChE trong não cá lóc (TB±SE, n=6) trƣớc và sau khi xử lý

bằng 2-PAM ở hỗn hợp 2 hoạt chất Fenobucarb và Chlorpyrifos ethyl ở mức nồng
độ 5% LC50 -96 giờ. ................................................................................................. 83
Hình 4.15: Hoạt tính ChE trong não cá lóc (TB±SE, n=6) trƣớc và sau khi xử lý
bằng 2-PAM ở hỗn hợp 2 hoạt chất Fenobucarb và Chlorpyrifos ethyl ở mức nồng
độ 10% LC50 -96 giờ. ............................................................................................... 84
Hình 4.16: Hoạt tính ChE trong não cá lóc sống trên các ruộng phun đơn và kết hợp
Bascide 50EC và Mondeo 60EC. .............................................................................. 90
Hình 4.17: Hoạt tính ChE cá lóc so với trƣớc khi xử lý với 2-PAM trong phun đơn lẻ
Mondeo 60EC cho lúa. ............................................................................................... 94
Hình 4.18: Hoạt tính ChE cá lóc so với trƣớc khi xử lý với 2-PAM và pha loãng mẫu
trong phun hỗn hợp Bascide 50EC và Mondeo 60EC cho lúa. ................................... 96
Hình 4.19: Quy trình áp dụng đo ChE trong cảnh báo nhiễm bẩn và ảnh hƣởng của
thuốc BVTV gốc lân hữu cơ đến sinh vật ............................................................... 101

xiv


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AChE
BChE
BVTV

Acetylcholinesterase
Butyrylcholinesterase
Bảo vệ thực vật

CE

Chlorpyrifos ethyl

ChE

Cholinesterase

ĐBSCL
DO
DT50

Đồng bằng sông Cửu Long
Dissolved Oxygen: Nồng độ oxy hòa tan trong nƣớc
Disappearance times: Thời gian bán phân huỷ

et al. và ctv. Cộng tác viên
FE
Fenobucarb
Koc
Organic carbon partition coefficient: Hệ số riêng phần carbon hữu cơ
Kow
LC50

Octanol/water partition coefficient: Hệ số riêng phần octanol/ nƣớc
Lethal Concentration: Liều lƣợng gây chết 50% sinh vật thí nghiệm ở

LD50

môi trƣờng không khí hoặc môi trƣờng nƣớc
Lethal Dose: Liều lƣợng gây chết 50% sinh vật thí nghiệm ở môi

LoD
mL, L

N/A
ng/L
TP
µg/L
N_NS
NPH
WHO

trƣờng rắn
Limit of detection: Giới hạn phát hiện
Mililít, Lít (đơn vị đo lƣờng thể tích)
Not available: dữ liệu không xác định
Nanogram/Liter
Thành phẩm
Microgram/Liter
Ngày_nƣớc máy
Ngƣỡng phát hiện
World Health Organization: Tổ chức y tế thế giới

xv


1

CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là vùng canh tác nông nghiệp trọng
điểm của cả nƣớc với trên 4,3 triệu ha đất canh tác lúa và hơn 750 ngàn ha đất
nuôi trồng thủy sản và cung cấp hơn 55% sản lƣợng lúa cả nƣớc (Niên giám

thống kê, 2016). Năm 2000, diện tích lúa ĐBSCL là hơn 3,9 triệu ha với sản
lƣợng 16,7 triệu tấn thì các năm 2005, 2010, 2015 dù diện tích lúa tăng không
đáng kể, dao động từ 0,97 – 1,09 lần nhƣng sản lƣợng lúa tăng rất cao, lần lƣợt
tăng 1,2, 1,3 và 1,5 lần (Niên giám thống kê, 2006, 2016). Để đạt đƣợc điều đó
ngoài cải tiến kỹ thuật canh tác thì các biện pháp thâm canh, tăng vụ đã đƣợc áp
dụng, tăng cƣờng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV), giúp kìm hãm sâu
bệnh, bảo vệ mùa màng. Đó là những lợi ích trƣớc mắt của thuốc BVTV mà
chúng ta có thể thấy đƣợc. Tuy nhiên, mặt trái của thuốc BVTV là sự tác động
tiêu cực đến sức khoẻ của ngƣời dân trồng lúa, tiêu diệt các loài thiên địch và các
sinh vật khác. Khi phun thuốc BVTV trên đồng ruộng thì có trên 50% lƣợng
thuốc rơi xuống đất và nƣớc (Lê Huy Bá và Lâm Minh Triết, 2005), làm ô nhiễm
môi trƣờng đất, nƣớc và gây độc cho sinh vật, đặc biệt là các loài cá sẽ chịu ảnh
hƣởng rất lớn. Mặc dù các nhóm thuốc BVTV đƣợc sử dụng phổ biến hiện nay
(lân hữu cơ, carbamate, cúc tổng hợp, …) không tồn tại lâu trong môi trƣờng
nhƣng có tính độc cấp tính rất cao cho động vật có xƣơng sống và không xƣơng
sống (Fulton and Key, 2001). Tổng hợp nhiều thông tin, Edwards et al., (1997)
cho rằng có nhiều nguyên nhân làm giảm sản lƣợng cá trong tự nhiên, bao gồm
việc thay đổi từ canh tác lúa một vụ/năm sang lúa nhiều vụ/năm, sử dụng thuốc
BVTV cũng nhƣ việc khai thác quá mức của con ngƣời …
Khi phun thuốc BVTV trên ruộng lúa, nông dân thƣờng hỗn hợp hai hoặc
nhiều loại thuốc nhằm tiết kiệm công phun thuốc và diệt đƣợc nhiều đối tƣợng
gây hại (Phạm Văn Toàn, 2013). Dù phun riêng lẻ từng hoạt chất hay hỗn hợp cho
cây trồng nhƣng sau cùng các hoạt chất này cùng tồn tại trong thành phần môi
trƣờng. Do đó, sinh vật trong thực tế thƣờng chịu tác động của nhiều độc chất
khác nhau. Sự phối trộn độc chất có thể làm (i) giảm (tác động đối kháng), (ii)
tăng (tác động hợp lực) hay (iii) không ảnh hƣởng đến độc tính so với trƣờng hợp
riêng lẻ (Trần Văn Hai, 2005; Zeliger, 2008).
1

Trong canh tác lúa ở ĐBSCL, thuốc BVTV hoạt chất Chlorpyrifos ethyl
(nhóm Lân hữu cơ) và Fenobucarb (nhóm Carbamate) thƣờng đƣợc sử dụng phổ
biến. Tuy nhiên kết quả từ những nghiên cứu gần đây cho thấy Chlorpyrifos ethyl
đƣợc sử dụng phổ biến hơn Fenobucarb (Phạm Văn Toàn, 2013). Theo nhà sản
xuất thì hai loại hoạt chất này có mục đích sử dụng khác nhau; hoạt chất
Fenobucarb chuyên trị rầy, bọ xít; hoạt chất Chlorpyrifos ethyl chuyên trị các loại
sâu đục thân, đục bẹ và sâu cuốn lá. Do đó, hai loại hoạt chất này luôn đƣợc sử
dụng trong canh tác lúa khi có các nhóm dịch hại xuất hiện (Phạm Hữu Nghị,
2012). Trong danh mục thuốc BVTV cho phép sử dụng năm 2016 có đến 775
hoạt chất với 1.678 tên thƣơng mại khác nhau. Trong đó có 159 tên thuốc có chứa
Chlorpyrifos Ethyl (dạng đơn chất và phối trộn) và 39 tên chứa hoạt chất
Fenobucarb (dạng đơn chất và phối trộn) (TT 03/2016/TT-BNNPTNT). Dạng
phối trộn hoạt chất Fenobucarb với Chlorpyrifos ethyl đƣợc sử dụng rất phổ biến,
trên thị trƣờng cũng có các sản phẩm phối trộn sẵn nhƣ: Visa 5GR, Rockfos
550EC, Babsac 600EC, 750EC, Fenfos 650EC, Super Kill Plus 550EC.
Cá lóc (Channa striata) sống ở nhiều loại hình thủy vực, trong đó có đồng
ruộng (Trƣơng Thủ Khoa và Trần Thị Thu Hƣơng, 1993), nơi mà thuốc BVTV
thƣờng xuyên đƣợc sử dụng. Vào mùa mƣa, cá thƣờng tìm đến đồng ruộng để
sinh sản (Amilhat and Lorenzen, 2005) nên chúng có nhiều cơ hội phơi nhiễm với
thuốc BVTV. Do đó, cá lóc là một trong những loài thủy sinh vật chịu nhiều tác
động bất lợi từ thuốc BVTV, rất thích hợp để chọn lựa cho nghiên cứu.
Enzyme Cholinesterase (ChE) có vai trò quan trọng trong điều tiết chức
năng bình thƣờng của quá trình truyền tín hiệu thần kinh qua các tế bào thần kinh
ở sinh vật sống. ChE rất nhạy cảm với thuốc BVTV gốc Lân hữu cơ và
Carbamate (Stenersen, 2004); khi ChE bị ức chế có thể ảnh hƣởng đến hoạt động
hô hấp, di chuyển, bắt mồi và gây chết sinh vật (Peakall, 1992). Hầu hết các loài
thủy sinh vật chết khi ChE bị ức chế hơn 70% (Fulton and Key, 2001; Aprea et
al., 2002) và ngƣỡng giới hạn sinh học cho phép ChE bị ức chế không quá 30%
mức bình thƣờng (Aprea et al., 2002). Đo hoạt tính ChE có thể giúp phát hiện
sớm ảnh hƣởng bất lợi của môi trƣờng đến sinh vật (Coppage et al., 1975;

Peakall, 1992; Cong et al., 2006). Do vậy, ChE có thể sử dụng làm chỉ thị cảnh
báo ô nhiễm và tác hại của ô nhiễm thuốc BVTV gốc Lân hữu cơ và Carbamate
đến sinh vật. Kỹ thuật tái kích hoạt khi ChE bị ức chế bởi lân hữu cơ bằng hoá chất
2


Pralidoxime (2-PAM) và phƣơng pháp pha loãng rồi ủ mẫu ở nhiệt độ và thời gian
thích hợp khi ChE bị ức chế bởi Carbamate đã đƣợc đề xuất áp dụng khi không có
sinh vật đối chứng (Rotenberg, 1995).
Trên thế giới, nhiều nghiên cứu trong điều kiện phòng thí nghiệm và ngoài
thực địa đã sử dụng ChE nhƣ chỉ dấu sinh học cảnh báo nhiễm bẩn thuốc BVTV
(Andresscu et al., 2006; Laetz et al., 2009;…). Những nghiên cứu bƣớc đầu ở Việt
Nam cho thấy có thể sử dụng ChE ở cá chép Cyprinus carpio, cá mè vinh Puntius
gonionotus (Đỗ Thị Thanh Hƣơng, 1999; Nguyễn Trọng Hồng Phúc et al., 2010), cá
lóc Channa striata (Cong et al., 2006, 2008), cá rô đồng Anabas testudineus (Ngô Tố
Linh, 2008; Nguyễn Khắc Du, 2010; Nguyen Thanh Tam et al., 2015) để đánh dấu
tác tác hại của nhiễm bẩn thuốc BVTV hoạt chất Diazinon, Acephate, Isoprocarb,
Fenobucarb,… Tuy nhiên, sự tác động của hỗn hợp thuốc BVTV đến ChE vẫn chƣa
đƣợc tìm hiểu nhiều. Do đó, luận án “Ảnh hƣởng của sử dụng kết hợp thuốc bảo vệ
thực vật hoạt chất Chlorpyrifos ethyl và Fenobucarb đến hoạt tính enzyme
Cholinesterase cá lóc (Channa striata)” đã đƣợc thực hiện.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
1.2.1. Mục tiêu tổng quát
Đánh giá ảnh hƣởng của việc hỗn hợp hoạt chất Chlorpyrifos ethyl với
Fenobucarb đến hoạt tính enzyme Cholinesterase ở não cá lóc và khả năng sử
dụng ChE ở cá lóc nhƣ phƣơng pháp sinh học để đánh giá sự phơi nhiễm của cá
lóc với các thuốc bảo vệ BVTV chứa hoạt chất này.
1.2.2 Mục tiêu cụ thể
Xác định nhạy cảm của enzyme cholinesterase ở não cá lóc (C. striata) với
Chlorpyrifos ethyl và Fenobucarb khi phơi nhiễm riêng lẻ và phối trộn để cảnh

báo nhiễm bẩn hai hoạt chất này trong môi trƣờng nƣớc.
Nghiên cứu khả năng áp dụng đo ChE ở não cá lóc nhƣ phƣơng pháp sinh
học để cảnh báo nhiễm bẩn thuốc BVTV chứa hoạt chất Chlorpyrifos ethyl và
Fenobucarb.
1.3 Nội dung nghiên cứu
Khảo sát tình hình sử dụng thuốc BVTV ở một số vùng chuyên canh lúa
Đồng bằng sông Cửu Long.
3


Xác định ảnh hƣởng riêng lẻ, hỗn hợp hoạt chất Chlorpyrifos ethyl và
Fenobucarb đến hoạt tính enzyme Cholinesterase ở não cá Lóc điều kiện phòng
thí nghiệm.
Xác định ảnh hƣởng riêng lẻ, hỗn hợp hoạt chất Chlorpyrifos ethyl và
Fenobucarb đến hoạt tính enzyme Cholinesterase ở não cá Lóc trên đồng ruộng.
Xác định kỹ thuật tái kích hoạt enzyme Cholinesterase nhƣ phƣơng pháp
sinh học để cảnh báo nhiễm bẩn thuốc BVTV Lân hữu cơ và Carbamate.
1.4 Phạm vi và đối tƣợng nghiên cứu
Nghiên cứu đƣợc thực hiện với 2 hoạt chất Fenobucarb và Chlorpyrifos
ethyl tác động đến hoạt tính enzyme Cholinesterase trong não cá lóc ở các mức
nồng độ dƣới ngƣỡng gây chết ở điều kiện phòng thí nghiệm (nhà thí nghiệm
Khoa Môi trƣờng và tài nguyên thiên nhiên, Đại học Cần Thơ) và ngoài đồng
ruộng (xã Tân Long, huyện Phụng Hiệp, tỉnh Hậu Giang).
1.5 Ý nghĩa của luận án
Kết quả nghiên cứu của luận án cho thấy việc hỗn hợp thuốc BVTV hoạt
chất Fenobucarb với Chlorpyrifos ethyl dù không làm tăng hay giảm tính ảnh
hƣởng đến ChE ở não cá lóc nhƣng kéo dài thời gian ức chế cao hoạt tính ChE ở
cá lóc hơn trƣờng hợp từng đơn chất. Qua đó cho thấy thói quen hỗn hợp thuốc
khi sử dụng góp phần đe dọa đến cá lóc nói riêng và thủy sinh vật nói chung.
Kết quả nghiên cứu khẳng định thêm đo ChE ở cá lóc có thể xem nhƣ

phƣơng pháp sinh học nhận ra ảnh hƣởng của nhiễm bẩn thuốc BVTV lân hữu cơ
và carbamate đến cá lóc.
1.6 Điểm mới của luận án
Luận án cập nhật thêm thông tin về các loại thuốc BVTV đƣợc sử dụng
phổ biến ở một số vùng chuyên canh lúa ở ĐBSCL. Luận án cũng cho thấy khi
phối trộn thuốc BVTV Chlorpyrifos ethyl và Fenobucarb làm kéo dài thời gian
ảnh hƣởng nghiêm trọng đến ChE cá lóc hơn trƣờng hợp đơn lẻ. Kết quả nghiên
cứu cho thấy ChE trong não cá lóc rất nhạy cảm với thuốc BVTV Chlorpyrifos
ethyl và Fenobucarb và có thể sử dụng để cảnh báo nhiễm bẩn và tác hại thuốc
BVTV đến cá lóc nói riêng và thủy sinh vật nói chung.
4


2

CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Tình hình sử dụng thuốc bảo vệ thực vật
2.1.1 Tình hình sử dụng thuốc BVTV trên thế giới
Trên thế giới, thuốc BVTV đƣợc sử dụng rất nhiều với khoảng hơn 2,2 triệu
tấn/năm với 45% sử dụng ở Châu Âu, 25% sử dụng ở Mỹ và hơn 25% lƣợng thuốc
này đƣợc sử dụng ở các quốc gia đang phát triển - nơi 99% số ngƣời chết do ngộ độc
thuốc BVTV so với các nƣớc. Trong đó, thuốc trừ cỏ đƣợc sử dụng nhiều nhất
(47,5%), kế đến là thuốc trừ sâu (29,5%), thuốc trừ nấm bệnh (17,5%) và 5,5% còn
lại là các loại thuốc BVTV khác (www.who.int/ceh, Arnab et al., 2014).
Xét về chi phí thuốc BVTV, hằng năm trên toàn thế giới phải chi ra một
lƣợng tiền rất lớn và có xu hƣớng gia tăng theo thời gian. Chi phí thuốc bảo vệ thực
vật trên thế giới từ 18,5 tỷ đô la (1988), tăng lên 37,7 tỷ đô la (1995) và hơn 39,4 tỷ
đô la (2007) và tăng lên đến 55,9 tỷ đô la vào năm 2012. Trong đó, thuốc diệt cỏ
chiếm phần lớn nhất trong tổng chi phí (khoảng 39 - 44%), kế đến là thuốc trừ sâu

(dao động từ 28 – 33%), thuốc trừ bệnh (dao động từ 17 – 23%) và thuốc khác (từ 6
– 9%) (EPA, 1990, 1997, 2004, 2011, 2017). Thị trƣờng thuốc BVTV ở Mỹ cũng có
kết quả tƣơng tự, chi phí tăng dần theo các năm nhƣng đến năm 2012 thì giảm so với
các năm trƣớc (Bảng 2.1).
Bảng 2.1: Ƣớc tính chi phí sử dụng thuốc BVTV trên thị trƣờng thế giới và Mỹ (đơn

vị tính: triệu đôla)
Thị trƣờng

Loại thuốc BVTV
1988
1995
2001
2007
2012
Trừ cỏ
7.700 16.237
14.118 15.512 24.727
Trừ sâu
6.100 12.465
8.763 11.158 16.023
Trừ nấm
3.500
6.355
6.027
9.216 14.565
Thế giới
Thuốc khác
1.200
2.639

2.848
3.557
606
Tổng
18.500 37.696
31.756 39.443 55.921
Trừ cỏ
2.770
6.276
6.410
5.856
5.115
Trừ sâu
1.200
3.552
3.124
4.337
2.184
Trừ nấm
580
798
835
1.375
Mỹ
1.430
Thuốc khác
420
690
721
886

137
Tổng
4.970 11.316
11.090 12.454
8.866
(Nguồn: EPA, Pesticides Industry Sales and Usage 1990, 1997, 2004, 2011, 2017)

Xét về lƣợng thuốc sử dụng, trên toàn thế giới có xu hƣớng giảm nhẹ khối
lƣợng hoạt chất thuốc BVTV sử dụng giữa các năm 1995, 2001 và 2007 (riêng năm

5


1988 thiếu dữ liệu báo cáo) và gia tăng năm 2012. Lƣợng sử dụng thuốc BVTV ở thị
trƣờng nƣớc Mỹ cũng có kết quả tƣơng tự (Bảng 2.2). Tuy nhiên, khối lƣợng hoạt
chất thuốc BVTV lại thay đổi giữa các nhóm thuốc BVTV; tỷ lệ của thuốc trừ cỏ,
trừ sâu, trừ bệnh và các loại thuốc khác năm 1995 lần lƣợt là 39%, 26%, 10% và
25% nhƣng đến năm 2007 thì tỷ lệ này là 40%, 17%, 10% và 33% và đến năm 2012
thì tỷ lệ này là 49%, 18%, 14% và 19%. Qua đó, ta thấy có sự giảm số lƣợng thuốc
trừ sâu nhƣng có sự gia tăng các nhóm thuốc khác (trừ cỏ, trừ chuột, mối mọt, thuốc
kích thích tăng trƣởng,…). Điều này cũng phản ánh đúng xu hƣớng sử dụng đối với
thị trƣờng thuốc BVTV nƣớc Mỹ.
Bảng 2.2: Ƣớc tính khối lƣợng hoạt chất thuốc BVTV sử dụng trên thế giới và Mỹ
(đơn vị tính: triệu pound hoạt chất)
Thị trƣờng

Thế giới

Mỹ

Loại thuốc BVTV
Trừ cỏ
Trừ sâu
Trừ bệnh
Thuốc khác
Tổng
Trừ cỏ
Trừ sâu
Trừ bệnh
Thuốc khác
Tổng

1988
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
660
268
132
70
1.130

1995
2.210
1.500
550
1.450
5.710

556
137
77
452
1.222

2001
1.870
1.232
475
1.469
5.046
553
105
73
472
1.203

2007
2.096
892
518
1.705
5.211
531
93
70
439
1.133

2012
2.847
1.065
779
1.11
5.821
678
64
105
435
1.282

(Nguồn: EPA, Pesticides Industry Sales and Usage 1990, 1997, 2004, 2011, 2017)

Theo Abhilash (2011), Ấn Độ là nƣớc sản xuất thuốc BVTV lớn nhất ở châu
Á và đứng thứ mƣời hai trên thế giới về việc sử dụng thuốc BVTV. Mặc dù lƣợng
thuốc BVTV sử dụng thấp hơn rất nhiều so với các nƣớc khác nhƣng vấn đề ô
nhiễm thuốc trừ sâu là nghiêm trọng. Có hơn 234 hoạt chất, 500 tên thƣơng mại
thuốc BVTV đã đăng ký và có hơn 125 nhà sản xuất quy mô lớn và vừa. Việc sử
dụng thuốc BVTV từ 2005 - 2010 là rất lớn với nhiều hoạt chất khác nhau (Hình
2.1) và Ấn Độ là một trong số ít các quốc gia vẫn còn sử dụng một số loại thuốc trừ
sâu Chlor hữu cơ nhƣ DDT và Lindane (Abhilash and Singh, 2009; Vijgen et al.,
2011). Tuy lƣợng thuốc BVTV sử dụng ít hơn so với các nƣớc khác, vấn đề ô nhiễm
thuốc BVTV ở Ấn Độ vẫn xảy ra chủ yếu là do: (i) thiếu đào tạo trong việc sử dụng
thuốc BVTV và các kỹ thuật ứng dụng thích hợp; (ii) sự thiếu hiểu biết về những tác
động môi trƣờng của các thuốc BVTV; (iii) phối trộn không phù hợp các loại thuốc

6

BVTV với nhau và (iv) sử dụng lặp đi lặp lại nhiều lần của cùng các loại thuốc
BVTV (Abhilash and Singh, 2009).

(Nguồn: Abhilash, P.C, 2011)

Hình 2.1: Lƣợng thuốc BVTV sử dụng ở Ấn Độ giai đoạn 2005 – 2010
Theo Apiwat et al., (2015), Thái lan có xu hƣớng gia tăng nhập khẩu thuốc
trừ sâu từ 110.000 tấn (năm 2007) lên 172.000 tấn (năm 2013). Thuốc trừ cỏ nhập
khẩu cao nhất (tỷ lệ 62-79%), kế đến là thuốc trừ sâu (12 - 23%) và thuốc trừ bệnh
(5 - 11%). Có khoảng 49.000 đến 61.000 trƣờng hợp nhiễm độc thuốc BVTV mỗi
năm với tỷ lệ bệnh tật từ 76,4 – 96,6 ngƣời trên 100.000 dân. Trong nhóm 10 thuốc
trừ sâu nhập khẩu nhiều nhất năm 2013, Chlorpyrifos đƣợc nhập khẩu nhiều nhất
(1.193.000 kg hoạt chất), kế đến là các hoạt chất nhƣ Cartap Hydrochloride,
Carbaryl,…. Dạng hỗn hợp Chlorpyrifos và Cypermethrin (263.009 kg hoạt chất) và
hoạt chất Fenobucarb (215.289 kg hoạt chất) cũng đƣợc nhập khẩu với lƣợng lớn,
xếp thứ 8 và 9 trong bảng xếp hạng.
2.1.2 Tình hình sử dụng thuốc BVTV ở Việt Nam và Đồng Bằng Sông Cửu Long

2.1.2.1 Tình hình sử dụng thuốc BVTV ở Việt Nam
Năm 1957, thuốc BVTV đƣợc sử dụng ở Việt Nam khoảng 100 tấn/năm và
những năm gần đây đã tăng lên đáng kể cả về khối lƣợng lẫn chủng loại. Vào cuối
thập niên 1980, số lƣợng thuốc BVTV sử dụng là 10.000 tấn/năm; đầu thập niên
1990 đã tăng lên 2 - 3 lần, số lƣợng thuốc BVTV là 21.600 tấn vào năm 1990 (Dung
7


and Dung, 1999; Berg, 2001) và dao động trong khoảng từ 20.300 tấn đến 48.288
tấn từ năm 1991đến 2004 (Phạm Văn Toàn, 2013) và tăng mạnh đến 103.612 tấn ở
năm 2012 và 116.582 tấn năm 2014 (Tổng cục Môi trƣờng, 2015) (Bảng 2.3).
Bảng 2.3: Tình hình nhập khẩu hóa chất BVTV tại Việt Nam gần đây

Năm
2010
2011
2012
2013
2014

Tổng
khối
lƣợng
(Tấn TP)
72.560
85.084
103.612
90.201
116.582

Thuốc trừ sâu
Tên TP
18.648
15.976
20.515
18.401
33.343

Thuốc trừ bệnh

Tỷ lệ
%
25,7

18,7
19,8
20,4
28,6

Thuốc trừ cỏ

Tỷ lệ
Tỷ lệ
Tên TP
%
%
19.954
27,5
28.153
38,8
19.270
22,6
38.018
44,6
24.067
23,2
46.469
44,8
20.926
23,2
20.927
23,2
42.577
36,3

30.603
26,3
(Nguồn:Tổng cục Môi Trường, 2015)

Tên TP

Số lƣợng hoạt chất BVTV đƣợc phép sử dụng cũng tăng dần theo thời gian
(Bảng 2.4). Trong thời gian 10 năm từ 2007 đến 2016 số tên hoạt chất thuốc trừ sâu
tăng 2,94 lần, thuốc trừ bệnh tăng 2,84 lần, trừ cỏ tăng 1,81 lần, một số nhóm khác
có tăng nhƣng không nhiều.
Bảng 2.4: Số lƣợng hoạt chất đƣợc phép sử dụng ở Việt Nam từ 2007 - 2016
Số lƣợng hoạt chất đƣợc phép sử dụng trong nông nghiệp

Tên thuốc BVTV
Trừ sâu
Trừ bệnh
Trừ cỏ
Trừ chuột
Điều hòa sinh
trƣởng
Dẫn dụ côn trùng
Trừ ốc
Chất hỗ trợ
Tổng

2007
264
214
125
13

2008
292
221
130
13

2009
365
264
151
11

2010
437
307
160
11

2011
542
374
169
10

2012
662
468
195
10

2013
745
552
217
10

2015
769
607
223
10

2016
775
608
227
10

40

44

47

49

48

49

52

51

50

4
11
4
675

5
15
4
724

5
18
4
865

6
19
5
994

8
20
5

1.176

8
8
8
8
21
25
26
27
5
5
5
5
1.418 1.614 1.699 1.710
(Nguồn: www.ppd.gov.vn)

Bên cạnh sự gia tăng về số lƣợng hoạt chất thuốc BVTV thì tên thƣơng phẩm
cũng không ngừng gia tăng (Bảng 2.5). Năm 2016 có tổng cộng 3.998 tên thƣơng
phẩm thuốc BVTV của 1.710 hoạt chất thuốc BVTV và các dạng phối trộn đƣợc
phép sử dụng (www.ppd.gov.vn).
8