Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết này mô tả các kết quả của việc đánh giá rủi ro môi trường của thuốc bảo vệthực vật được sử dụng trong nông nghiệp ở Xiamen, Trung Quốc. Mục đích là để đánhgiá tác động đối với tài nguyên nước, đặc biệt là đối với nghề cá và nuôi trồng hải sản.Dữ liệu về thuộc tính nghiên cứu độc học sinh thái của thuốc bảo vệ thực vật và tínhchất vật lý - hóa học của nó đã được thu thập. Sự mô phỏng các hành vi môi trườngcủa thuốc bảo vệ thực vật liên quan đến tải trọng để áp dụng vào các lĩnh vực nôngnghiệp được thực hiện bằng cách sử dụng mô hình SoilFug. Đánh giá rủi ro được tiếnhành, thuốc bảo vệ thực vật nồng độ gần đúng đã được tính toán, hóa chất có nguy cơcao nhất đã được xác định, và các biện pháp quản lý rủi ro đã được chỉ ra.
Mục lục: Trang | 1 DANH MỤC BẢNG Trang | 2 I. TÓM TẮT Bài viết này mô tả các kết quả của việc đánh giá rủi ro môi trường của thuốc bảo vệ thực vật được sử dụng trong nông nghiệp ở Xiamen, Trung Quốc. Mục đích là để đánh giá tác động đối với tài nguyên nước, đặc biệt là đối với nghề cá và nuôi trồng hải sản. Dữ liệu về thuộc tính nghiên cứu độc học sinh thái của thuốc bảo vệ thực vật và tính chất vật lý - hóa học của nó đã được thu thập. Sự mô phỏng các hành vi môi trường của thuốc bảo vệ thực vật liên quan đến tải trọng để áp dụng vào các lĩnh vực nông nghiệp được thực hiện bằng cách sử dụng mô hình SoilFug. Đánh giá rủi ro được tiến hành, thuốc bảo vệ thực vật nồng độ gần đúng đã được tính toán, hóa chất có nguy cơ cao nhất đã được xác định, và các biện pháp quản lý rủi ro đã được chỉ ra. © 2002 Elsevier Science Ireland Ltd. All rights reserved. Từ khóa: Đánh giá rủi ro; Nghiên cứu độc học sinh thái; Ảnh hưởng của thuốc bảo vệ thực vật, độc chất trong thủy sản II. GIỚI THIỆU Trong vài năm qua, sự phù hợp của các mô hình phân phối môi trường và số phận của các chất hóa học đã tăng lên theo cấp số nhân trong cộng đồng khoa học và một số mô hình đã được đề xuất tiến hành. Trong khi đó, cộng đồng quản lý, đánh giá và kiểm soát các chất hóa học đã chuyển từ giới hạn chấp nhận được trong nước thải và hoặc các tiêu chí chất lượng trong các phương tiện truyền thông khác nhau về môi trường đối với các thủ tục đánh giá rủi ro. Đánh giá rủi ro là một quá trình liên quan đến việc xác định nguy cơ, đánh giá các ảnh hưởng, đánh giá sự phơi nhiễm và tính chất đặc thù của các rủi ro (Van Leeuwen và Hermens, năm 1995). Bài viết này mô tả một ứng dụng thực tế của các mô hình và mô hình chiến lược trong quá trình đánh giá rủi ro do các loại thuốc bảo vệ thực vật gây ra. Môi trường toàn cầu - Chương trình Phát triển Liên hợp quốc - Tổ chức Hàng hải quốc tế (GEF / UNDP / IMO, 1995) đã thành lập một Chương trình khu vực về Trang | 3 Phòng chống và quản lý ô nhiễm biển tại vùng biển Đông Á (MPP-EAS), có 3 Dự án được tiến hảnh ở Vịnh Batangas (Philippine), Hạ Môn (Trung Quốc) và Malaca. Báo cáo này cho chúng ta kết quả của việc Đánh giá rủi ro của việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật ở Hạ Môn, Trung Quốc. Mục tiêu là: (1) Đánh giá tác động của của thuốc bảo vệ thực vật đối với nghề cá và nuôi trồng thủy sản. (2) Ứơc lượng gần đúng các thông tin về độc học sinh thái (ecotoxicological) của các loại thuốc bảo vệ thực vật, bao gồm số lượng và tần suất sử dụng các loại thuốc đó trên các cánh đồng nông nghiệp trong 1 năm (3) Đề xuất các cách đo và hành động phù hợp để xác định rõ các tác động tiềm năng khác của thuốc bảo vệ thực vật III. ĐẶC ĐIỂM MỘT SỐ CHẤT HÓA HỌC TRONG BÀI 1. Thuốc diệt nấm Carbendazim Carbendazim là chất bột có màu xám trắng. Công thức hóa học C9H9N3O2 Trọng lượng phân tử 191.187 g/mol Nhiệt độ nóng chảy 302-307 °C Những tên gọi khác Methyl (1H-benzimidazol-2-yl)carbamate, Carbendazol (ZMAF), methyl-2- benzimidazole carbamate (MBC, MCB, BCM, BMC) Trang | 4 Sản xuất và ứng dụng Vào năm 1988, sản lượng carbendazim toàn cầu xấp xỉ 3600 tấn. Nó là một chất thuộc nhóm thuốc diệt nấm benzimidazole được dùng rộng rãi nhất. Carbandazim thường được dùng như chất ngăn ngừa các bệnh thực vật ở cây ăn trái, rau quả, ngũ cốc Tác động - Đối với môi trường: Carbendazim là chất gây hại cho các sinh vật sống dưới đất và dưới nước. - Đối với con người: Được đánh giá là có độc tính thấp đối với con người. Làm bỏng rát khi tiếp xúc với da và mắt. Theo các nghiên cứu trên động vật, tiếp xúc thường xuyên và lâu dài với carbendazim có thể tác động xấu đến quá trình sinh sản và phát triển ở người. 2. Thuốc trừ cỏ Butachlor Tên chung: Butachlor Tên hóa học: 2-chloro-N-(2-ethyl-6-methylphenyl)- acetamide Công thức hóa học: C17H26ClNO2 Loại thuốc: Thuốc trừ cỏ Thành phẩm: 93% TC. / 60% EC Cơ chế tác động: Thuốc cỏ chọn lọc với tác động thấm sâu, chủ yếu ngấm vào các chồi non. Ngăn sự phân chia tế bào Trang | 5 Ứng dụng: Là loại cỏ tiền nảy mầm để diệt các loại cỏ mọc quanh năm và một số loại cỏ lá rộng trên lúa, cả lúa sạ và lúa cấy. Cũng dùng như một loại cỏ chọn lọc trên lúa mạch, bông vải, đậu phộng, củ cải đường, lúa mì và một số rau màu thuộc họ cải bắp. Liều dùng khoảng 1-4.5Kg/ha. Hoạt động phụ thuộc vào các khu vực có hệ thống thủy lợi tốt, nhiều mưa. 3. Dicofol Dicofol là hợp chất clorua hữu cơ, là sản phẩm trung gian của quá trình sản xuất DDT. Công thức hoá học của Dicofol tương tự như DDT. Dicofol dùng để diệt con mạt sống trên cây hoặc quả. Đây là một chất độc tiếp xúc giết côn trùng sau khi ăn hay bám trên mùa màng. Dicofol là độc thần kinh, ở động vật có vú, Dicofol gây kích thích cao độ dẫn truyền dọc theo trục của tế bào thần kinh, do ức chế một số enzym trong hệ thần kinh trung ương. 4. Carbofuran Tên IUPAC 2,3-dihydro-2,2-dimethylbenzofuran-7-yl methylcarbamate. Công thức hóa học C12H15NO3. Tên gọi khác Furadan, Curaterr, Yaltox, Carbofurane, Trang | 6 Pillarfuran, Crisfuran, Kenofuran, Chinufur, Furacarb Khối lượng phân tử 221,2524 g/mol. Cấu trúc hóa học Độc tính LD50: 11 mg/kg. PHI: 14 ngày. Thuốc rất độc đối với người và động vật máu nóng, nhưng an toàn đối với cây trồng. Tính chất khác thuốc ở dạng hạt có màu tím hay trắng xám, mùi nồng nhẹ, ít tan trong nước, tan nhiều trong các dung môi hữu cơ. Thuốc dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao và trong môi trường kiềm. Lưu ý: do Carbofuran rất độc nên cần phải hết sức thận trọng trong khi sử dụng và bảo quản. 5. Dichlorvos Tên IUPAC 2,2-dichlorovinyl dimethyl phosphate. Công thức hóa học C 4 H 7 Cl 2 O 4 P. Tên gọi khác DDVP, Nuvan, Vapona, Nogos, Desvap Khối lượng phân tử 220,975741 g/mol. Cấu trúc hóa học Độc tính LD50: 80 mg/kg (chuột cống đực). Tránh dùng trên các loại họ Bầu Bí Dưa có lá mỏng, dây yếu. Thuốc rất độc nên được xếp vào danh mục hạn chế sử dụng. Tính chất khác Dichlorvos là một chất lỏng không màu, mùi tương đối dễ chịu, tan tốt trong hầu hết các dung môi hữu cơ nhưng ít tan trong Trang | 7 nước (khoảng 1% ở nhiệt độ thường), độ bay hơi cao thích hợp cho việc xông hơi. Là chất kị ẩm, kiềm, bị thủy phân chậm trong môi trường acid và trung tính, nhanh hơn trong môi trường kiềm. Dichlorvos kết hợp với các chất halogen tạo thành những hợp chất khác có tính độc đối với dịch hại, như khi kết hợp Dichlorvos với hỗn hợp C12Br2 sẽ thu được hợp chất Dibrom. IV. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Tài liệu chính cung cấp thông tin về đặc điểm địa lý, khí hậu và lượng mưa, hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp, các đặc tính của đất là quyển “ Thông tin môi trường bờ biển của Hạ Môn” (MPP – EAS, GEF/UNDP/IMO, 1995). Các dữ liệu thuốc BVTV (năm 1996) được cung cấp bởi Công ty Cung cấp Vật liệu Sản xuất Nông nghiệp Thành phố Hạ Môn. Thông tin về các ảnh hưởng độc học sinh thái và đặc trưng hóa – lý của các loại thuốc BVTV được cung cấp bởi Tomlin (1994) và Howard (1991). Một nửa các mô hình này đã được sử dụng để tính nhiệt độ trung bình hàng năm ở Hạ Môn. Các mô hình chiến lược được đề xuất trong các báo cáo của Mackay và cộng sự (1996). Mô hình này được sử dụng để tính toán chỉ số Nồng độ Môi trường Dự kiến (Predicted environmental concentration) (PEC) là Soil – Fug (Di Guardo và cộng sự, 1994). 1. Đặc điểm địa lý, khí hậu và phân bố lượng mưa. Diện tích tổng cộng của thành phố Hạ Môn, các vùng đã được thừa nhận chủ quyền, bao gồm cả các đảo khoảng 1516 km 2 , nằm ở bờ biển phía Nam của tỉnh Phúc Kiến. Vịnh này có cấu trúc phức tạp gồm các đảo và vùng biển khác nhau như Cảng Tây Hạ Môn, vịnh Maulan, cửa sông Jiu-longgjiang, vùng biển phía Nam và phía Đông. Trang | 8 Thuốc BVTV ở Hạ Môn theo dòng nước đổ trực tiếp ra vùng biển phía Tây, phía Đông, Vịnh Ton – g’an , nơi có các hoạt động nuôi trồng thủy sản. Nhiệt độ trung bình hàng năm ở Hạ Môn là 20.9 o C , trong đó tháng 7 có nhiệt độ cao nhất 28.4 o C và lạnh nhất vào các tháng Một/Hai với 12.6 o C. Lượng mưa trung bình hàng năm là 1143 mm. Sự phân bố lượng mưa năm 1996 được cung cấp bởi Trung tâm khí tượng thuỷ văn địa phương. Bảng 1: Dữ liệu lượng mưa từ cuối tháng 4 đến tháng 12 năm 1996 Đợt mưa Ngày mưa (ngày) Khoảng thời gian (ngày) Lượng mưa (mm) Lượng dòng chảy (mm) 1 1 2 75 37.5 2 9 11 35 17.5 3 14 7 139 69.5 4 19 5 56 28.0 5 31 15 453 226.5 6 12 3 22 11.0 7 3 9 80 40.0 8 19 3 22 11.0 9 44 3 30 15.0 2. Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp, các đặc tính đất , tải lượng thuốc bảo vệ thực vật trong đất. Trong những năm qua, Hạ Môn đã có sự phát triển nhanh chóng nền kinh tế - xã hội, cơ sở hạ tầng như cầu – cảng, sự phát triển về thủy sản, công nghiệp và tăng lên về thương mại . Diện tích đất trồng trọt ở Hạ Môn hiện khoảng 427 km 2 . Thuốc BVTV chỉ được dùng trên các diện tích cây trồng chính: lúa (29.8 km 2 ), họ đậu (12.6 km 2 ), rau (22.2 km 2 ), cây ăn quả ( 32km 2 ), các loại cây trồng khác thì có sự giới hạn về việc sử dụng số lượng thuốc BVTV.Các đặc điểm của lớp đất được sử dụng mô phỏng trong quá trình nghiên cứu: độ sâu 0.3 m, độ rỗng 0.3, độ xốp 0.5, Cacbon hữu cơ chứa 0.02 %, tổng diện tích 1405 km 2 (GEF/UNDP/IMO, 1995). Thuốc diệt cỏ chỉ được dùng cho lúa, còn thuốc diệt nấm và Carbamate được sử dụng cho bất kì loại cây Trang | 9 trồng nào, Photphat hữu cơ chủ yếu dành cho lúa, còn Clo hữu cơ dành cho cây hoa quả và rau củ. Các ứng dụng này sẽ đánh giá tiêu chuẩn “hóa nông nghiệp” sử dụng trong nhiều sản phẩm khác nhau.Bảng 2 sẽ liệt kệ các loại thuốc bảo vệ thực vật được sử dụng nhiều nhất ở Hạ Môn, gồm số lượng, % thành phần hoạt động, thành phần hoạt động mỗi năm trong 1 tấn, tỉ lệ sử dụng kg/ha trong sản phẩm và thành phần hoạt động kg/ha. Trong đó, chất Dichlorvos có tổng nồng độ sử dụng rất cao đến 8 lần mỗi năm với tỉ lệ 2.4 kg/ha. Bảng 2: Thuốc bảo vệ thực vật tiêu thụ ở Hạ Môn Thuốc bảo vệ thực vật Số lượng (t/y) % a.i. Số lượng a.i. (t / y) Ứng dụng (kg / ha) Ứng dụng a.i. (kg / ha) Thuốc diệt nấm tổng số 50 Carbendazim 15 50 7.5 1.5 0.75 Đồng sunfat 10 96 9.6 0.75–1.125 0.72–1.08 Thiophanate–methyl 15 70 10.5 1.5 1.05 Thuốc diệt cỏ tổng số 100 Butachlor 20 60 12.0 1.5–1.85 0.9–1.11 Glyphosate 60 10 6 15.0 1.5 Thuốc bảo vệ thực vật tổng số 1000 Organochlorines Dicofol 20 20 4 1.5 0.3 Organophosphates Dichlorvos 225 80 180 3.0 2.4*8 Dimethoate 85 40 34.0 1.5–3.0 0.6–1.2 Methamidophos 100 50 50 1.5 0.75 Omethoate 40 40 16 1.5–3.0 0.6–1.2 Parathion–methyl 40 1.5 0.6 22.5–37.5 0.34–0.56 Carbamates Carbofuran 215 3 6.5 3.0–4.5 0.09–0.135 3. Kết quả nghiên cứu Mô phỏng phương pháp xử lý và tải lượng các loại thuốc bảo vệ thực vật. Trang | 10 [...]... thuốc BVTV khác nhau ở cửa của lưu vực, trong trường hợp này, nó đại diện bằng điểm tiếp xúc giữa nước ngọt và nước mặn của biển Xiamen Những đồ thị này đã được đưa ra trong hình 1-3 và thảo luận bên dưới, cùng với độc học sinh thái đáng kể của nồng độ được ước lượng Đối với thời gian chính xác của mỗi đợt mưa tham khảo trong bảng 1 Đánh giá rủi ro cho môi trường sống dưới nước Kết quả của mô hình... chảy Nồng độ của nước tính toán được có đỉnh ở 15µg/l bằng với độc cấp tính Daphnia Trong điều kiện này, tỉ lệ rủi ro nguy hiểm đối với sinh vật trong nước là rất cao Trang | 15 Nếu như đánh giá rủi ro được thực hiện đơn giản bằng cách kiểm tra tỉ lệ giữa PEC và 4 chất đại diện, chỉ có carbonfuran là thấy được rủi ro trực tiếp đối với động vật dưới nước, kết quả này không phải là nguyên nhân gây ra... tắt trong Bảng 3 Lượng mưa mô phỏng này đã được xem xét các dữ liệu từ cuối tháng Tư đến tháng 12 năm 1996 (Bảng 1) Bảng 4 tóm tắt Trang | 11 đặc tính lý hoá của thuốc bảo vệ thực vật sử dụng cho mô hình đánh giá rủi ro ở người đàn ông khu vực Xia- với mô hình SoilFug Một đánh giá tổng quát ban đầu về một chất hóa học được đề xuất trong một chuỗi các tiêu chí cân bằng (Equilibrium Criteria) trong các... bằng pyrethroids), sự lựa chọn những sản phẩm ít tác động và ít linh động (ví dụ những loại photphat hữu cơ khác, pyrethroids tổng hợp, pseudo- pyrethroids) và việc đưa vào sử dụng hệ thống luân canh và việc kết hợp quản lý sâu dịch hại Nhìn chung, tình trạng hiện tại của việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật ở vùng Xiamen là một rủi ro rất lớn đối với môi trường thủy sinh và gây ra xung đột trong việc... rất thấp, một cuộc khảo sát đã được thực hiện và giá trị thấp nhất đã được xác định Thực tế, Vighi et al.(1991) đã báo cáo là 0.22µg/l trong khi số liệu cũ hơn thì cho là 0.05 µg/l(Mayer and Ellersieck, 1986) Trang | 16 Trang | 17 Trang | 18 Trang | 19 V KẾT LUẬN Thông qua khảo sát hiện tại, đánh giá rủi ro đầu tiên về ảnh hưởng của thuốc bảo vệ thực vật trong nông nghiệp đã được hoàn thành Nghiên cứu... tiến hành những chương trình quan trắc tốn kém Nghiên cứu này có thể hữu dụng cho sự phát triển bền vững trong nông nghiệp và đánh giá rủi ro đối với việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật ở các nước đang phát triển, những nơi đang thiếu điều kiện phân tích Cho tới nay, những hệ số dự đoán sự phân bố môi trường/ liều lượng gây ra ảnh hưởng không quan sát được hoặc mục tiêu về chất lượng nước vẫn chưa được... BVTV đưa ra trong bảng 2 đã được áp dụng với lượng đáng kể Tiếp tục xem xét những hóa chất thuộc cùng một nhóm có phương thức hoạt động giống nhau có thể cân nhắc đến độc tố thêm vào môi trường thủy sinh khi nó có mặt trong hợp chất (Vighi và Calamari, 1996) Vì vậy, một đơn chất trong bối cảnh này có thể đại diện cho một nhóm hóa chất, mặc dù có sự khác biệt trong mức độ độc tính cấp tính Trong số các... thực hiện trong mùa mưa, với dòng chảy lớn nhất và tải trọng thuốc BVTV lớn nhất Trường hợp đặc biệt về dichlovos (lên đến 8 lần xử lý trong một năm ở những điều kiện bình thường) một mô hình đặc biệt đã được thực hiện với việc cân nhắc 3 lần xử lý trong khoảng 2 tuần Từ những bộ dữ liệu đã mô tả ở trên, mô hình có thể tính toán nồng độ trung bình của những loại thuốc BVTV khác nhau trong nước trong suốt... của hóa chất đã áp dụng trong những pha đất và khả năng gây ô nhiễm nước mặt của nó trong suốt những đợt mưa Một đợt mưa được định nghĩa là khoảng thời gian bắt đầu với một trận mưa rào và kết thúc với việc trở về mực nước nền trong dòng suối kế cận Mô hình yêu cầu một lượng hóa chất giới hạn, dữ liệu môi trường và mô hình cung cấp một nồng độ thuốc bảo vệ thực vật trung bình trong những dòng chảy ra... nhau trong đất, thông qua sự tính toán mức pha loãng (Mackay, 1991) trong đợt mưa Tóm lại, mô hình xét đến 4 phần trong đất: không khí trong đất, nước trong đất, hợp chất hữu cơ và hợp chất vô cơ Cho mỗi phần này một khả năng thu nhận (dung tích) (Z) có thể tính toán được, vì vậy độ pha loãng có thể được thực hiện khi thể tích và hóa chất đầu vào được biết Từ độ pha loãng, nồng độ và lượng hóa chất trong