Ảnh hưởng của thuốc bảo vệ thực vật tới môi trường và sức khỏe của con người

MỤC LỤC I. MỞ ĐẦU 5 II. NỘI DUNG 5 Chương 1: Tổng quan về thuốc bảo vệ thực vật 5 1.1 Khái niệm 5 1.2. Phân loại 5 1.2.1. Phân loại theo mục đích sử dụng 5 1.2.2. Phân loại theo nguồn gốc sản xuất và cấu trúc hoá học 6 1.2.3. Phân loại nhóm độc theo tổ chức Y tế thế giới (TCYTTG) 7 1.2.4. Phân loại theo độ bền vững 8 1.3. Tình hình sử dụng thuốc BVTV ở Việt Nam 8 1.4. Điều kiện để thuốc BVTV gây độc cho dịch hại 9 1.5. Các quá trình tồn lưu và phân hủy của thuốc BVTV 9 1.5.1. Sự bay hơi 10 1.5.2. Sự quang phân (bị ánh sáng phân huỷ) 10 1.5.3. Sự cuốn trôi và lắng trôi 10 1.5.4. Hoà loãng sinh học 10 1.5.5. Chuyển hoá thuốc trồng cây 10 1.5.6. Phân huỷ do vi sinh vật đất (VSV) 11 1.6. Những nhân tố liên quan đến độ độc của thuốc BVTV 11 1.6.1. Liên quan giữa đặc tính của chất độc với độ độc của chúng 11 1.6.2. Liên quan giữa đặc điểm của sinh vật với độ độc của thuốc BVTV 14 1.6.3. Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh đến độ độc của thuốc BVTV 15 Chương 2: Tác động của thuốc BVTV 15 2.1. Cơ chế tác động của thuốc BVTV 15 2.2. Tác động của thuốc BVTV đến cây trồng 16 2.3. Tác động của thuốc BVTV đến côn trùng 18 2.3.1. Cơ chế tác động 18 2.3.2. Các con đường xâm nhập của thuốc BVTV vào cơ thể côn trùng 19 2.3.3. Khả năng kháng thuốc của sâu bệnh 19 2.4. Tác động của thuốc BVTV đến môi trường 21 2.4.1. Ảnh hưởng tới môi trường đất 21 2.4.2. Ảnh hưởng tới môi trường nước 23 2.4.3. Ảnh hưởng tới môi trường không khí 24 2.5. Ảnh hưởng tới sinh vật 25 2.6. Ảnh hưởng của thuốc BVTV tới sức khỏe con người 25 2.6.1. Các ảnh hưởng tới mắt 27 2.6.2. Các ảnh hưởng tới da 27 2.6.3. Ảnh hưởng tới đường hô hấp 27 2.6.4. Ảnh hưởng hệ thống tim mạch 28 2.6.5. Các ảnh hưởng tới đường ruột qua đường ăn uống 28 2.6.6. Ảnh hưởng thần kinh 28 2.6.7. Ảnh hưởng tới các thành phần máu 29 Chương 3: Nguyên nhân và biện pháp khắc phục và cách xử lí 31 3.1. Nguyên nhân 31 3.2. Biện pháp ngăn ngừa và giảm thiểu thuốc BVTV 32 3.3. Biện pháp xử lý thuốc BVTV 33 3.3.1. Phân huỷ bằng tia cực tím (UV) hoặc bằng ánh sáng mặt trời 33 3.3.2. Phá huỷ bằng vi sóng Plasma 33 3.3.3. Biện pháp ozon hoáUV 34 3.3.4. Biện pháp oxy hoá bằng không khí ướt 34 3.3.5. Biện pháp oxy hoá ở nhiệt độ cao 34 3.3.6. Biện pháp xử lý tồn dư thuốc BVTV bằng phân huỷ sinh học 35 III. KẾT LUẬN 36

MỤC LỤC

I MỞ ĐẦU 5

II NỘI DUNG 5

Chương 1: Tổng quan về thuốc bảo vệ thực vật 5

1.1 Khái niệm 5

1.2 Phân loại 5

1.2.1 Phân loại theo mục đích sử dụng 5

1.2.2 Phân loại theo nguồn gốc sản xuất và cấu trúc hoá học 6

1.2.3 Phân loại nhóm độc theo tổ chức Y tế thế giới (TCYTTG) 7

1.2.4 Phân loại theo độ bền vững 8

1.3 Tình hình sử dụng thuốc BVTV ở Việt Nam 8

1.4 Điều kiện để thuốc BVTV gây độc cho dịch hại 9

1.5 Các quá trình tồn lưu và phân hủy của thuốc BVTV 9

1.5.1 Sự bay hơi 10

1.5.2 Sự quang phân (bị ánh sáng phân huỷ) 10

1.5.3 Sự cuốn trôi và lắng trôi 10

1.5.4 Hoà loãng sinh học 10

1.5.5 Chuyển hoá thuốc trồng cây 10

1.5.6 Phân huỷ do vi sinh vật đất (VSV) 11

1.6 Những nhân tố liên quan đến độ độc của thuốc BVTV 11

1.6.1 Liên quan giữa đặc tính của chất độc với độ độc của chúng 11

1.6.2 Liên quan giữa đặc điểm của sinh vật với độ độc của thuốc BVTV 14

1.6.3 Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh đến độ độc của thuốc BVTV 15

Chương 2: Tác động của thuốc BVTV 15

2.1 Cơ chế tác động của thuốc BVTV 15

2.2 Tác động của thuốc BVTV đến cây trồng 16

2.3 Tác động của thuốc BVTV đến côn trùng 18

2.3.1 Cơ chế tác động 18

2.3.2 Các con đường xâm nhập của thuốc BVTV vào cơ thể côn trùng 19

2.3.3 Khả năng kháng thuốc của sâu bệnh 19

2.4 Tác động của thuốc BVTV đến môi trường 21

2.4.1 Ảnh hưởng tới môi trường đất 21

2.4.2 Ảnh hưởng tới môi trường nước 23

2.4.3 Ảnh hưởng tới môi trường không khí 24

2.5 Ảnh hưởng tới sinh vật 25

2.6 Ảnh hưởng của thuốc BVTV tới sức khỏe con người 25

2.6.1 Các ảnh hưởng tới mắt 27

2.6.2 Các ảnh hưởng tới da 27

2.6.3 Ảnh hưởng tới đường hô hấp 27

2.6.4 Ảnh hưởng hệ thống tim mạch 28

2.6.5 Các ảnh hưởng tới đường ruột qua đường ăn uống 28

2.6.6 Ảnh hưởng thần kinh 28

2.6.7 Ảnh hưởng tới các thành phần máu 29

Chương 3: Nguyên nhân và biện pháp khắc phục và cách xử lí 31

3.1 Nguyên nhân 31

3.2 Biện pháp ngăn ngừa và giảm thiểu thuốc BVTV 32

3.3 Biện pháp xử lý thuốc BVTV 33

3.3.1 Phân huỷ bằng tia cực tím (UV) hoặc bằng ánh sáng mặt trời 33

3.3.2 Phá huỷ bằng vi sóng Plasma 33

3.3.3 Biện pháp ozon hoá/UV 34

3.3.4 Biện pháp oxy hoá bằng không khí ướt 34

3.3.5 Biện pháp oxy hoá ở nhiệt độ cao 34

3.3.6 Biện pháp xử lý tồn dư thuốc BVTV bằng phân huỷ sinh học 35

III KẾT LUẬN 36

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Bệnh thối gốc của cây………17

Hình 2.2 Bệnh rụng lá……… 17

Hình 2.3 Cây lúa bị nhiễm độc……….18

Hình 2.4 Bệnh đốm lá trên cây bắp……… 18

Hình 2.5 Một số loại sâu bệnh có thể chống chịu thuốc……….20

Hình 2.6 Đường truyền của thuốc BVTV đến môi trường……… 21

Hình 2.7Ảnh hưởng của thuốc BVTV tới môi trường nước……… 23

Hình 2.8Ảnh hưởng của thuốc BVTV tới môi trường không khí……… 25

Hình 2.9 Thuốc BVTV liên quan đến một loạt các tác động đối với sức khỏe con người do ô nhiễm………26

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Phân loại nhóm độc theo TCYTTG……….… 7Bảng 1.2 Lượng thuốc trừ sâu được sử dụng ở Việt Nam từ năm 1990 – 1996 ….………… 9Bảng 1.3 Sự thay thế nhóm làm thay đổi độ độc của hợp chất……… 12Bảng 2.1 Các triệu chứng khi bị nhiễm độc bởi thuốc BVTV……….29

I MỞ ĐẦU

Việt Nam là nước sản xuất nôngnghiệp, với khí hậu nhiệt đới nóng và ẩm thuận lợi cho sựphát triển của cây trồng nông nghiệp, nhưng cũng rất thuận lợi cho sự phát sinh, phát triểncủa sâu bệnh, cỏ dại gây hại mùa màng Do vậy việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV)để phòng trừ sâu hại, dịch bệnh bảo vệ mùa màng, giữ vững an ninh lương thực quốc gia vẫn

là một biện pháp quan trọng và chủ yếu Các hóa chất thuốc BVTV đã được sử dụng rộng rãiở nước ta từ đầu những năm 1960 để tiêu diệt sâu bọ, côn trùng gây bệnh, bảo vệ mùa màng.Từ đó đến nay, thuốc BVTV vẫn gắn liền với tiến bộ sản xuất công nghiệp, quy mô, số lượng,chủng loại ngày càng tăng Đã có hơn 100 loại thuốc được đăng kí sử dụng ở nước ta Ngoàimặt tích cực của thuốc BVTV là tiêu diệt các sinh vật gây hại cây trồng, bảo vệ sản xuất, nócòn gây nhiều hậu quả nghiêm trọng như phá vỡ quần thể sinh vật trên đồng ruộng, tiêu diệtcác loại sâu bọ có ích (thiên địch), tiêu diệt các loài thủy sinh sống dưới nước, xua đuổi chimchóc, phần tồn dư của thuốc BVTV trên các sản phẩm nông nghiệp, rơi xuống nước bề mặt,ngấm vào đất, di chuyển vào nước ngầm, phát tán theo gió gây ô nhiễm môi trường, ảnhhưởng tới sức khỏe con người.Vì vậy,việc đưa ra các công cụ quản lý ảnh hưởng thuốcBVTV trong môi trường là điều rất cần thiết Đó là lý do nhóm chọn đề tài “Ảnh hưởng củathuốc bảo vệ thực vật tới môi trường và sức khỏe của con người”

II NỘI DUNG

Chương 1: Tổng quan về thuốc bảo vệ thực vật

1.1 Khái niệm

Thuốc bảo vệ thực vật (TBVTV) là nông dược là những chất độc có nguồn gốc từ tự nhiênhay hóa chất tổng hợp được dùng để bảo vệ cây trồng và nông sản, chống lại sự phá h oại củanhững sinh vật gây hại đến tài nguyên thực vật Những sinh vật gây hại chính gồm sâu hại,bệnh hại, cỏ dại, chuột và các tác nhân khác

1.2 Phân loại

Phân loại thuốc bảo vệ thực vật, có nhiều cách phân loại thuốc BVTV, trong đó có bốn cáchphân loại chủ yếu sau đây

1.2.1 Phân loại theo mục đích sử dụng

* Nhóm các chất trừ sâu, trừ nhện, trừ côn trùng gây hại

+ Nhóm các chất trừ sâu có chứa Clo: DDT, Clodan

+ Nhóm các chất trừ sâu có chứa phốt pho: Wophatox, Diazinon, Malathion, Monitor + Nhóm các hợp chất cacbamat: Sevin, Furadan, Mipcin, Bassa.

+ Nhóm các hợp chất sinh học: Pyrethroid, Permetrin

* Nhóm các chất trừ nấm, trừ bệnh, trừ vi sinh vật gây hại

+ Các hợp chất chứa đồng

+ Các hợp chất chứa lưu huỳnh

+ Các hợp chất chứa thuỷ ngân

+ Một số loại khác

* Nhóm các chất trừ cỏ dại, làm rụng lá, kích thích sinh trưởng

+ Các hợp chất chứa Phênol (2,4- D)

+ Các hợp chất của axits propyoníc (Dalapon)

+ Các dẫn xuất của cacbamat (ordram)

+ Triazin

* Nhóm các chất diệt chuột và động vật gặm nhấm: Photphua kẽm và Warfarin

1.2.2 Phân loại theo nguồn gốc sản xuất và cấu trúc hoá học

* Thuốc BVTV có nguồn gốc hữu cơ

+ Nhóm các chất trừ sâu có chứa Clo: DDT, Clodan

+ Nhóm các chất trừ sâu có chứa phốt pho: Wophatox, Diazinon, Malathion,

+ Nhóm các hợp chất cacbamat: Sevin, Furadan, Mipcin, Bassa…

+ Các chất trừ sâu thuỷ ngân hữu cơ

+ Các dẫn xuất của hợp chất nitro

+ Các dẫn xuất của urê

+ Các dẫn xuất của axít propioníc

+ Các dẫn xuất của axít xyanhydríc

* Thuốc BVTV có nguồn gốc vô cơ

+ Các hợp chất chứa đồng

+ Các hợp chất chứa lưu huỳnh

+ Các hợp chất chứa thuỷ ngân

+ Một số loại khác

+ Các chất trừ sâu có nguồn gốc thực vật là ancaloid, thực vật có chứa nicotin, anabazin,pyrethroid

1.2.3 Phân loại nhóm độc theo tổ chức Y tế thế giới (TCYTTG)

Các chuyên gia về độc học đã nghiên cứu ảnh hưởng của chất độc lên cơ thể động vật ởcạn (chuột nhà) và đã đưa ra 5 nhóm độc theo tác động của độc tố tới cơ thể qua miệng và danhư sau

Bảng 1.1 Phân loại nhóm độc theo TCYTTG

Vạch màu

LD50 đối với chuột (mg/kg)

Vàng > 50-500 >

200-2000

> 1000

100-4000

Xanhnướcbiển

Xanh lá

cây

>2000 >3000 >1000 >4000

( Theo WHO: World Health Organezation, 1992)

Ghi chú: LD50 là ký hiệu chỉ độ độc cấp tính của thuốc qua đường miệng qua da Trị số của

nó là liều gây chết trung bình được tính bằng miligam (mg) hoạt chất có thể gây chết 50% sốđộng vật thí nghiệm (tính bằng kg) khi tổng lượng thể trọng của số động vật trên bị cho uốnghết hoặc bị phết vào da Giá trị LD50 càng nhỏ thì hoá chất đó càng độc

1.2.4 Phân loại theo độ bền vững

Các hoá chất BVTV có độ bền vững rất khác nhau, nhiều chất có thể lưu đọng trong môi trường đất, nước, không khí và trong cơ thể động, thực vật Do vậy các hoá chất BVTV cóthể gây những tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến sức khoẻ con người Dựa vào độ bềnvững của chúng, có thể sắp xếp chúng vào các nhóm sau:

- Nhóm chất không bền vững: Nhóm này gồm các hợp chất phốt pho hữu cơ, cacbamat.Các hợp chất nằm trong nhóm này có độ bền vững kéo dài trong vòng từ 1- 12 tuần

- Nhóm chất bền vững trung bình: Các hợp chất nhóm này có độ bền vững từ 1- 18 tháng.Điển hình là thuốc diệt cỏ 2,4-D (thuộc loại hợp chất có chứaphennol)

- Nhóm chất bền vững: các hợp chất nhóm này có độ bền vững từ 2- 5 năm Thuộc nhómnày là các loại thuốc trừ sâu đã bị cấm sử dụng ở Việt Nam là DDT, 666 (C6H6Cl6), Đó làcác hợp chất Clo bền vững

-Nhóm chất rất bền vững: Đó là các hợp chất kim loại hữu cơ, loại chất này có chứa cáckim loại nặng như Thuỷ ngân (Hg), asen (As) Các kim loại nặng Hg và As không bị phânhuỷ theo thời gian, chúng đã bị cấm sử dụng ở Việt Nam

1.3 Tình hình sử dụng thuốc BVTV ở Việt Nam

Thống kê của Viện Bảo Vệ Thực Vật Việt Nam, năm 1990 lượng thuốc bảo vệ thực vật từ10.300 tấn lên 33.000 tấn, đến năm 2003 tăng lên 45.000 tấn và năm 2005 là 50.000 tấn.Theo số liệu thống kê của Bộ Tài nguyên & Môi trường, toàn quốc hiện có trên 1.153 điểmtồn lưu hóa chất bảo vệ thực vật, bao gồm 289 kho lưu giữ và 864 khu vực ô nhiễm môitrường do hóa chất BVTV tồn lưu ở 39 tỉnh Tại 25 tỉnh, qua khảo sát đã tìm thấy khoảng 70tấn hóa chất BVTV tồn lưu trên mặt đất và ước tính khoảng 150 tấn trên cả nước Tuy nhiên,điều đáng lo ngại hơn cả là số tồn dư hóa chất BVTV đã được tìm thấy ở các điểm chôn lấplẫn với đất trên cả nước có số lượng ước tính tới 1.140 tấn Các kho lưu trữ đã xuống cấpnghiêm trọng, hệ thống thoát nước tại các kho chứa hầu như không có nên khi mưa lớn tạothành dòng mặt rửa trôi hóa chất BVTV tồn đọng gây ô nhiễm nước ngầm, nước mặt và ônhiễm đất diện rộng, gây ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe và cuộc sống người dân

Bảng 1.2 Lượng thuốc trừ sâu được sử dụng ở Việt Nam từ năm 1990-1996

Khối lượng Tỷ lệ (%)

(triệu USD)

1.4 Điều kiện để thuốc BVTV gây độc cho dịch hại

* Để có thể gây độc, thuốc BVTV phải

- Tiếp xúc trực tiếp với cơ thể dịch hại

- Xâm nhập được vào bên trong cơ thể dịch hại

- Dịch chuyển đến các cơ quan các trung tâm sống nhất định

- Đủ liều lượng gây độc cần thiết (mg/kg)

- Lưu lại trong cơ thể dịch hại một thời gian nhất định

1.5 Các quá trình tồn lưu và phân hủy của thuốc BVTV

Thuốc BVTV bằng nhiều con đường khác nhau, chúng sẽ bị chuyển hoá và mất dần Sựmất đi của thuốcBVTV có thể xảy ra do các yếu tố sinh học và phi sinh học sau đây:

1.5.1 Sự bay hơi

Dựa theo khả năng bay hơi, các thuốc BVTV được chia thành 2 nhóm: bay hơi và khôngbay hơi Tốc độ bay hơi của một loại thuốc phụ thuộcvào áp suất hơi; dạng hợp chất hoáhọcvà điều kiện thời tiết ( gió to, nhiệt độ cao dễ làm cho thuốc bay hơi mạnh)

1.5.2 Sự quang phân (bị ánh sáng phân huỷ)

- Nhiều thuốc BVTV dễ bị phân huỷ khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, nhất là tia tử ngoại

- VD: Các thuốc trừ sâu Permethrin thuộc nhóm pyrethroid dễ bị ánh sáng phân huỷ.Thuốc trừ cỏ 2,4-D bị ánh sáng phân huỷ tạo sản phẩm cuối cùng là acid humic

1.5.3 Sự cuốn trôi và lắng trôi

- Sự cuốn trôi là hiện tượng thuốc BVTV bị cuốn từ trên lá xuống đất do tác dụng củanước mưa hay nước tưới, hay thuốc ở trên mặt đất cuốn theo dòng chảy đi nơi khác

- Sự lắng trôi là hiện tượng thuốc BVTV bị kéo xuống lớp đất sâu bởi nhiều yếu tố

- Cả hai quá trình này phụ thuộc trước hết vào lượng nướcmưa hay nước tưới, đặc điểmcủa thuốc và đặc điểm của đất

1.5.4 Hoà loãng sinh học

Sau khi phun thuốc,hoặc sau khi thuốc vào cây, cây trồng vẫn tiếp tục sinh trưởng và pháttriển, diện tích lá tăng,chồi mới xuất hiện, khối lượng chất xanh trong cây vẫn tăng Nếulượng thuốc BVTVở trên cây không bị phân huỷ thì tỷ lệ % lượng thuốc trong cây vẫn bịgiảm Sự hoà loãng sinh học sẽ giảm khả năng bảo vệcủa thuốc, nhưng cũng làm giảm lượngchất độc có trong sản phẩm, giảm nguy cơ gây độc cho người và gia súc Trên những cây non

có tốc độ sinh trưởng mạnh, độ hoà loãng của thuốc càng nhanh

1.5.5 Chuyển hoá thuốc trồng cây

- Dưới tác dụng của men, các thuốc BVTV ở trong cây bị chuyển hoá theo nhiều cơ chế Các phân tử thuốc có thể bịchuyển hoá thành những hợp chất mới có cấu trúc đơn giản hay phức tạp hơn,nhưng đều mất (giảm hoặc tăng) hoạt tính sinh học ban đầu

- Các thuốc trừ sâu, trừ nấm lân hữu cơ bị phân giải qua từng bước và sản phẩm cuối cùng

là acid phosphoric không độcvới nấm bệnh và côn trùng

- Thuốc trừ cỏ 2,4-DB ở trong cây cỏ 2 lá mầm chỉ có thể diệt cỏ khi chúng bị oxi hoáthành 2,4-D Thuốc 2,4-DB sẽ không diệt được những loài thực vật không có khả năng này

1.5.6 Phân huỷ do vi sinh vật đất (VSV)

Tập đoàn vi sinh vật đất rất phức tạp, trong đó có nhiều loài có khả năng phân huỷ các chấthoá học Một loại thuốc BVTV bị một hay một số loài VSV phân huỷ (Brown, 1978) Thuốctrừ cỏ 2,4-D bị 7 loài vi khuẩn, 2 loài xạ khuẩn phân huỷ

1.6 Những nhân tố liên quan đến độ độc của thuốc BVTV

1.6.1 Liên quan giữa đặc tính của chất độc với độ độc của chúng

* Liên quan giữa cấu tạo, tính chất hóa học đến độ độc của thuốc

+ Trong phân tử chất độc thường có những gốc sinh độc quyết định đến độ độc của thuốc

đó Các gốc sinh độc có thể chỉ là một nguyên tử hay một loại nguyên tố (như Hg, Cu trongcác hợp chất chứa thuỷ ngân haychứa đồng); hoặc cũng có thể là một nhóm các nguyên tố(như gốc -CN có trong các hợp chất xianamit; hay gốc -P=O (S) trong các thuốc lân hữu cơ)biểu hiện đặc trưng tính độc của chất đó

+ Các thuốc BVTV có ngồn gốc khác nhau, nên cơ chế tác động của chúng cũng khácnhau:

-Các thuốc trừ sâu thuộc nhóm lân hữu cơ và cacbamat kìm hãmhoạt động hệ mencholinesterase; pyrethroit lại kìm hãm kênh vận chuyển Na+ và hợp chất Cyclodien kìm hãmkênh vận chuyển ion Cl- của hệ thần kinh ngoại vi; còn Fipronil và Avermectin lại kìm hãmsự điều khiển GABA v.v Một số thuốc trừ bệnh dicarboxamide ngăn cản quá trình sinh tổnghợp tryglycerin; benzimidazol ngăn cản sự phân chia tế bào của nấm bệnh; các chất khángsinh và acylamin lại kìm hãm sinh tổng hợp protein

-Một hợp chất có hoạt tính sinh học mạnh, thường là các hoạt chất có độ độc cao Các chấtđộc có các nối đôi hay nối ba, các phân tử dễ đứt gãy hay dễ phản ứng, làm tăng độ độc củathuốc.Điều này cũng giải thích tại sao các thuốc thuộc nhóm pyrethroid có khả năng tác độngnhanh, mạnh đến côn trùng đến vậy Hay đối với dầu khoáng, độ độc của thuốc đối với sinhvật cũng phụ thuộc nhiều vào hàm lượng hydratcacbon chưa no chứa trong các phân tử củachúng Hàm lượng này càng cao, càng dễ gây độc cho sinh vật, đồng thời càng dễ gây hại chocây trồng

+ Sự thay thế nhóm này bằng một nhóm khác, hay sự thêm bớt đi một nhóm này hay nhómkhác có trong phân tử sẽ làm thay đổi độ độc và cả tính độc của hợp chất rất nhiều, ví dụ

Bảng 1.3 Sự thay thế nhóm làm thay đổi độ độc của hợp chất

+ Sự thay đổi nhỏ trong cấu trúc phân tử cũng có thể làm thay đổi độ độc của thuốc

+Các chất độc muốn phát huy khả năng gây độc của mình phải xâm nhập được vào trong tếbào.Tính phân cực và không phân cực của chất độc cũng có ý nghĩa lớn trong khảnăng xâmnhập của chất độc vào trong cơ thể sinh vật Các chất có khả năng phân cực, phân bố khôngđồng đều trong phân tử và dễ tan trong các dung môi phân cực, trong đó có nước Các nhómphân cực phổ biến trong các hợp chất hữu cơ là các chất có chứa nhóm hydroxyl, carbonyl vàamin Chúng rất khó xâm nhập qua các tế bào và qua các biểu bì sinh vật Thể tích phân tửcủa các chất càng lớn thì khả năng xâm nhập của chúng vào tế bào càng khó Nguyên nhân làđường kính các lỗ nhỏ trong lớp lipoproteit của màng tế bào đã giới hạn sự xâm nhập của cácchất phân cực vào tế bào Mức độ điện ly của các phân tử chất phân cực ảnh hưởng rất lớnđến tốc độ xâm nhập của chất độc vào tế bào Những ion tự do, ngay cả khi thể tích phân tửcủa chúng nhỏ hơn kích thước của các lỗ trên màng nguyên sinh, cũng xâm nhập kém, thậmchí không xâm nhập được vào tế bào.Do bề mặt của chất nguyên sinh có sự tích điện, trênthành các lỗmàng nguyên sinh chất xuất hiện lực đẩycác ion cùng dấuvà hút các ion khácdấu,

đã quyết định khả năng xâm nhập nhanh chậm của các chất này vào tế bào.Các chất phân cựclại dễ xâm nhập vào cây qua hệ thống rễ, bằng sự hoà tan trong nước và được cây hút

+ Biểu bì sinh vật được cấu tạo bằng các lipit, dễ cho các chất hoà tan trong chất béo điqua Các chất không phân cực như các hydratcacbon lại dễ tan trong lipit Kích thước phân tửcàng lớn, thì độ hoà tan của chúng trong chất béo càng tăng Các chất độc không phân cực đivào tế bào không qua các lỗ nhỏ của màng nguyên sinh chất mà hoà tan trong lipit của màngđể xâm nhập vào màng tế bào Nhìn chung, nhiều thuốc BVTV là các chất hữu cơ, nên chúng

dễ dàng xâm nhập qua biểu bì để vào cơ thể sinh vật Những loại thuốc này thường đượcphun lên lá và gây độc bằng con đường tiếp xúc

+Nhiều loại thuốc BVTV có khả năng xua đuổi các loài động vật nên có khả năng bảo vệcây trồng và nông sản Ví dụ: Thuốc TMTD có khả năng xua đuổi dơi, chuột chim để bảo vệxoài hay các loài hạt giống khác Tương tự, cácthuốc trong nhóm pyrethroid cũng có tácdụngxua đuổi côn trùng, nên giảm khả năng hồi phục quần thể côn trùng

*Liên quan giữa đặc tính vật lý của thuốc BVTV đến độ độc của chúng

Đặc điểm vật lý của thuốc BVTV có ảnh hưởng rất lớn đến độ độc của thuốc và hiệuquả phòng trừ của chúng Những đặc điểm vật lý đó là:

+Kích thước và trọng lượng thuốc:ảnh hưởng rất nhiều đến độ độc của thuốc Hạt thuốc cókích thước lớn, có diện tích bề mặt nhỏ, thường khó hoà tan trong biểu bì lá (tốc độ hoà tancủa vật chất tỷ lệ thuận với tổng diện tích bề mặt của chúng), giảm khả năng xâm nhập Hạtthuốc có kích thước lớn khó bám dính trên bề mặt vật phun nên thường bị rơi vãi thất thoátnhiều, giảm lượng thuốc tồn tại trên vật phun Đối với côn trùng, kích thước hạt thuốc lớn, sẽkhó xâm nhập vào miệng côn trùng, lượng thuốc xâm nhập vào cơ thể côn trùng bị giảm,hiệu lực của thuốc do thế cũng giảm theo

+ Hình dáng hạt thuốc ảnh hưởng nhiều đến độ bám dính và tính độc của thuốc Hạt thuốcxù xì, nhiều góc cạnh dễ bám dính trên bề mặt vật phun hơn các hạt thuốc trơn láng

+ Khả năng bám dínhcủa thuốc là một trong những nhân tố kéo dài hiệu lực của thuốc.Thuốc có độ bám dính tốt, ít bị thất thoát do rửa trôi, chống được tác hại của độ ẩm, mưa vàgió, lượng thuốc tồn trên cây nhiều hơn và lâu hơn

+ Tính thấm ướt và khả năng loang của giọt thuốccũng ảnh hưởng lớn đến hiệu lực củathuốc Khi phun lỏng, hình dạng hạt nước thuốc và khả năng loang trên bề mặt vật phun(thực vật và dịch hại) phụ thuộc vào một hệ thống gồm 3 pha: chất lỏng, không khí và bề mặtcủa vật phuntrong đó hiện tượng bề mặt đóng một vai trò quan trọng Trên bề mặt vật phun,giọt chất lỏng có hình dáng khác nhau, tuỳ theo mối tương tác của năng lượng bề mặt giữacác pha Trạng thái giọt chất lỏng trên bề mặt vật rắn được xác định bằng độ cong của bề mặtgiọt chất lỏng, được biểu thị bằng góc tạo ra bởi bề mặt chất rắn và đường tiếp tuyến với bềmặt giọt chất lỏng tại nơi giọt tiếp xúc với vật rắn

* Liên quan giữa cường độ tác động của thuốc BVTV đến độ độc của chúng

Cường độ tác độngcủa chất độc đến cơ thể sinh vật phụ thuộc vào nồng độ, thời gian tiếpxúc và mục tiêu dùngcủa thuốc BVTV

1.6.2 Liên quan giữa đặc điểm của sinh vật với độ độc của thuốc BVTV

* Phản ứng đối với chất độc ở mọi loài sinh vật đều tuân theo qui luật sau đây:

- Các loài sinh vật có phản ứng rất khác nhau đối với một loại thuốc Cùng một loại thuốc,ở cùng một liều lượng, một phương pháp xử lý, thậm chí trên cùng một điểm xử lý, nhưng cóloài sinh vật này bị thuốc gây hại, loài khác lại không hay ít bị hại

-Mỗi loại thuốc chỉ diệt được một số loài sinh vật, nên người ta đã chia thuốc BVTV thànhcác nhóm khác nhau để tiện cho việc sử dụng nhưthuốc trừ sâu, trừ bệnh, trừ cỏ Cùng mộtloài sinh vật, tính mẫn cảm của loài sinh vật các giai đoạn phát dục khác nhaucũng khônggiống nhau với từng loại thuốc

- Tính mẫn cảm của chất độc còn có thể biến đổi theo ngày đêm Những côn trùng hoạtđộng ban ngày thường kém mẫn cảm với thuốc hơn vào ban đêm Ngược lại, những côntrùng hoạt động ban đêm lại có khả năng chống chịu với thuốc mạnh hơn ở ban ngày

- Giới tính cũng ảnh hưởng đến sự chống chịu của thuốc Thông thường khả năng chốngchịu của con đực kém con cái

- Tính mẫn cảm của các cá thể sinh vật trong một loài, cùng giai đoạn phát dục với mộtloại thuốc cũng khác nhau Khi bị một lượng rất nhỏ chất độc tác động, có những cá thể bị hạirất nghiêm trọng, nhưng có các cá thể khác không bị hại Đó là phản ứng cá thể của sinh vậtgây nên do các loài sinh vật có cấu tạo khác nhau về hình thái, đặc trưng về sinh lý sinh hoá

Vận chuyển

khác nhau Những côn trùng đói ăn, sinh trưởng trong điều kiện khó khăn thường có sứcchống chịu với thuốc kém

1.6.3 Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh đến độ độc của thuốc BVTV

* Yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng trực tiếp đến lý hoá tính của thuốc BVTV, đồng thời ảnhhưởng đến trạng thái sinh lý của sinh vật và khả năng sinh vật tiếp xúc với thuốc, nên chúngảnh hưởng đến tính độc của thuốc cũng như khả năng tồn lưu của thuốc trên cây

+Những yếu tố thời tiết, đất đai: tính thấm của màng sinh chất, nhiệt độ, độ ẩm không khí

và độ ẩm đất, lượng mưa, độ ẩm ánh sáng, đặc tính hóa lý của đất, hàm lượng chất dinhdưỡng trong đất, độ pH,…

+ Yếu tố về cây trồng và điều kiện canh tác

Chương 2: Tác động của thuốc BVTV

2.1 Cơ chế tác động của thuốc BVTV

(Theo Richardson, 1979; Dẫn theo Phạm Văn Biên và công sự, 2000)

Sơ đồ tác động của thuốc BVTV đến môi trường và con đường mất đi của thuốc

Tác động gây hại(Giảm năng suất)

Tác động của thuốc BVTV tới cây trồng

Tác động có lợi

Tăng sức đề kháng Kích thích sinh trưởngRút ngắn thời gian sinh trưởngCháy lá cây

Biến dạng lá

Dị hình cây, thân, lá

Giảm tỉ lệ và sức nảy mầm của hạt giống Tăng tỉ lệ lép, giảm tỉ lệ đậu quả, thui chột hoa quả

Các dạng thuốc BVTV phun ra chỉ được cây trồng hấp thụ một phần, còn một phần được

giữ lại trong đất, nước và phân giải dần dưới tác động của các yếu tố môi trường.Thuốc bị rửa

trôi gây ô nhiễm nguồn nước, ảnh hưởng đến các loài động vật sống dưới nước

Thuốc BVTV gây ô nhiễm môi trường do bị rò rỉ trong quá trình vận chuyển, cất giữ, sử

dụng, do việc tiêu hủy, xử lý các chất thải thuốc BVTV không đảm bảo an toàn (do việc rửa

các thiết bị, dụng cụ có dính thuốc bừa bãi ở mọi nơi), sử dụng thuốc quá liều và phun thuốc

trong khi có gió to hoặc dùng thuốc ở sát ngay những khu vực nhạy cảm như nguồn nước sinh

hoạt, nơi đông dân cư

2.2 Tác động của thuốc BVTV đến cây trồng

Sơ đồ tác động của thuốc BVTV tới cây trồng

Thuốc BVTV xâm nhập, dịch chuyển và tồn tại trên các bộ phận của cây, tác động đến sinh

trưởng và phát triển của cây

* Những tác động tốt của thuốc đến cây như:

-Rút ngắn thời gian sinh trưởng, làm cây ra hoa sớm,làm quả chín sớm

-Tăng chất lượng nông sản

-Làm tăng năng suất và các chỉ tiêu cấu thành năng suất

-Làm tăng sức chống chịu của cây với những điều kiện bất lợi: như chống rét, chống hạn,chống lốp đổ, tăng khả năng hút chất dinh dưỡng và tăng khả năng chống sâu bệnh

Thuốc trừ bệnh oxolinic acid (Starner)trừ được bệnh vi khuẩn do thuốc làm tăng sức chốngchịu của cây đối với sự gây hại của các loài vi khuẩn

Thuốc kháng sinh trừ bệnh Ningnanmycin cũng làm tăng sức chống bệnh của cây thôngquaviệc giảm thời gian tồn tại của các tinh thể virus có trong cây, nên giảm sự lây lan củavirus

-Làm tăng hoạt động của vi sinh vật và có tác động cải tạo đất tốt

* Ngược lại,khi sử dụng không đúng thuốc BVTV, có thể gây hại cho cây trồng

-Giảm tỷ lệ nảy mầm, sức nảy mầm, rễ không phát triển, màu sắc lá biến đổi, cây chết -Lá bị cháy, thủng, biến dạng, hoa quả bị rụng, quả nhỏ, chín muộn

-Phun thuốc vào thời kỳ cây ra hoa dễ ảnh hưởng đến khả năng đậu quả của cây trồng Những hiện tượng này thể hiện nhanh chậm tuỳ vào loại thuốc, dạng thuốc, liều lượng vànồng độ thuốc cũng như thời điểm và phương pháp sử dụng thuốc Thậm chí trong một sốtrường hợp, tác hại của thuốc còn gây hại cho cây trồng vụ sau