đánh giá ô nhiễm thuốc bảo vệ thực vật trên ruộng lúa và các sông, rạch chính tại tỉnh hậu giang tt (1)

Dư lượng hoạt chất Fenobucarb trong nước trên ruộng lúa, kênh nội đồng và các sông rạch chính tại tỉnh Hậu Giang.. Dư lượng hoạt chất thuốc bảo vệ thực vật Quinalphos trong nước trên ru

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

-oOo-

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ Chuyên ngành: Môi trường Đất và Nước

Mã ngành: 9 44 03 03

NGUYỄN PHAN NHÂN

ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT TRÊN RUỘNG LÚA VÀ CÁC SÔNG RẠCH CHÍNH

TẠI TỈNH HẬU GIANG

Cần Thơ - 2018

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI:

KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN,

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

Người hướng dẫn chính: PGS TS Bùi Thị Nga

Người hướng dẫn phụ: PGS TS Phạm Văn Toàn

Luận án được bảo vệ trước hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp trường

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:

Trung tâm học liệu, Trường Đại học Cần Thơ

Thư viện Quốc gia Việt Nam

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

Bài báo khoa học

1 Nguyễn Phan Nhân, Bùi Thị Nga, Phạm Văn Toàn và Lâm Quang Trung,

2014 Dư lượng hoạt chất Fenobucarb trong nước trên ruộng lúa, kênh nội

đồng và các sông rạch chính tại tỉnh Hậu Giang Tạp chí Nông nghiệp và Phát

triển Nông Thôn, 9 (1): 52 – 58 ISSN: 1859-4581 (Danh mục cũ là ISSN:

0866-7020)

2 Nguyễn Phan Nhân, Bùi Thị Nga và Phạm Văn Toàn, 2015 Hàm lượng

Fenobucarb trong đất ruộng lúa, trong bùn đáy trên kênh nội đồng và một số

sông rạch chính tại tỉnh Hậu Giang Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông

Thôn, 6 (2): 53 – 60 ISSN: 1859-4581 (Danh mục cũ là ISSN: 0866-7020)

3 Nguyễn Phan Nhân, Phạm Văn Toàn và Bùi Thị Nga, 2015 Hàm lượng hoạt

chất Quinalphos trong đất trên ruộng lúa và trong bùn đáy các sông chính tại

tỉnh Hậu Giang Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông Thôn, 13 (1): 30 –

38 ISSN: 1859-4581 (Danh mục cũ là ISSN: 0866-7020)

4 Nguyễn Phan Nhân, Bùi Thị Nga và Phạm Văn Toàn, 2015 Sử dụng thuốc

bảo vệ thực vật và quản lý bao bì chứa thuốc trong canh tác lúa tại tỉnh Hậu

Giang Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, chuyên đề Môi trường và

Biến đổi Khí hậu: 41 – 49 ISSN: 1859-2333

5 Nguyễn Phan Nhân, Phạm Văn Toàn và Bùi Thị Nga, 2016 Đặc điểm động

vật đáy trên một số thủy vực ảnh hưởng canh tác nông nghiệp tại tỉnh Hậu

Giang Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 42: 65-74 ISSN:

1859-2333

6 Nguyễn Phan Nhân, Bùi Thị Nga và Phạm Văn Toàn, 2016 Thành phần loài

động vật không xương sống đáy và mối liên hệ với dư lượng thuốc bảo vệ thực vật – Nghiên cứu điển hình: Hệ thống kênh nội đồng và sông rạch tỉnh

Hậu Giang Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông Thôn, 1: 96 - 103 ISSN:

1859-4581 (Danh mục cũ là ISSN: 0866-7020)

7 Nguyễn Phan Nhân, Bùi Thị Nga, Phạm Văn Toàn và Trần Trung Bảy, 2016

Dư lượng hoạt chất Propiconazole trong đất ruộng lúa và trong bùn đáy trên

kênh nội đồng tại tỉnh Hậu Giang Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần thơ,

47: 32-39 ISSN: 1859-2333

8 Nguyễn Phan Nhân, Bùi Thị Nga và Phạm Văn Toàn, 2017 Dư lượng

Propiconazole trong nước trên ruộng lúa và các sông, rạch tại tỉnh Hậu Giang

Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông Thôn, 3+4: 120-126 ISSN:

1859-4581 (Danh mục cũ là ISSN: 0866-7020)

9 Bùi Thị Nga, Võ Xuân Hùng và Nguyễn Phan Nhân, 2013 Thực trạng và

giải pháp quản lý chất thải rắn nguy hại trong canh tác lúa trên địa bàn tỉnh

Hậu Giang Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần thơ, 29: 83 – 88 ISSN:

1859-2333

10 Phạm Văn Toàn, Nguyễn Phan Nhân và Bùi Thị Nga, 2014 Dư lượng hoạt

chất thuốc bảo vệ thực vật Quinalphos trong nước trên ruộng lúa và sông rạch

ở tỉnh Hậu Giang Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần thơ, 33: 109 – 116

ISSN: 1859-2333

Đề tài nghiên cứu khoa học

1 Nguyễn Phan Nhân, Bùi Thị Nga, Nguyễn Công Thuận, Huỳnh Khoa Toàn,

Trần Hoàng Hy và Trần Trung Hiếu, 2014 Nghiên cứu sự phân bố động vật đáy ở một số thủy vực chính trên địa bàn tỉnh Hậu Giang Đề tài NCKH cấp trường, Trường Đại học Cần Thơ, TNCS 2013_21

2 Nguyễn Phan Nhân và Bùi Thị Nga, 2015 Dư lượng hoạt chất Quinalphos

trong đất ruộng và bùn đáy trên sông rạch chính tại tỉnh Hậu Giang Đề tài NCKH cấp trường, Trường Đại học Cần Thơ, TNCS 2014_24

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Ở Việt Nam, thuốc BVTV đã được sử dụng rất phổ biến, tăng từ 20.300 tấn đến 103.500 tấn ở năm 1991 đến 2012 (Pham Van Toan, 2011; Tổng cục môi trường, 2013) Nghiên cứu của Blasing (2010) đã chỉ ra rằng

dư lượng cao nhất của fipronil, fenobucarb, cypermethrin và propiconazole trong đất ruộng lúa tại Đồng Tháp và Cần Thơ lần lượt là 0,9 µg/Kg, 25,1 µg/Kg, 90,2 µg/Kg và 82,4 µg/Kg; trong nước trên ruộng lúa có giá trị cao nhất là 5,68 µg/L, 5 µg/L, 4,89 µg/L và 0,43 µg/L tương ứng (Pham Van Toan, 2011) Propiconazole, fenobucarb, quinalphos, cypermethrin và fipronil cũng được phát hiện trong nước trên các sông, rạch tại Cần Thơ và

An Giang có giá trị cao nhất là 4,76 µg/L; 2,32 µg/L; 1,33 µg/L; 0,77 µg/L

và 0,41 µg/L (Chau et al 2015) Dư lượng thuốc BVTV đã ảnh hưởng đến các loài động vật sống trong nước, đặc biệt là động vật đáy (ĐVĐ), (Frank

et al 2000; DeLorenzo et al 2001; Frankart et al 2003; Castillo et al 2006) Nhiều nghiên cứu trên sông, rạch chịu ảnh hưởng canh tác lúa cho thấy thuốc BVTV đã làm giảm thành phần loài và số cá thể lớp Insecta và Malacostraca, trong khi số cá thể lớp Oligochaeta và Gastropoda gia tăng (Heckmann and Friberg, 2005; Lenwood et al 2007; Leitao et al 2007) Trên thế giới, để đánh giá thủy vực bị ô nhiễm thuốc BVTV, chỉ số SPEARpesticides (SPEcies At Risk) đã ra đời Ưu điểm của chỉ số này là đánh giá dựa vào sự đáp ứng của động vật đáy với dư lượng thuốc, nhưng không phụ thuộc vào các yếu tố vô sinh (pH, nhiệt độ, TSS…) (Liess and Von Der Ohe, 2005) hay khác nhau về vùng địa lý (Schafers et al 2012) Chỉ số được phát triển ở mức độ loài SPEARpesticide(sp) và mức độ họ SPEARpesticide(fm); nhưng chỉ số SPEARpesticides(fm) được sử dụng phổ biến ở nhiều quốc gia như Pháp, Đức, Phần Lan, Đan Mạch, Australia, Nga và Costa Rica bởi vì

dễ áp dụng, không đòi hỏi nhiều kỹ năng và nhân lực (Liess et al 2008; Beketov et al 2009; Schafers et al 2012, Rasmussen et al 2016)

Ở Việt Nam và Đồng Bằng Sông Cửu Long, ĐVĐ được sử dụng để đánh giá chất lượng môi trường nước bị ô nhiễm hữu cơ thông qua chỉ số đa dạng sinh học, BBI (Belgian Biotic Index) và BWMP (Phạm Văn Toàn và

Lê Hoàng Việt, 2008; Nguyễn Công Thuận và ctv 2010; Dương Trí Dũng

và ctv 2011) Các nghiên cứu sử dụng ĐVĐ để đánh giá môi trường nước

bị ảnh hưởng bởi thuốc BVTV vẫn còn rất hạn chế

Tỉnh Hậu Giang có thế mạnh về nông nghiệp với diện tích đất trồng lúa chiếm 59,5% trong tổng diện tích đất nông nghiệp của Tỉnh (Niên giám thống kê Hậu Giang, 2015) Mô hình canh tác lúa 3 vụ/năm và 2 vụ/năm đã tạo điều kiện cho sâu bệnh phát triển, do vậy thuốc BVTV được sử dụng với liều lượng cao hơn chỉ dẫn và tần suất phun thuốc phổ biến là 7 – 8 lần/vụ Khảo sát thực tế tại Hậu Giang cho thấy người dân vẫn còn sử dụng

2

nguồn nước sông, rạch cho sinh hoạt; nếu như trong nước mặt tồn lưu thuốc BVTV thì có nguy cơ ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng dân cư tại chỗ và lân cận (Gandhi and Snedeker, 1999) Từ vấn đề được đề cập, đề tài “Đánh giá ô nhiễm thuốc bảo vệ thực vật trên ruộng lúa và các sông rạch chính tại tỉnh Hậu Giang” đã được thực hiện

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu dư lượng thuốc BVTV trong nước trên ruộng lúa, kênh nội đồng và sông, rạch nhằm đánh giá mức độ ô nhiễm giữa các thủy vực bị ảnh hưởng bởi thuốc BVTV

Nghiên cứu dư lượng thuốc BVTV trong đất ruộng lúa và bùn đáy trên kênh nội đồng, các sông, rạch tiếp nhận nhằm đánh giá tương quan giữa thuốc BVTV với động vật đáy và xác định chỉ số SPEARpesticides dựa vào động vật đáy để phản ánh tình trạng của các thuỷ vực có động vật đáy

bị rủi ro với thuốc trên địa bàn tỉnh Hậu Giang

1.3 Nội dung nghiên cứu

Đánh giá thực trạng sử dụng và quản lý thuốc BVTV ở khu vực lúa 3 vụ/năm và 2 vụ/năm thuộc 3 huyện có diện tích canh tác lúa lớn nhất gồm Long Mỹ, Vị Thủy và Phụng Hiệp là cơ sở xác định thời gian, vị trí thu mẫu và các hoạt chất thuốc BVTV được sử dụng phổ biến

Đánh giá biến động dư lượng thuốc BVTV trong nước, trong đất ruộng lúa và trong bùn đáy trên kênh nội đồng và sông, rạch tiếp nhận nước

từ kênh nội đồng

Đánh giá thành phần loài và số lượng cá thể động vật đáy trên ruộng lúa, kênh nội đồng và sông rạch Xác định chỉ số SPEARpesticides dựa vào động vật đáy ở mức độ họ để phản ánh tình trạng các thủy vực có động vật đáy bị rủi ro với thuốc BVTV tại địa bàn nghiên cứu

1.4 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu

Đề tài tập trung nghiên cứu trên ruộng lúa, kênh nội đồng và sông, rạch thuộc khu vực lúa 3 vụ/năm và 2 vụ/năm tại 3 huyện Long Mỹ, Vị Thuỷ và Phụng Hiệp; điểm tham chiếu là rạch Mái Dầm tại thị trấn Mái Dầm, huyện Châu Thành, tỉnh Hậu Giang; đây là khu vực không canh tác lúa

1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Cung cấp số liệu về dư lượng 5 hoạt chất propiconazole, fipronil, quinalphos, fenobucarb và cypermethrin trong nước mặt, trong đất và bùn đáy từ ruộng lúa ra kênh nội đồng và sông, rạch tiếp nhận là cơ sở đánh giá tình hình ô nhiễm thuốc BVTV trong nước, đất và bùn đáy, phục vụ cho công tác quan trắc dư lượng thuốc trên địa bàn tỉnh Hậu Giang

Phân tích, đánh giá được mối liên hệ giữa dư lượng thuốc BVTV với động vật đáy và tình trạng các loại hình thuỷ vực khác nhau bị ảnh hưởng bởi thuốc dựa vào chỉ số SPEARpesticides

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện từ năm 2011 đến năm 2016 trên địa bàn 3 huyện Long Mỹ, Vị Thủy và Phụng Hiệp thuộc tỉnh Hậu Giang

Trong phạm vi của đề tài, địa điểm nghiên cứu là khu vực canh tác lúa 3 vụ/năm và 2 vụ/năm Niên giám thống kê tỉnh Hậu Giang (2012) trên địa bàn nghiên cứu, diện tích canh tác lúa 3 vụ/năm là 58.808 ha, chiếm 76%, cao hơn so với canh tác lúa 2 vụ/năm là 18.574 ha, chiếm 24% Khảo sát chọn vị trí nghiên cứu cho thấy xã Phương Phú – Phụng Hiệp đại diện cho mô hình canh tác lúa 2 vụ/năm (vị trí Quản Lộ Phụng Hiệp) Các ruộng lúa ở khu vực này chỉ canh tác vụ Đông – Xuân và Hè – Thu; vụ Thu – Đông không canh tác lúa là do bị ảnh hưởng bởi mùa lũ và mực nước trên ruộng ≥50 cm Khu vực canh tác lúa 3 vụ/năm gồm xã Hoà An – Phụng Hiệp (Lái Hiếu), xã Long Trị - Long Mỹ (Cái Lớn), thị trấn Kinh Cùng – Phụng Hiệp (Nàng Mau) và xã Vị Thanh – Vị Thuỷ (Xà No) Ở các khu vực này, các ruộng lúa canh tác 3 vụ gồm Đông – Xuân, Hè – Thu và Thu – Đông Điểm tham chiếu được chọn là rạch Mái Dầm tại thị trấn Mái Dầm – Châu Thành; đây là khu vực không canh tác lúa và có thế mạnh kinh tế về thương mại, công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp (Bảng 2.1)

Ở mỗi vị trí nghiên cứu, ruộng lúa được chọn thu mẫu giống nhau về điều kiện và kỹ thuật canh tác Kênh nội đồng được chọn thu mẫu phải nhận nước thải trực tiếp từ các ruộng lúa khảo sát Đoạn sông, rạch được chọn phải nhận nước thải trực tiếp từ kênh nội đồng khảo sát Các đoạn sông, rạch này thuộc sông Lái Hiếu, Cái Lớn, Nàng Mau và Xà No đã cung cấp và tiếp nhận nước thải từ các ruộng lúa 3 vụ/năm; kênh Quản Lộ Phụng Hiệp là từ các ruộng lúa 2 vụ/năm; đây cũng là hệ thống sông, rạch phục vụ tưới tiêu nông nghiệp cho toàn tỉnh Hậu Giang Rạch Mái Dầm nhận nguồn nước từ các sông, rạch này khi triều xuống Tọa độ các điểm thu mẫu được thể hiện ở Bảng 2.1

Bảng 2.1 Toạ độ các điểm thu mẫu trên ruộng lúa, kênh nội đồng và sông, rạch

Kênh nội đồng (K)

Sông, rạch (S)

Địa bàn nghiên cứu Khu vực

Ghi chú: Hệ tọa độ DMS [độ ( 0 ): phút (’): giây (’’)]; B: vĩ Bắc; Đ: kinh Đông

2.2 Nội dung và phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Nội dung 1: Đánh giá thực trạng sử dụng và quản lý thuốc BVTV

Thực trạng sử dụng và quản lý thuốc BVTV dựa vào phỏng vấn trực tiếp nông hộ ở 3 huyện thuộc tỉnh Hậu Giang Mỗi huyện chọn 3 xã có diện tích lúa lớn nhất để phỏng vấn Tổng số hộ được phỏng vấn là 360 hộ; trong đó 30 hộ được phỏng vấn từ 12/2011-01/2012 là cơ sở để xây dựng đề cương nghiên cứu cho luận án; 270 hộ được phỏng vấn từ 08/2012-01/2013 và 60 hộ từ 12/2013-02/2014 là cơ

sở để đánh giá tình hình sử dụng và quản lý thuốc BVTV theo thời gian

Tổng hợp kết quả phỏng vấn đã xác định được hoạt chất thuốc BVTV được sử dụng phổ biến tại địa bàn để tiến hành thu mẫu; xác định thời gian

và vị trí thu mẫu trên ruộng lúa, kênh nội đồng và sông, rạch

Kết quả phỏng vấn đã xác định lượng thuốc BVTV được sử dụng trên đơn vị diện tích (Kg/ha) Công thức tính toán như sau:

(Nguồn: Chau et al 2015)

Trong đó, A là tổng lượng thuốc sử dụng/diện tích (Kg/ha) Ap là lượng hoạt chất sử dụng/diện tích (Kg/ha) Mp là lượng hoạt chất của mỗi loại thuốc (Kg/Kg; Kg/L) St là tổng diện tích lúa (ha) Mi là liều lượng sử dụng thuốc mỗi hộ (Kg/ha; L/ha) Si là diện tích lúa mỗi hộ (ha)

2.2.2 Nội dung 2: Thu mẫu và phân tích thuốc BVTV trong nước, trong đất và bùn đáy

a Thời điểm thu mẫu nước, đất và bùn đáy

Mẫu nước, đất và bùn đáy được thu trên ruộng lúa, kênh nội đồng và sông, rạch ở khu vực lúa 3 vụ/năm và 2 vụ/năm Ở năm 2012–2013, mẫu phân tích cypermethrin, quinalphos và fenobucarb được thu ở vụ lúa Đông–Xuân, Hè–Thu và Thu–Đông Năm 2014–2015, mẫu phân tích propiconazole và fipronil chỉ được thu ở vụ Đông–Xuân (Bảng 2.2) Thời điểm thu mẫu là 55 ngày tuổi lúa bởi vì ở thời điểm này các hoạt chất nghiên cứu được sử dụng với

tần suất là 1–4 lần; sau đó, không được sử dụng

Bảng 2.2 Thời điểm, nội dung và phương pháp thu mẫu

b Phương pháp thu mẫu và phân tích thuốc BVTV trong nước

- Phương pháp thu mẫu nước

Mẫu nước được thu theo tiêu chuẩn ngành 10 TCN 386-99 quy định

về phương pháp lấy mẫu kiểm định chất lượng và dư lượng thuốc BVTV (Bảng 2.2) Mẫu được thu ở độ sâu 20 cm tính từ mặt nước

Đông – Xuân

(10/2012 – 01/2013)

- Mẫu nước phân tích cypermethrin, quinalphos và fenobucarb

- Mẫu đất, bùn đáy phân tích cypermethrin, quinalphos và fenobucarb

- Mẫu đất, bùn đáy phân tích cypermethrin, quinalphos và fenobucarb

(06/2013 – 09/2013)

- Mẫu nước phân tích cypermethrin, quinalphos và fenobucarb

- Mẫu đất, bùn đáy phân tích cypermethrin, quinalphos và fenobucarb

6

Hình 2.1 Sơ đồ các điểm thu mẫu ở mỗi vị trí nghiên cứu

Ghi chú: S: Sông, rạch; K: Kênh nội đồng; R: ruộng lúa; : điểm thu mẫu; : mương bao ruộng lúa

Trên ruộng lúa, 3 mẫu tổ hợp được thu trên 3 ruộng lúa Ở mỗi ruộng lúa, mẫu tổ hợp gồm 5 mẫu đơn được thu theo đường Zic-zac trên các mương bao ở đầu, giữa và cuối ruộng lúa; sau đó trộn lại Trên kênh nội đồng, thu 3 mẫu tổ hợp cách nhau từ 100 – 500 m Trên sông, rạch thu 3 mẫu tổ hợp cách nhau từ 500 – 1.000 m (Hình 2.1) Điểm tham chiếu chỉ thu 3 mẫu tổ hợp trên rạch Mái Dầm, mỗi mẫu các nhau từ 500 – 1.000 m Mỗi mẫu tổ hợp gồm 5 mẫu đơn có thể tích là 1 L/mẫu, được trộn đều trong xô làm bằng kim loại không rỉ sét và thu 1 L nước Sau đó, acid hóa mẫu bằng dung dịch HCl đưa pH về 2 – 2,5 và trữ lạnh tạm thời Mẫu được trữ ở 4 0C tại phòng thí nghiệm và phân tích trong 1 tuần

Số mẫu nước được thu ở năm 2012 – 2013 là 144 mẫu/3 vụ lúa Năm

2014 – 2015, số mẫu nước là 48 mẫu/1 vụ lúa

Các chỉ tiêu nhiệt độ, pH, độ dẫn điện (EC) và nồng độ oxy hòa tan (DO) trong nước được đo trực tiếp tại hiện trường

- Phương pháp phân tích thuốc BVTV trong nước

Dư lượng các hoạt chất nghiên cứu trong nước được chiết tách và phân tích theo phương pháp Laabs et al (2007) trích dẫn của Pham Van Toan et al (2013) và được hiệu chỉnh để đạt độ thu hồi (%recovery) ≥70% Mẫu được chiết tách theo phương pháp chiết pha rắn bằng cột lọc Strata C18-E (500 mg) Hoạt chất δ-HCH được sử dụng làm chất đồng hành

để tính độ thu hồi Việc xác định dư lượng thuốc BVTV trong mẫu dựa vào các hoạt chất chuẩn và chất nội chuẩn Fluorene – D10

c Phương pháp thu mẫu và phân tích thuốc BVTV trong đất, bùn đáy

- Phương pháp thu mẫu đất, bùn đáy

Mẫu tổ hợp đất và bùn đáy được thu ngay sau khi đã thu mẫu nước tại cùng vị trí thu mẫu nước (Hình 2.1) Mẫu được thu theo quy trình Akerblom (1995) ở độ sâu 20 cm (Bảng 2.2)

Mẫu đất và bùn đáy tổ hợp gồm 5 mẫu đơn có khối lượng tương đối bằng nhau và trộn đều trong xô kim loại không rỉ sét Mẫu phân tích thuốc được chứa trong giấy nhôm với khối lượng khoảng 300 g Sau khi thu, mẫu được trữ lạnh tạm thời và chuyển về phòng thí nghiệm Mẫu được trữ trong điều kiện -200C và phân tích trong 1 – 2 tuần

Số mẫu đất và bùn đáy được thu ở năm 2012 – 2013 là 144 mẫu/ 3 vụ lúa Năm 2014 – 2015, số mẫu được thu là 48 mẫu/1 vụ lúa

Các chỉ tiêu pH, EC, thành phần cơ giới và chất hữu cơ trong đất và bùn đáy được thu và phân tích theo TCVN 5979:2007; TCVN 6650:2000; TCVN 5257:1990 và phương pháp chuẩn độ Walkley-Black

- Phương pháp phân tích thuốc BVTV trong đất và bùn đáy

Dư lượng thuốc BVTV trong đất, bùn đáy được chiết tách và phân tích theo phương pháp Laabs et al (1999) trích dẫn của Blasing (2010) và được hiệu chỉnh bởi đề tài Chất đồng hành δ-HCH được đưa vào mẫu để tính toán độ thu hồi (%recovery) ≥ 70%

Các hoạt chất nghiên cứu được phân tích bằng máy sắc ký khí Shimadzu

GC - 2010 ghép với khối phổ Shimadzu GCMS - QP2010, có tích hợp bộ tiêm mẫu tự động Shimadzu AOC – 20S Máy sắc ký khí được lắp đặt cột dẫn mao quản Rxi@5Sil MS W/Inter: dài 30 m, đường kính trong 0,25 mm và độ dày 0,25 m Khí He-li được sử dụng làm khí mang với tốc độ dòng không đổi là 1,0 mL/phút Chương trình nhiệt được áp dụng như sau: (1) Nhiệt độ ban đầu 80

0C được giữ trong 2 phút; (2) tăng nhiệt độ lên với tốc độ 15 0C/phút đến 180 0C; (3) tiếp tục tăng nhiệt độ với tốc độ 10 0C/phút đến 250 0C và giữ trong 2 phút; (4) tăng nhiệt độ lên với tốc độ 10 0C đến 300 0C và giữ trong 5 phút Nhiệt độ của buồng tiêm được hiệu chỉnh ở 250 0C Thể tích mỗi lần tiêm là 1 µL

Dư lượng thuốc BVTV được xác định theo phương pháp nội suy với chất nội chuẩn là Fluorene-D10 Phương trình đường chuẩn được xây dựng dựa trên 5 mức nồng độ là 0,005; 0,01; 0,05; 0,1 và 0,5 ppm với hệ số xác định R2 = 0,999 (propiconazole); R2 = 0,9999 (fipronil); R2 = 0,9993 (quinalphos); R2 = 0,9997 (fenobucarb) và R2 = 0,999 (cypermethrin)

2.2.3 Nội dung 3: Thu mẫu, phân tích động vật đáy (ĐVĐ)

a Phương pháp thu mẫu động vật đáy (ĐVĐ)

Mẫu động vật đáy được thu cùng vị trí và ngay sau khi đã thu mẫu nước, đất và bùn đáy (Hình 2.1) Thời điểm thu mẫu ĐVĐ là 3 vụ lúa Đông – Xuân, Hè – Thu và Thu – Đông ở năm 2012 – 2013 Phương pháp thu mẫu ĐVĐ theo tiêu chuẩn của MRC [MEKONG RIVER COMMISSION] (2010): Sử dụng gàu Ekman để thu mẫu động vật đáy (Bảng 2.2)

Mẫu sau khi thu cho vào sàn ĐVĐ có kích thước mắt lưới là 0,5 mm

để loại bỏ rác và bùn; sau đó cho vào bọc nylon và bảo quản bằng dung dịch formol 8%

Số mẫu ĐVĐ được thu là 144 mẫu/ 3 vụ lúa của năm 2012 – 2013

8

b Chỉ số đa dạng Shannon-Wienner (H’)

Công thức tính chỉ số đa dạng Shannon – Wienner (H’)

(Nguồn: Shannon and Wienner, 1964)

Trong đó: ni là số lượng cá thể loài i; n là tổng số lượng cá thể ĐVĐ

c Xác định chỉ số SPEAR pesticides dựa vào ĐVĐ ở mức độ họ phản ánh tình trạng thuỷ vực bị ảnh hưởng bởi thuốc BVTV

Trong phạm vi nghiên cứu, chỉ số SPEARpesticides ở mức độ họ ĐVĐ được

sử dụng để đánh giá tình trạng thuỷ vực bị ảnh hưởng bởi thuốc BVTV Theo nghiên cứu Beketov et al (2008, 2009) đánh giá khả năng ứng dụng của chỉ số SPEARpesticides ở mức độ họ và SPEARpesticides ở mức độ loài khác biệt không có ý nghĩa thống kê về giá trị Chỉ số SPEARpesticides ở mức độ họ ĐVĐ dễ ứng dụng

và phù hợp với nhiều quốc gia khác nhau về vùng địa lý và khí hậu (Beketov et

al 2008, 2009; Schafers et al 2007, 2011; Rasmussen et al 2016) Xác định các

họ ĐVĐ bị rủi ro với thuốc BVTV dựa vào nghiên cứu của Beketov et al (2008) hoặc của Trung tâm Nghiên cứu Môi trường (The UFZ, 2016)

Chỉ số SPEARpesticides được xác định theo công thức:

(Nguồn: Beketov et al 2009)

Trong đó, n là số lượng họ động vật đáy; xi là số cá thể họ thứ i; y = 0

là họ ĐVĐ không bị rủi ro với thuốc; y = 1 là họ ĐVĐ bị rủi ro với thuốc

Bảng 2.3 Tình trạng thuỷ vực bị ảnh hưởng bởi thuốc BVTV

SPEAR pesticides ≤ 11 Thuỷ vực bị ảnh hưởng bởi thuốc BVTV có ĐVĐ không

bị rủi ro với thuốc chiếm ưu thế

11 < SPEAR pesticides ≤ 22 Thuỷ vực bị ảnh hưởng bởi thuốc BVTV có ĐVĐ

không bị rủi ro nhiều hơn ĐVĐ bị rủi ro với thuốc

22 < SPEAR pesticides ≤ 33 Thuỷ vực bị ảnh hưởng bởi thuốc BVTV có số lượng

ĐVĐ bị rủi ro và ĐVĐ không bị rủi ro với thuốc chênh lệch không đáng kể

33 < SPEAR pesticides ≤ 44 Thuỷ vực có tiềm năng bị ảnh hưởng bởi thuốc BVTV SPEAR pesticides > 44 Thuỷ vực chưa bị ảnh hưởng bởi thuốc BVTV

(Nguồn: Beketov et al 2009)

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Thực trạng sử dụng thuốc BVTV tại khu vực nghiên cứu

Thực trạng sử dụng thuốc BVTV qua phỏng vấn 256 hộ ở khu vực lúa

3 vụ/năm (chiếm 71%) và 104 hộ ở khu vực lúa 2 vụ/năm (chiếm 29%) cho thấy có 97 tên thương mại thuộc 64 hoạt chất và 32 nhóm thuốc được sử dụng Tỷ lệ sử dụng các nhóm thuốc BVTV được thể hiện ở Bảng 3.1

Bảng 3.1 Phần trăm sử dụng (%) các nhóm thuốc BVTV từ 2011-2014

Ghi chú: Khác: là nhóm thuốc BVTV không tìm thấy trong danh mục của PPDB [Pesticide Properties DataBase] (2016)

Hoạt chất propiconazole (thuộc nhóm triazole) được sử dụng phổ biến nhất ở 3 giai đoạn khảo sát Đối với thuốc trừ sâu, hoạt chất quinalphos (lân hữu cơ), cypermethrin (cúc tổng hợp) và fenobucarb (carbamate) được sử dụng phổ biến ở giai đoạn 2011-2012 và 2012-2013 Ở giai đoạn 2013-2014,

tỷ lệ sử dụng của 3 hoạt chất này chênh lệch không đáng kể so với giai đoạn 2012-2013 Tỷ lệ sử dụng của fipronil (phenylpyrazole) cao hơn so với các hoạt chất trừ sâu khác, ngoại trừ indoxacarb (Oxadiazine) Nhiều nghiên cứu

về ảnh hưởng của thuốc đối với ĐVĐ cho thấy cypermethrin, quinalphos và fenobucarb (ngưỡng gây ảnh hưởng là ≥0,1 µg/L) có độc tính cao hơn so với fipronil (≥16 µg/L) và propiconazole (>500 µg/L), (Bacci et al 1987;

10

Siegfried, 1993; Ward et al 1995; Moore et al 1998; Karen et al 2001; Akerblom, 2004; Stark and Vargas, 2005; Rasmussen et al 2012) Trong phạm vi nghiên cứu, đề tài đã đánh giá biến động dư lượng cypermethrin, quinalphos và fenobucarb ở 3 vụ lúa của năm 2012-2013 và mối liên hệ với ĐVĐ theo thời gian Biến động dư lượng propiconazole và fipronil chỉ được khảo sát ở 1 vụ lúa năm 2014–2015 có vượt ngưỡng gây ảnh hưởng đến ĐVĐ Nông dân ở khu vực lúa 3 vụ/năm sử dụng thuốc BVTV cao hơn so với

ở khu vực lúa 2 vụ/năm Cụ thể, số hoạt chất được sử dụng là 57 và 44 tương ứng Tần suất phun thuốc ≥ 9 lần/vụ ở khu vực lúa 3 vụ/năm cao hơn so với khu vực lúa 2 vụ/năm, chiếm 17,9% và 11% tương ứng Tỷ lệ thuốc được pha cao hơn hướng dẫn trên nhãn lần lượt là 53,1% và 40,3% Lượng thuốc được

sử dụng ở khu vực lúa 3 vụ/năm là 3,88 Kg/ha cao hơn khu vực lúa 2 vụ/năm

là 2,58 Kg/ha; trong đó, thuốc trừ bệnh được sử dụng cao nhất lần lượt là 1,8

và 1,45 Kg/ha; tiếp theo là trừ cỏ là 0,94 và 0,59 Kg/ha, trừ sâu là 0,56 và 0,32 Kg/ha và loại thuốc khác (0,58 và 0,22 Kg/ha)

3.2 Dư lượng các hoạt chất thuốc BVTV trong nước, trong đất và bùn đáy 3.2.1 Dư lượng thuốc BVTV trong nước

Kết quả phân tích đã phát hiện 4/5 hoạt chất nghiên cứu trong nước gồm propiconazole, quinalphos, fipronil và fenobucarb Cypermethrin không được phát hiện trong tất cả mẫu nước khảo sát

3.2.1.1 Dư lượng thuốc BVTV trong nước trên ruộng lúa

Kết quả phân tích cho thấy dư lượng propiconazole trong nước là cao nhất có giá trị trung bình là 4,55 ±1,16 µg/L Đối với thuốc trừ sâu, trung bình dư lượng quinalphos là 0,38 ±0,15 µg/L cao hơn so với fipronil và fenobucarb lần lượt là 0,11 ±0,08 µg/L và 0,06 ±0,01 µg/L Kết quả này phù hợp với thực trạng sử dụng thuốc tại địa bàn cho thấy tỷ lệ sử dụng

propiconazole > quinalphos > fipronil > fenobucarb

a Dư lượng thuốc BVTV trong nước ruộng lúa 3 vụ/năm và 2 vụ/năm

Hình 3.1 Dư lượng thuốc BVTV trong nước trên ruộng lúa 3 vụ/năm và 2 vụ/năm Ghi chú: n = 12 (3 vụ/năm) và n = 3 (2 vụ/năm): propiconazole và fipronil;

n = 36 (3 vụ/năm) và n = 9 (2 vụ/năm): quinalphos và fenobucarb