ĐỘC TỐ DO DƯ LƯỢNG CÁC THUỐC DÙNG TRONG TRỒNG TRỌT VÀ CHĂN NUÔI

DƯ LƯỢNG CÁC CHẤT DÙNG TRONG TRỒNG TRỌT Dư chất tồn tại trong trồng trọt gồm: Chất bảo vệ thực vật, phân hóa học, thuốc kích thích tăng trưởng, kim loại nặng, các nitrat, nitrit.. Chất B

CHƯƠNG III ĐỘC TỐ DO DƯ LƯỢNG CÁC THUỐC DÙNG TRONG TRỒNG TRỌT VÀ CHĂN NUÔI

PHẦN I DƯ LƯỢNG CÁC CHẤT DÙNG TRONG TRỒNG TRỌT

Dư chất tồn tại trong trồng trọt gồm: Chất bảo vệ thực vật, phân hóa học, thuốc kích thích tăng trưởng, kim loại nặng, các nitrat, nitrit

I Hóa chất bảo vệ thực vật

I.1 Khái niệm:

Chất BVTV bao gồm tất cả những hợp chất tự nhiên hoặc hợp chất tổng hợp được sử dụng trong nông nghiệp nhằm kiểm soát các loại gây hại cho cây trồng khác nhau Chất BVTV cũng là một chất độc, khi xâm nhập vào cơ thể sinh vật một lượng nhỏ cũng có thể gây biến đổi sâu sắc về cấu trúc hay chức năng trong cơ thể sinh vật, phá hủy nghiêm trọng những cơ quan chức năng của cơ thể sinh vật, khiến sinh vật bị ngộ độc hoặc bị chết

Dư lượng chất BVTV gồm mộ phần chất hoạt động và những chất chuyển hóa của thuốc, một phần khác là dung môi,chất mang tải và các phụ gia khác

I.2 Phân loại:

Trên thế giới, chất BVTV hiện nay có hàng nghìn chế phẩm, tùy thuộc vào số lượng sâu bệnh, cấu trúc hóa học và hợp chất được sử dụng, hoặc mức độ và hình thức gây hại cho sức khỏe con người…

1 Phân loại dựa vào bản chất của vật phá hoại:

- Chất diệt côn trùng

+ Hợp chất hữu cơ tổng hợp: Hợp chất cơ phospho, cơ clo, carbamat

+ Hợp chất vô cơ: hợp chất arsenic, lưu huỳnh, flo, thủy ngân…

+ Chất từ dầu khoáng: Dầu antraxen, dầu hỏa, dầu vàng

+ Các chất diệt côn trùng khác: chất có nguồn gốc từ thực vật (nicotin, pyrethre, rotenon…); pyrethoid tổng hợp, chất điều hòa sinh trưởng, chất triệt sản, chất diệt trứng…

- Chất trừ cỏ

+ Chất trừ cỏ vô cơ: các muối sunfat, nitrat, clorua…

+ Chất hữu cơ như: các hợp chất của phenol và các dẫn xuất của cresol, các hoóc môn thực vật, carbamat…

+ Các chất trừ cỏ khác: diquat, paraquat…

- Chất diệt nấm

+ Chất diệt nấm vô cơ: các muối của đồng, lưu huỳnh, arsen…

+ Chất diệt nấm cơ – kim: các dẫn xuất cơ – thủy ngân

+ Các chất diệt nấm hữu cơ và tổng hợp…

+ Các chất diệt nấm hữu cơ khác…

- Các chất khác gồm: chất diệt loài gặm nhấm, chất diệt tuyến trùng, chất diệt nhện…

2 Phân loại theo độc tính (theo LD50: liều lượng thấp nhất gây chết 50% động vật): Chia làm 3 loại:

- Loại I: Cực độc:

VD: Fosfamidan ( CE 80%), Carbofenoton ( CE 80%), Schrodan ( CE 60%), Nicotin (CE 90%)

b) Loại II: Ðộc nhiều

VD: Aldrin (PDE 50%), Bensulfit (CE 40%), Sulfolot (CE 40%)

c) Loại III: ít độc:

VD: Aldrin (bột 5%), Clordecan (BỘT 10%), DDT (PDE 40%), Malation (PDE 50%)

Trong đó: C.E: nồng độ thể sữa P.D.E: Bột huyền phù trong nước

3 Phân loại theo cấu tạo hóa học.

Bao gồm:

- Các thuốc hữu cơ tổng hợp: Là loại phổbiến nhất, bao gồm lân hữu cơ, Clo hữu cơ, thủy ngân hữu cơ, các dẫn xuất nitro và clo của phenol

- Các thuốc vô cơ: như Asenit natri, aseniat canxi, sulfat đồng (CuSO4)

I.3 Nguyên nhân dư chất dùng trong trồng trọt có mặt trong thực phẩm:

4 nguyên nhân chính:

- Sử dụng thuốc ngoài danh mục cho phép

- Sử dụng sai mục đích

VD: dùng HCBVTV để bảo quản hoa quả sau khi thu hái

- Sử dụng không đúng liều lượng (quá liều)

- Không đảm bảo đủ thời gian phân hủy của thuốc trên sản phẩm thực phẩm

Ví dụ về thực phẩm nhiễm hóa chất bảo vệ thực vật (HCBVTV)

Một kết quả điều tra có thấy 80% số người được hỏi khẳng định rằng sản phẩm rau của họ được bán trên thị trường sau nhiều nhất 3 ngày phun thuốc không phân biệt

là loại thuốc gì Nếu như sản lượng rau lớn và tiêu thụ chậm thì họ mới để thời gian dài hơn, như vậy là chỉ một số ít, thậm chí rất ít các sản phẩm được lọt vào dạng sản phẩm an toàn

Một điều không đúng nếu chúng ta nghĩ rằng người nông dân không biết thuốc BVTV độc hại đối với sức khỏe con người Đa số nông dân đều cho biết gia đình họ

có ruộng trồng rau riêng cho gia đình họ để ăn, mà trong ruộng đó họ không xử lý thuốc hoặc xử lý rất ít thuốc, còn các ruộng khác trồng để bán họ xử lý nhiều loại thuốc tùy vào loại cây trồng Lợi nhuận, sự hiểu biết và việc quản lý thiết chặt chẽ vô tình đã làm ảnh hưởng tới sức khỏe cộng đồng

Ngoài ra còn một nguyên nhân nữa khiến HCBVTV có mặt trong thực phẩm là tác động của HCBVTV đến môi trường và hệ sinh thái

Theo thống kê của Tổ chức Y tế Thế giới, riêng năm 1998, toàn thế giới đã sử dụng tới 1,3 triệu tấn thuốc bảo vệ thực vât Rõ ràng việc sử dụng dồi dào các chất bảo

vệ thực vật như thế đã có tác động đến con người và môi trường Tác động của chất bảo vệ thực vật đến môi trường có thể tóm tắt trong sơ đồ sau:

Hành trình của chất bảo vệ thực vật trong môi trường.

Khi phun chất bảo vệ thực vật cho cây trồng thường có tới 50% lượng chất phun rơi xuống đất chưa kể biện pháp bón trực tiếp Người ta cũng ước tính có tới 90% chất sử dụng không tham gia diệt sâu bệnh mà gây nhiễm độc cho đất, nước, không khí và nông sản Ở trong đất, chất bảo vệ thực vật được keo đất và các chất hữu

cơ giữ lại, sau đó sẽ phân tán và biến đổi theo con đường khác nhau thông qua các hoạt động sinh học của đất và tác động của các yếu tố hóa lý Chất bảo vệ thực vật bị rửa trôi vào nước gây nhiễm độc cho nước bề mặt, nước ngầm, nước sông và biển Nhiều loại chất bảo vệ thực vậy có khả năng bay hơi vào không khí, nhất là trong điều kiện khí hậu nóng và ẩm

Khi phun chất bảo vệ thực vật lên cây, trước hết là động vật ăn cây cỏ bị nhiễm độc, sau đó những động vật này lại là con mồi của động vật ăn thịt tiếp theo Cứ thế chất độc được truyền đi trong chuỗi thức ăn và qua một mắt xích của chuỗi thức ăn, chất độc được tích lũy thêm một mức cao hơn

Ví dụ trong một tài liệu phân tích, người ta nhận thấy nếu nồng độ DDT trong nước hồ là 0,02ppm, thì trong các động vật thủy sinh ở hồ là 10ppm, trong các loài cá

ăn động vật thủy sinh này là 103ppm, còn trong các loài cá lớn ăn thịt và chim bói cá

đã lên tới 2000ppm là nồng độ có thể gây nguy hiểm đến chết

Sự tồn dư của các chất bảo vệ thực vật trong các môi trường cũng khác nhau Người ta nhận thấy thời gian bán hủy trong nước của DDT là 10 năm, của dieldrin là

20 năm, trong đất thì thời gian bán hủy còn dài hơn, chẳng hạn với DDT là 40 năm

Sự tích lũy các chất bảo vệ thực vật bởi các sinh vật cũng là điều đáng lưu ý Chẳng hạn, giun đất có thể tập trung được một nồng độ DDT gấp 14 lần nồng độ có trong đất và còn hàu lại có thể tập trung được một lượng DDT nhiều gấp từ 10.000 đến 70.000 lần lượng DDT có trong nước biển

Ở người, mắt xích cuối cùng của chuỗi thức ăn, tỷ lệ nhiễm DDT cũng là điều đáng phải quan tâm Người ta nhận thấy lướng DDT trong mỡ một người Châu Âu trung bình có tới 2ppm, còn trong mỡ một người Mỹ trung bình lại bị nhiễm tới

13,5ppm

Chất bảo vệ thực vật tác động đến sinh vật một cách không phân biệt, nghĩa là chúng không chỉ tiêu diệt sâu bọ, côn trùng có hại mà đồng thời còn tiêu diệt nhiều loại sinh vật có ích như ếch, nhái, rắn, tôm, cua, cá và các vi sinh vật Những sinh vật

có ích này thường khống chế và ăn các sâu hại giữ cho hệ sinh thái đồng ruộng được cân bằng

I.4 Tính chất chung của các hóa chất bảo vệ thực vật:

- Thường ở dạng bột hoặc ở dạng lỏng dễ dàng bay hơi, khuếch tán trong không khí

- Một số chất hầu như không mùi, không vị như DDT, một số chất có mùi đặc trưng dễ nhận biết

- Các chất bảo vệ thực vật hầu như không tan trong nước, chỉ tan trong các dung môi hữu cơ hoặc axit hoặc bazo Vì thế rất khó rửa sạch khỏi rau quả

VD: các hợp chất phosphor hữu cơ, carbamat, các hợp chất clo hữu cơ như DDT và

666 đều không tan trong nước

- Hóa chất bảo vệ thực vật tồn lưu lại trong môi trường, cần có thời gian nhất định để phân hủy

VD: các hợp chất clo hữu cơ tồn tại rất lâu trong môi trường, có thời gian bán hủy dài

I.5 Cơ chế tác động của chất BVTV đối với cơ thể sống

1 Cơ chế tác dụng của chất diệt côn trùng

a Chất diệt côn trùng cơ-clo: là dẫn xuất clo của etan, cyclodien và hexacyclohexan

- Gây chứng gan to

- Là những chất cảm ứng của các enzyme ở vi thể

- Là chất độc đối với hệ thần kinh của côn trùng và loài có vú

VD:

+ DDT tác dụng đến dây thần kinh vận động và cảm giác, vỏ vận động dẫn đến làm hỏng sự vận chuyển các ion Na và K, làm tan rã điện thế màng DDT cũng làm mất sự tạo thành ATP ở cơ

+ Aldrin, dieldrin làm thay đổi tỉ lệ giữa các axit amin và tang tỉ lệ ammoniac trong não

b Chất diệt côn trùng cơ-phospho và carbamat

- Khái niệm:

+ Chất diệt côn trùng cơ-phospho: este của axit phosphoric hoặc axit thiophosphoric + Carbamat: este của axit N-metylcarbamic

- Cơ chế:

+ Gây kìm hãm enzyme acetyl-cholinesterase do đó làm tích tụ acetylcholine ở vùng hoạt động của axon

+ Ngoài ra chất diệt côn trùng cơ-phospho có tính chất alkyl hóa các hợp chất sinh học

có chứa nhóm alcol, nhóm amin, nhóm thiol, mercaptiol, cacboxylat, các nhóm

phosphate và pyrophosphate Do đó có khả năng phản ứng với các cao phân tử sinh học như các protein và các axit nucleic làm phát sinh đột biến

c Chất diệt côn trùng nguồn gốc thực vật:

VD: nicotin, rotenone, pyrethrolon, axit crysantemic, pyrethrin I,…

Cơ chế: Là những chất độc thần kinh

- Nicotin kích thích các cơ quan thụ cảm của các hạch của hệ thần kinh trung ương và

tự trị và bản vận động

- Pyrethre và các pyrethrinoid ức chế sự dẫn truyền của ion Na và K trong các sợi thần kinh

- Rotenoid kìm hãm sự oxy hóa của NAD+, do đó phong tỏa các quá trình oxy hóa phụ thuộc NAD+

2 Cơ chế tác động của chất diệt cỏ:

- Tác động đến sự hô hấp tế bào

- Phong bế sự quang hợp

- Gây nhiễu sự tổng hợp protein và tổng hợp axit nucleic

- Làm thay đổi sự phân bào

- Phá hủy các chất hữu cơ và các cấu trúc chức năng

3 Cơ chế tác động của các chất trừ nấm:

Chất trừ nấm gồm có:

- Chất trừ nấm tiếp xúc: Tác động qua tiếp xúc: đồng, lưu huỳnh, các hợp chất hữu cơ hòa tan trong chất béo

- Chất trừ nấm hệ thống: Vừa khó hòa tan trong nước vừa rất ưa béo nên có thể vượt qua các rào cản thực vật

a) Cơ chế gây độc của chất trừ nấm tiếp xúc:

- Chất trừ nấm trên cơ sở kim loại: Phần hoạt động là ion kim loại có khả năng kết hợp với nhóm –SH của các enzyme tham gia vào quá trình oxy hóa-khử cung cấp năng lượng

- Chất trừ nấm lưu huỳnh và trên cơ sở lưu huỳnh:

+ S có thể tạo ra cầu nối disulfua giữa và trong phân tử, phản ứng với các vùng nucleophyl hoặc tạo ra các gốc tự do

+ Các chất trừ nấm thio- và dithiocarbamat làm giải phóng ra isothiocyanat, thiram, cacbon sulfua, hydro sulfua và etylen thioure, làm bao vây nhóm –SH của enzyme Trong một số trường hợp các ion kim loại can thiệp vào cơ chế tác dụng của enzyme + Dicacboxymid: do chuỗi bên R-S-CCl3 làm ức chế sự oxy hóa glucose, ức chế sự tổng hợp axit nucleic, ức chế sự phân giải các axit béo

b) Cơ chế gây độc của chất trừ nấm hệ thống

Các chất trừ nấm hệ thống đều là những chất trung gian của carbendazim và có cấu trúc giống với bazo purin, do đó chúng sẽ thay thế bazo purin trong axit nucleic, gây ra những dạng dị thường khi truyền thông tin di truyền, gây tác dụng chủ yếu đến pha phân bào nguyên nhiễm, ngăn cản sự phân chia tế bào

I.6 Hậu quả của dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật đối với con người:

Thuốc bảo vệ thực vật có độc lực rất khác nhau, gây ra những triệu chứng khác nhau

và có thể gây chết người nếu nhiễm độc quá nhiều

Con đường nhiễm hóa chất bảo vệ thực vật có thể là qua đường da, đường hô hấp hoặc đường tiêu hóa do ăn thực phẩm chứa dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật gây ra ngộ độc cấp hoặc á cấp, ngộ độc mãn tính và ngộ độc trường diễn

1 Ngộ độc cấp tính hoặc á cấp

2 Ngộ độc mãn tính

- Các tổn thương ở đường tiêu hóa: ăn không ngon, buồn nôn, nôn mửa, tiêu chảy, các

hư hỏng về chức năng tiêu hóa

- Các tổn thương tim mạch: loạn nhịp, tim đập nhanh, tăng rồi giảm huyết áp

- Các biểu hiện ở thần kinh ngoại vi: mệt mỏi cơ, mất nhạy cảm, các rối loạn hoạt động, lo âu, mất ngủ, trầm uất và hay ảo giác

- Rối loạn hệ thống tạo máu

- Gây các tổn thương ở thận

- Gây các nguy cơ về thai nhi

Chất diệt côn trùng

cơ-clo

- Rối loạn về tiêu hóa: nôn mửa, tiêu chảy

- Rối loạn thần kinh: nhức đầu, hôn mê, co giật Chất diệt côn trùng

cơ-phospho

- Tác dụng phản cholinesterase làm tăng hoạt động của hệ thần kinh trung ương

- Rối loạn tiêu hóa: tăng tiết nước bọt, buồn nôn, tiêu chảy

- Rối loạn hô hấp: tăng tiết phế quản, ho, nghẹt thở

- Rối loạn tim mạch: tim đập nhanh, tăng, giảm huyết áp

- Rối loạn thần kinh cơ: co cơ thường xuyên và nhanh, hay bị chuột rút, cử động không tùy ý, hay bị tê liệt

Chất diệt côn trùng

khác

- Tăng sinh các tế bào nguyên bào sợi

- Tiêu chảy, vàng da, nghẹt thở

- Các rối loạn về thần kinh, phù phổi, co cứng cơ, các rối loạn

về thận và gan

3 Ngộ độc trường diễn

- Sinh đột biến

- Sinh ung thư

- Sinh quái thai

I.7 Các biện pháp phòng ngừa:

1 Yêu cầu vệ sinh khâu bảo quản và vận chuyển thuốc trừ sâu

-Kho chứa thuốc trừ sâu phải xa điểm dân cư, xa khu chăn nuôi và xa nguồn nước ít nhất là 200 m

-Kho chứa thuốc phải có khóa Thuốc trừ sâu phải đựng trong các bao bì đặc biệt, có dán nhãn Phải xử lý bao bì cẩn thận để chúng trở thành vô hại

-Trong kho không được để thực phẩm, thức ăn chăn nuôi

-Vận chuyển thuốc trừ sâu trên những xe riêng Nghiêm cấm dùng xe chuyên chở thuốc trừ sâu để chở người, súc vật, thực phẩm, thức ăn chăn nuôi Sau khi chuyên chở xong phải rửa xe bằng nước vôi, nước javel rồi rửa sạch bằng nước

2 Tăng cường công tác quản lý hóa chất bảo vệ thực vật Chỉ nhập hoặc sản xuất các loại hóa chất bảo vệ thực vật có hiệu quả cao đối với sinh vật gây hại nhưng ít độc đối với người và động vật

3 Tăng cường giáo dục và huấn luyện người sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật về các biện pháp bảo đảm an toàn cho bản thân và người tiêu dùng

4 Riêng đối với các loại rau quả tươi sử dụng ăn ngay cần phải thực hiện nghiêm túc các biện pháp sau:

- Đảm bảo thời gian cách ly qui định cho từng loại hóa chất bảo vệ thực vật trên từng loại rau quả

- Với rau quả nghi là có khả năng đã bị phun thuốc hóa chất bảo vệthực vật cần rửa sạch, ngâm nước nhiều lần

- Với loại rau quả có vỏ, rửa sạch rồi mới bóc bỏ vỏ

5 Phối hợp chặt chẽ giữa ngành nông nghiệp với ngành y tế để kiểm tra việc phân phối, sử dụng hóa chất bảo vệthực vật

6 Tiến hành nghiên cứu lâu dài mức độ nhiễm hóa chất bảo vệ thực vật ra môi trường xung quanh

7 Nên chọn dùng những loại thuốc ít độc đối với người và gia súc, đồng thời có độ bền vững kém, tích lũy ít trong cơ thểngười tiêu dùng và không có khả năng gây ung thư, gây đột biến gen, gây độc đối với bào thai

VD: dùng Polmetox (DMDT) thay DDT, Sumition thay Wolfatox và Thiophot, độc tính giảm 8-10 lần so với Wolfatox và giảm 40-50 lần so với Thiophot

Tương lai trong kĩ thuật sinh học cần nghiên cứu sản xuất những loại thuốc chống sâu bệnh từnhững nguyên liệu sinh học

II Phân bón hóa học

II.1 Khái niệm:

Phân hóa học là những hợp chất được sử dụng rộng rãi trong đất nhằm gia tăng năng suất cây trồng Trong đó các phân hóa học sử dụng nhiều nhất là phân đạm, phân lân

và phân kali Trong một số đất phèn người ta còn bón vôi, thạch cao

Phân bón trên không được tinh khiết Do đó chúng chứa nhiều tạp chất kim loại và á kim độc và ít di động trong đất Chúng có thể tích tụ ở các tầng mặt của đất nơi có rễ cây

II.2 Phân loại:

Gồm 3 nhóm chính:

- Phân đạm

- Phân lân

- Phân kali

II.3 Nguyên nhân phân bón hóa học gây độc cho thực phẩm:

- Phân bón không tinh khiết, chứa nhiều tạp chất như kim loại, á kim độc Những chất này tích tụ vào thực vật gây độc cho con người

- Ngoài ra phân đạm chứa lượng lớn hợp chất nito lưu lại trong đất, chuyển hóa tạo muối nitrat gây nhiễm độc môi trường, nhiễm độc nguồn nước, gián tiếp gây độc cho con người

- Bón phân đạm nhiều vào gần thời kỳ thu hái còn gây dư lượng NO3- lớn trong sản phẩm rau quả