Tài liệu Luận văn tốt nghiệp thử nghiệm xử lý nước thải thuốc trừ sâu nhóm phospho hữu cơ (diazinon, phenthoate) và nhóm carbamat

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THỬ NGHIỆM XỬ LÝ NƯỚC THẢI THUỐC TRỪ SÂU NHÓM PHOSPHO HỮU CƠ (DIAZINON, PHENTHOATE) VÀ NHÓM CARBAMATE (FENOBUCARB, ISOPROCARB) TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN THUỐC SÁT TRÙNG CẦN THƠ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN Th.S Nguyễn Thị Diệp Chi Phạm Quang Khôi MSSV: 2063968 Ngành: Công Nghệ Hóa Học – Khóa 32 Tháng 11/2010 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC    NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1. Cán bộ hướng dẫn: Th.S Nguyễn Thị Diệp Chi 2. Đề tài: Thử nghiệm xử lý nước thải thuốc trừ sâu nhóm phospho hữu cơ (Diazinon, Phenthoate) và nhóm Carbamate (Fenobucarb, Isoprocarb) tại công ty cổ phần thuốc sát trùng Cần Thơ. 3. Sinh viên thực hiện: Phạm Quang Khôi, MSSV: 2063968. 4. Lớp: Công Nghệ Hóa Học – khóa 32 5. Nội dung nhận xét: a. Nhận xét về hình thức của LVTN:.................................................... ......................................................................................................... b. Nhận xét về nội dung của LVTN ( Đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ) * Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài: ..................................... ................................................................................................... ................................................................................................... * Những vấn đề còn hạn chế: ........................................................ ................................................................................................... ................................................................................................... c. Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có ): .... ................................................................................................... d. Kết luận, đề nghị và điểm: ............................................................... ...................................................................................................... Cần Thơ, ngày ....... tháng ....... năm 2010 Cán bộ chấm hướng dẫn TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC    NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN 1. Cán bộ phản biện: .............................................................................................. 2. Đề tài: Thử nghiệm xử lý nước thải thuốc trừ sâu nhóm phospho hữu cơ (Diazinon, Phenthoate) và nhóm Carbamate (Fenobucarb, Isoprocarb) tại công ty cổ phần thuốc sát trùng Cần Thơ. 3. Sinh viên thực hiện: Phạm Quang Khôi, MSSV: 2063968. 4. Lớp: Công Nghệ Hóa Học – khóa 32 5. Nội dung nhận xét: a. Nhận xét về hình thức của LVTN:.................................................... ......................................................................................................... b. Nhận xét về nội dung của LVTN ( Đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ) * Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài: ..................................... ................................................................................................... ................................................................................................... * Những vấn đề còn hạn chế: ........................................................ ................................................................................................... ................................................................................................... c. Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có ): .... ................................................................................................... ................................................................................................... d. Kết luận, đề nghị và điểm: ............................................................... Cần Thơ, ngày .... tháng .... năm 2010 Cán bộ chấm phản biện Theo thống kê của tổ chức năng lượng thế giới hằng năm, thiệt hại mùa màng do sâu, bệnh gây ra trung bình mất khoảng 20 – 30% tổng sản lượng. Vì vậy cùng với sự phát triển của ngành nông nghiệp hiện đại thì việc sử dụng các phương tiện hóa học và sinh học trong các khâu sản xuất, bảo quản, chế biến, trong đó có phân bón và thuốc bảo vệ thực vật là không thể thiếu. Việc sử dụng các hóa chất bảo vệ thực vật là phương tiện quan trọng và kinh tế nhất trong công tác phòng trừ dịch hại trong nông nghiệp. Đây là động lực chính đã thúc đẩy lĩnh vực nghiên cứu tổng hợp và sử dụng các hóa chất có tác dụng phòng trừ sâu bệnh gây hại. Sản xuất thuốc bảo vệ thực vật là một ngành phát triển nhanh chóng và đem lại hiệu quả cao. Tuy nhiên, việc sản xuất thuốc bảo vệ thực vật gây ảnh hưởng rất lớn đến môi trường. Vì vậy muốn sản xuất thuốc bảo vệ thực vật đạt hiệu quả cao và an toàn đối với môi trường thì việc nghiên cứu xử lý nước thải tại các công ty hay các nhà máy sản xuất thuốc bảo vệ thực vật là rất cần thiết. Với đề tài “Đánh giá dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trong nước thải tại công ty cổ phần thuốc sát trùng Cần Thơ” nhằm góp phần vào việc nghiên cứu chung để tìm biện pháp xử lý nước thải ngày càng hoàn thiện hơn tại công ty cổ phần thuốc sát trùng Cần Thơ. Em xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô Bộ Môn Công Nghệ Hoá Học - Khoa Công Nghệ - trường Đại Học Cần Thơ đã truyền đạt cho em những kiến thức và kinh nghiệm vô cùng quý báu trong suốt quá trình học tập và rèn luyện tại trường. Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cám ơn cô Nguyễn Thị Diệp Chi đã chỉ bảo tận tình chỉ bảo và truyền đạt cho em những kinh nghiệm vô cùng quý báu trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp. Em xin chân thành cám ơn công ty cổ phần thuốc sát trùng Cần Thơ đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành đề tài. Cuối cùng, xin gởi lời cám ơn đến bạn bè đã giúp đỡ tôi rất nhiệt tình trong suốt quá trình làm luận văn. Sinh viên thực hiện Phạm Quang Khôi i MỤC LỤC Lời cảm ơn ---------------------------------------------------------------------------------i Danh mục chữ viết tắt -------------------------------------------------------------------- v Danh mục hình và sơ đồ ----------------------------------------------------------------- vi Danh mục bảng --------------------------------------------------------------------------- vii CHƯƠNG I: CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề -----------------------------------------------------------------------------1 1.2 Mục tiêu cụ thể------------------------------------------------------------------------2 CHƯƠNG II: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Khái niệm về thuốc trừ sâu ---------------------------------------------------------3 2.1.1 Khái niệm -----------------------------------------------------------------------3 2.1.2 Đặc điểm chung----------------------------------------------------------------3 2.1.3 Phân loại thuốc trừ sâu--------------------------------------------------------4 2.1.3.1 Theo nguồn gốc hóa học --------------------------------------------4 2.1.3.2 Theo con đường tác động -------------------------------------------4 2.1.3.3 Theo cơ chế tác động ------------------------------------------------4 2.1.4 Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu đối với con người và môi trường --------5 2.1.4.1 Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu đối với con người -----------------5 2.1.4.2 Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu đối với môi trường ----------------6 a) Môi trường đất -----------------------------------------------------6 b) Môi trường nước ---------------------------------------------------7 c) Môi trường không khí ---------------------------------------------7 2.2 Thuốc trừ sâu phospho hữu cơ -----------------------------------------------------8 2.2.1 Đặc điểm chung----------------------------------------------------------------8 2.2.2 Phương thức tác động. Mối quan hệ giữa cấu trúc& hoạt tính sinh học 9 2.2.3 Phân loại-------------------------------------------------------------------------10 ii 2.2.3.1 Diazinon ----------------------------------------------------------------10 a) Tính chất hóa lý -----------------------------------------------------11 b) Phương thức tác động và sử dụng --------------------------------11 c) Độc tính --------------------------------------------------------------11 d) Những biến đổi trong cơ thể sinh vật và môi trường-----------12 2.2.3.2 Phen thoate -------------------------------------------------------------12 a) Tính chất hoá lý -----------------------------------------------------13 b) Phương thức tác động và sử dụng --------------------------------13 c) Độc tính --------------------------------------------------------------13 d) Những biến đổi trong cơ thể sinh vật và môi trường-----------13 2.3 Thuốc trừ sâu gốc carbamate -------------------------------------------------------14 2.3.1 Đặc điểm chung -----------------------------------------------------------------14 2.3.2 Cơ chế tác động chung ---------------------------------------------------------15 2.3.3 Phân loại -------------------------------------------------------------------------16 2.3.3.1 Fenobucarb ----------------------------------------------------------------16 a) Tính chất hóa lý -----------------------------------------------------16 b) Phương thức tác động và sử dụng --------------------------------17 c) Độc tính --------------------------------------------------------------17 d) Những biến đổi trong cơ thể sinh vật và môi trường-----------17 2.3.3.2 Isoprocarb ------------------------------------------------------------------17 a) Tính chất hóa lý -----------------------------------------------------18 b) Phương thức tác động và sử dụng --------------------------------18 c) Độc tính --------------------------------------------------------------18 d) Những biến đổi trong cơ thể sinh vật và môi trường-----------18 2.4 Tổng quan về sắc ký khí-------------------------------------------------------------19 2.4.1 Khái niệm -----------------------------------------------------------------------19 2.4.2 Nguyên tắc hoạt động ---------------------------------------------------------19 2.4.3 Các bộ phận của máy sắc ký khí ---------------------------------------------19 iii 2.4.4 Máy sắc ký khí Hewlett Packard HP 5890 Series II GC -----------------20 2.5 Tổng quan về sắc ký lỏng hiệu nâng cao (HPLC) -------------------------------20 2.5.1 Khái niệm 2.5.2 Nguyên tắc hoạt động CHƯƠNG III: THỰC NGHIỆM 3.1 Phương tiện thí nghiệm --------------------------------------------------------------23 3.1.1 Thời gian thí nghiệm-----------------------------------------------------------23 3.1.2 Địa điểm thí nghiệm -----------------------------------------------------------23 3.1.3 Dụng cụ, thiết bị, nguyên liệu thí nghiệm ----------------------------------23 3.1.4 Quy trình xử lý nước thải ------------------------------------------------------24 3.1.5 Hoạch định thí nghiệm ---------------------------------------------------------25 3.2 Tiến hành thí nghiệm ----------------------------------------------------------------25 3.2.1 Chuẩn bị môi trường khảo sát -------------------------------------------------25 3.2.2 Xác định chỉ số BOD -----------------------------------------------------------26 3.2.3 Xác định chỉ số COD -----------------------------------------------------------28 3.2.4 Khảo sát sự thay đổi pH --------------------------------------------------------31 3.2.5 Khảo sát sự phân hủy của thuốc trừ sâu trong môi trường nước tro ------ 32 CHƯƠNG IV: THẢO LUẬN KẾT QUẢ 4.1 Chỉ số BOD ---------------------------------------------------------------------------48 4.2 Chỉ số COD ---------------------------------------------------------------------------49 4.3 So sánh sự thay đổi nồng độ của Diazinon và Phenthoate----------------------50 4.4 So sánh sự thay đổi nồng độ Fenobucarb và Isoprocarb ------------------------51 4.5 So sánh sự thay đổi nồng độ của nhóm phospho hữu cơ (Diazinon và Phenthoate) và cacbamate (Fenobucarb, Isoprocarb) --------------------------------52 CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận --------------------------------------------------------------------------------53 5.2 Kiến nghị ------------------------------------------------------------------------------53 iv DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT TỪ VIẾT TẮT Ý NGHĨA BVTV Bảo vệ thực vật HCBVTV Hóa chất bảo vệ thực vật CTPT Công thức phân tử CTCT Công thức cấu tạo KLPT Khối lượng phân tử v DANH MỤC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ Hình 2.1 Thuốc trừ sâu chứa hoạt chất Diazion có trên thị trường ----------------11 Hình 2.2 Thuốc trừ sâu chứa hoạt chất phenthoate có trên thị trường-------------13 Hình 2.3 Thuốc trừ sâu chứa hoạt chất Fenobucarb có trên thị trường------------16 Hình 2.4 Thuốc trừ sâu chứa hoạt chất Isoprocarb có trên thị trường -------------18 Hình 2.5 Các bộ phận của máy sắc ký khí --------------------------------------------19 Hình 2.6 Các bộ phận của máy HPLC -------------------------------------------------21 Hình 2.7 Máy Hewlett Packard HP 5890 II GC và injector ------------------------22 Hình 2.8 Máy HPLC Agilent 1100 series và injector--------------------------------22 Hình 3.1 Máy cô quay--------------------------------------------------------------------23 Hình 3.2 Máy đo pH----------------------------------------------------------------------23 Hình 3.3 Bố trí thí nghiệm ---------------------------------------------------------------24 Sơ đồ 3.1 Quy trình xử lý nước thải----------------------------------------------------25 Hình 3.4 Tủ BOD -------------------------------------------------------------------------27 Hình 3.5 Chai đo BOD oxytop----------------------------------------------------------27 Hình 3.6 Bình chưng cất Kjeldahl ------------------------------------------------------30 Hình 3.7 Thiết bị phá mẫu COD --------------------------------------------------------30 Hình 3.8 Chiết bằng Chloroform -------------------------------------------------------33 Hình 3.9 Trữ mẫu trong tủ lạnh ---------------------------------------------------------33 Hình 3.10 Mẫu đã pha--------------------------------------------------------------------33 Hình 3.11 Cân chính xác 0,0001g -----------------------------------------------------33 Sơ đồ 3.2 Quy trình chuẩn bị mẫu -----------------------------------------------------35 vi DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Sự thay đổi COD trong nước thải -------------------------------------------27 Bảng 3.2 Sự thay đổi COD trong nước thải ------------------------------------------30 Bảng 3.3 Sự thay đổi pH trong nước thải --------------------------------------------- 31 Bảng 3.4 Kết quả xác định thu hồi ----------------------------------------------------- 37 Bảng 3.5 Sự thay đổi nồng độ Diazinon trong nước thải---------------------------- 38 Bảng 3.6 Bảng kết quả xác định thu hồi ----------------------------------------------- 40 Bảng 3.7 Sự thay đổi nồng độ Phenthoate trong nước thải ------------------------ 40 Bảng 3.8 Bảng kết quả xác định độ thu hồi ------------------------------------------- 43 Bảng 3.9 Sự thay đổi nồng độ Fenobucarb trong nước thải ------------------------ 43 Bảng 3.10 Bảng kết quả xác định thu hồi --------------------------------------------- 46 Bảng 3.11 Sự thay đổi nồng độ Isoprocarb trong nước thải ------------------------ 46 vii Chương I: CHƯƠNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG I CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề. Hàng năm trong sản xuất nông nghiệp, sâu bệnh và cỏ dại luôn là mối đe dọa lớn. Nếu không có biện pháp phòng trừ tốt chúng có thể gây tổn thất nghiêm trọng đến năng suất cây trồng và chất lượng nông sản. Để phòng trừ dịch hại nói trên, nông dân ta đã áp dụng nhiều biện pháp để bảo vệ mùa màng, trong đó dùng thuốc bảo vệ thực vật là biện pháp được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam. Đa số thuốc bảo vệ thực vật là những hợp chất có độc tính từ tự nhiên hoặc được tổng hợp từ các chất hóa học, dùng để phòng, trừ dịch hại trên cây trồng, điều hòa sinh trưởng thực vật, xua đuổi hoặc thu hút các loại sinh vật gây hại trên thực vật đến để tiêu diệt. Thuốc bảo vệ thực vật là một loại vật tư kỹ thuật quan trọng góp phần hạn chế dịch hại đặc biệt là những thời điểm dịch bệnh xảy ra giúp bảo vệ cây trồng, giữ vững và nâng cao sản lượng, chất lượng nông sản. Ngày nay, sử dụng thuốc bảo vệ thực vật là một biện pháp hiệu quả nhất được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam. Đây cũng chính là động lực đã và đang thúc đẩy việc nghiên cứu các hóa chất bảo vệ thực vật ngày càng nhiều hơn. Sản xuất thuốc bảo vệ thực vật là một ngành phát triển nhanh chóng và đem lại hiệu quả cao. Tuy nhiên, việc sản xuất thuốc bảo vệ thực vật gây ảnh hưởng rất lớn đến môi trường. Vì vậy muốn sản xuất thuốc bảo vệ thực vật đạt hiệu quả cao và an toàn đối với môi trường thì việc nghiên cứu xử lý nước thải tại các công ty hay các nhà máy sản xuất thuốc bảo vệ thực vật là rất cần thiết. Với đề tài “Thử nghiệm xử lý nước thải thuốc trừ sâu nhóm phospho hữu cơ (Diazinon, Phenthoate) và nhóm Carbamate (Fenobucarb, Isoprocarb) tại công ty cổ phần thuốc sát trùng Cần Thơ” ” nhằm góp phần vào việc nghiên cứu chung để tìm biện pháp xử lý nước thải ngày càng hoàn thiện hơn tại công ty cổ phần thuốc sát trùng Cần Thơ. 1.2 Mục tiêu cụ thể: Khảo sát sự phân hủy của một số hợp chất thuốc bảo vệ thực vật: - Nhóm Phospho hữu cơ (Diazinon, Phenthoate). SVTH: PHẠM QUANG KHÔI 1 Chương I: CHƯƠNG MỞ ĐẦU - Nhóm Carbamate (Fenobucarb, Isoprocarb) Xác định chỉ số COD, BOD của nước thải trước và sau quá trình xử lý để đánh giá quy trình. SVTH: PHẠM QUANG KHÔI 2 Chương II: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Khái niệm về thuốc trừ sâu 2.1.1 Khái niệm Thuốc trừ sâu là thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc từ tự nhiên hay tổng hợp, được sử dụng để phòng trừ côn trùng gây hại cây trồng, nông sản, gia súc, con người…Các loại thuốc trừ sâu nói chung đều rất độc đối với con người và môi trường. 2.1.2 Đặc điểm chung Thuốc trừ sâu thường tác động đến sâu hại ở giai đoạn sâu non (ấu trùng). Sâu non ở tuổi càng nhỏ càng dễ mẫn cảm với thuốc, dễ bị thuốc gây độc. Trưởng thành của nhiều loại sâu hại cũng dễ bị thuốc gây độc (rầy nâu, bọ xít, bọ cánh cứng…) Thuốc trừ sâu thường ít có hiệu quả đối với giai đoạn nhộng. Đa số các thuốc trừ sâu tổng hợp hữu cơ tác động đến hệ thần kinh côn trùng, có tác động tiếp xúc, vị độc, và cả xông hơi, diệt côn trùng tương đối nhanh: Thuốc trừ sâu lân hữu cơ, Cacbamat, cúc trừ sâu, … Một số thuốc trừ sâu có tác động chủ ngăn cản sự lột da của sâu non và ấu trùng và hiệu lực trừ sâu thể hiện chậm hơn: Atabron, Nomolt, Applaud… Có loại thuốc trừ sâu lại tác động chủ yếu đến hệ tiêu hoá, phá huỷ vách ruột côn trùng: Thuốc trừ sâu BT. Thuộc về nhóm thuốc trừ sâu còn có những hợp chất tuy không gây độc trực tiếp cho sâu hại nhưng lại góp phần hạn chế đáng kể tác hại của chúng đến mùa màng, chất dẫn dụ là Methyl Eugenol không gây độc trực tiếp cho côn trùng nhưng có tác dụng thu hút nhiều loại ruồi đục trái cây từ xa di chuyển đến nơi có phun thuốc khiến cho số lượng côn trùng bị nhiễm độc tăng cao (bẫy ruồi đục quả Vizubon D), từ đó mà làm tăng hiệu quả của thuốc trừ sâu. Hoặc việc sử dụng những bẫy Pheromone trên đồng ruộng vào thời điểm côn trùng trưởng thành ra rộ sẽ ngăn cản sự ghép cặp để giao phối của chúng, khiến cho chúng không sinh sôi phát triển được. Có những thuốc rất ít độc với người và động vật máu nóng: BT, Applaud, Nomolt, … chúng được khuyến khích sử dụng trừ sâu trên rau xanh, trái cây, … có những thuốc có độ SVTH: PHẠM QUANG KHÔI 3 Chương II: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU độc cấp tính tương đối cao đối với người và động vật máu nóng là Methomyl, lại có những thuốc có tính độc cao với ong hoặc đối với cá hoặc đối với thiên địch của sâu hại là Thiodan. Do đó, trước khi quyết định chọn mua một loại thuốc trừ sâu, cần đọc kỹ phần giới thiệu trên nhãn thuốc về những nội dung nêu trên để cân nhắc, lựa chọn được loại thuốc thích hợp. 2.1.3 Phân loại thuốc trừ sâu 2.1.3.1 Theo nguồn gốc hoá học: - Thuốc trừ sâu vô cơ - Thuốc trừ sâu hữu cơ bao gồm: + Các hợp chất clo hữu cơ + Các hợp chất phospho hữu cơ + Các hợp chất Cacbamate hữu cơ + Các hợp chất pyrethroid - Thuốc trừ sâu thảo mộc - Thuốc trừ sâu vi sinh 2.1.3.2 Theo con đường tác động - Thuốc trừ sâu vị tiếp xúc - Thuốc trừ sâu vị độc - Thuốc trừ sâu vị xông hơi - Thuốc trừ sâu nội hấp - Thuốc trừ sâu thấm sâu Ngoài ra còn có một số loại thuốc có tính xua đuổi hoặc gây ngán ăn đối với côn trùng. 2.1.3.3 Theo cơ chế tác động - Thuốc trừ sâu ức chế men cholonesterase - Thuốc trừ sâu điều khiển sinh trưởng côn trùng SVTH: PHẠM QUANG KHÔI 4 Chương II: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1.4 Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu đối với con người và môi trường Trong nông nghiệp không thể phủ nhận vai trò to lớn của thuốc trừ sâu trong việc nâng cao năng suất cây trồng. Tuy nhiên về bản chất thì thuốc trừ sâu cũng gây ra tác động tiêu cực đến môi trường: đất, nước, không khí, sinh vật và cả con người. 2.1.4.1 Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu đối với con người Thuốc trừ sâu hiện nay được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp, con người tiếp xúc với thuốc trừ sâu trong lao động, sản xuất,cất giữ và thông qua đất, nước, không khí, thực phẩm.Thuốc trừ xâm nhập vào cơ thể qua 3 con đường: - Đường hô hấp: khi hít thở dưới dạng khí hay bụi. - Hấp thụ qua da: khi thuốc dinh vào da. - Đường tiêu hóa: do ăn, uống phải thức ăn nhiễm thuốc trừ sâu. Thuốc trừ sâu có thể gây ra những tác hại sau: - Ngộ độc do tiếp xúc trực tiếp: tự tử, uống nhầm. - Ngộ độc do ăn nhầm các loại rau, quả có chứa nhiều thuốc trừ sâu. - Gây các ảnh hưởng di truyền: qua thai,vô sinh, ung thư… - Ô nhiễm nguồn nước, đất, không khí. - Tiêu diệt các loại côn trùng có lợi cho môi trường. Thuốc trừ sâu gây ra những phản ứng khác nhau như: kích thích, gây khó chịu, gây dị ứng, gây ngạt, gây mê và gây tê, tác động đến hệ thống cơ quan chức năng, gây ung thư, ảnh hưởng đến thế hệ tương lai (đột biến gen), hư bào thai. Với tác hại cấp tính có thể gây co giật, liệt cơ, …nhẹ nhất gây nôn mửa, đau bụng, …Cấp tính hơn nữa là co giật, hôn mê, trụy mạch,…Các loại thuốc trừ sâu đều gây tỷ lệ tử vong cao. Ngoài ra, thuốc trừ sâu còn gây ra những tác dụng mãn tính, ảnh hưởng lâu dài đến sức khỏe. Nếu tích lũy mỗi ngày sẽ dẫn đến tình trạng suy kiệt, mệt mỏi, chán ăn, mất ngủ, thiếu máu, ảnh hưởng đến tinh thần, hệ miễn dịch, di truyền, gây biến dị trong các tế bào, ảnh hưởng đến thế hệ sau. Có rất nhiều loại thuốc cực độc, chỉ cần nhiễm một lượng rất nhỏ do ăn phải rau, hoa quả có sử dụng hóa chất bảo quản hay thuốc trừ sâu, cũng dễ dẫn đến chết người. Chẳng hạn thuốc trừ sâu Monitor là những loại thuốc có độc tính cao, thế giới đã cấm dùng từ năm 2000. Tuy không có trong danh mục được phép sử dụng, nhưng do nhập lậu qua con đường tiểu ngạch, nên hiện trên thị trường vẫn bày bán những loại thuốc này dưới SVTH: PHẠM QUANG KHÔI 5 Chương II: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU nhiều loại nhãn mác khác nhau khi vào cơ thể sẽ đọng ở các cơ quan và không thể thải ra được. Việc thường xuyên tiếp xúc với thuốc trừ sâu dù chỉ với một lượng nhỏ cũng có thể làm tăng nguy cơ mắc bệnh Parkinson. Cụ thể, những người phơi nhiễm thuốc trừ sâu ở mức thấp có nguy cơ bị bệnh cao hơn 13% so với bình thường, còn ở những người phơi nhiễm cấp độ cao, tỷ lệ là 41%. Các nhà khoa học tại Đại học Bristol (Anh) cho rằng thuốc trừ sâu và các tác nhân gây ô nhiễm khác trong môi trường có thể gây bệnh ung thư bạch cầu cho trẻ em. Các nhà khoa học đã tiến hành thí nghiệm kiểm tra trên nhau thai người được hiến tặng và nhận thấy các hợp chất hóa học được sử dung làm thuốc trừ sâu thâm nhập qua nhau thai rất nhanh. Điều có nghĩa là nếu người mẹ nhiễm hợp chất hóa học dùng làm thuốc trừ sâu từ thức ăn, chúng sẽ đi qua nhau thai tới bào thai. Còn nghiên cứu của các nhà khoa học tại Viện Y học quốc gia (NIH) của Mỹ công bố tháng 6-2008 cho kết quả thuốc trừ sâu có thể là một yếu tố góp phần gây bệnh tiểu đường bên cạnh các yếu tố khác được biết tới lâu nay như béo phì, thiếu vận động hoặc tiền sử bệnh của gia đình. Tác động của nhiều thuốc trừ sâu thay đổi tùy theo tuổi, giới tính và tình trạng sức khỏe của mỗi người. 2.1.4.2 Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu đối với môi trường a) Môi trường đất Thuốc BVTV khi xâm nhập vào môi trường đất cũng như các chất khác sẽ rất khó để loại bỏ khỏi đất và khi đã tích tụ với hàm lượng lớn sẽ gây hại lên các yếu tố của đất như:sinh vật, lí học, hóa học, . . . trong đất với liều lượng ít hơn khi phun vì một phần đã được cây hấp thụ và chuyển hoá.Sự tồn tại của thuốc trong đất phụ thuộc vào một số yếu tố: - Bản chất của thuốc - Tính chất của đất (cơ, lý,hóa) - Hệ vi sinh vật hoại sinh có trong đất Những hạt đất mịn và nhất là các phân tử keo có khả năng giữ lại những hợp chất thuốc khác nhau. Căn cứ vào tốc độ phân hủy trong đất, HCBVTV cũng được chia ra 3 nhóm: - Loại trên 18 tháng gồm đa số thuốc trừ sâu Clo hữu cơ. - Loại từ 3-12 tháng gồm các chất diệt cỏ. SVTH: PHẠM QUANG KHÔI 6 Chương II: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU - Loại dưới 3 tháng gồm đa số thuốc trừ sâu lân hữu cơ. Tuy nhiên, ngay trong cùng một loại thuốc kể trên cũng có chất gần như không bị phân hủy và có thể còn biến thành chất độc hơn. Ví dụ: Clorophos (C4H8O4Cl3P) sẽ thành DDVP (C4H7O2Cl2P) bền vững và độc hơn Clorophos. Thuốc trừ sâu trong đất còn có thể bị cây trồng hấp thu, đặc biệt là nhóm rau có củ như cà rốt, củ cải làm thức ăn cho người và gia súc. Do thuốc trừ sâu Clor hữu cơ tồn tại rất lâu trong đất, do đó thuốc này cần phải cấm sản xuất và sử dụng rộng rãi. b) Môi trường nước Con đường xâm nhập của thuốc trừ sâu vào môi trường nước: Phun trực tiếp đối với cây trồng thủy sinh như lúa Hòa tan từ trong đất Rò rỉ từ nhà máy sản xuất Lắng đọng từ không khí Sau khi xâm nhập vào môi trường nước nó sẽ lan rộng theo dòng chảy và gây độc cho nước phá hủy hệ sinh thái, tiếp tục đi sâu vào đất, vào nước ngầm để lại rất nhiều khó khăn cho công việc xử lí.hậu quả để lại: - Tiêu diệt các sinh vật sống trong nước hoặc uống và tiếp xúc với nguồn nước: + Gây ô nhiễm nguồn nước ngầm + Gây ô nhiễm đất + Ảnh hưởng tới sản xuất, sinh hoạt của con người c) Môi trường không khí. Con đường xâm nhập vào không khí: + Khuyếch tán trong quá trình sử dụng + Bay hơi trong đất, nước,từ các nhà máy sản xuất. Chất độc này lơ lửng trong không khí nên rất khó để phòng tránh, thường xâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp và tiếp xúc. SVTH: PHẠM QUANG KHÔI 7 Chương II: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.2 Thuốc trừ sâu phospho hữu cơ 2.2.1 Đặc điểm chung: - Thuốc có phổ tác động rộng, diệt được nhiều loại sâu hại. Ngoài ra một số thuốc trong nhóm còn diệt được cả tuyến trùng và nhện, diệt cả sâu non, sâu trưởng thành và trứng. - Thuốc có tác động đến côn trùng nhanh bằng nhiều con đường: tiếp xúc, vị độc, xông hơi, nội hấp và thấm sâu - Một số thuốc trong nhóm còn có tính chọn lọc - Thuốc có độ độc cao đối với động vật hoang dã, sinh vật có ích, động vật máu nóng và cá. - Thời gian lưu tồn trong môi trường ngắn. - Thuốc không tích luỹ trong cơ thể sinh vật. Khi bị nhiễm độc, thuốc nhanh chóng được thải ra ngoài bằng nước tiểu. - Thuốc an toàn với thực vật, một số còn có tác dụng kích thích cây phát triển. - Xu hướng hiện nay: ít sử dụng. * Các nhóm hợp chất phospho hữu cơ Đa số các hợp chất phospho hữu cơ đều là các este hoặc amid của các axit phosphoric (1), tiophosphoric (2) và ditiophosphoric (3), trong đó gốc R là các alkan bậc thấp (thường là CH3,C 2H5 ), còn gốc R’ lại là các dẫn xuất khác nhau. OR OR OR P OR OR' P O OR (1) P OR' SR' S (2) OR S (3) Ngoài ra, còn có đại diện các dẫn xuất của axit phosphonic (4), pyrophosphoric (5), ditiopyrophosphoric (6) và các amid của chúng: P OR NR2 O O P P NR2 OR R' O (4) SVTH: PHẠM QUANG KHÔI NR2 O (5) NR2 OR OR O P OR O P O OR (6) 8 Chương II: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.2.2 Phương thức tác động. Mối quan hệ giữa cấu trúc và hoạt tính sinh học Ngày nay, chúng ta đã biết các thuốc trừ sâu phospho hữu cơ gây độc đến hệ thần kinh bằng cách chúng tác động lên các sinap thần kinh thông qua việc ức chế hoạt động của enzym cholinesterase: P-X + EOH PX.EOH EOP EOH + POH EOP’ Trong đó: PX: Hợp chất phospho hữu cơ EOH: enzym EOP: enzym phosphoryl hóa. Ở giai đoạn đầu, xảy ra quá trình kết hợp hợp chất phospho hữu cơ với enzym bằng lực tĩnh điện, tạo lên phức PX.EOH; tiếp theo xảy ra phản ứng phosphoryl hóa trong đó hợp chất phospho hữu cơ liên kết đồng hóa trị với enzym, tạo lên enzym phosphorylat EOP. Sự giải phóng enzym khỏi mối liên kết này xảy ra rất chậm hoặc hầu như không xảy ra, gây lên sự nhiễm độc của côn trùng. Côn trùng trúng độc bị tê liệt thần kinh, rối loạn trao đổi nước, gây ứ đọng dịch trong xoang phủ tạng và xuất huyết qua miệng, trọng lượng cơ thể giảm. Người ta nhận thấy, điều kiện để có thể liên kết với enzym trong phản ứng phosphoryl hóa là phân tử phospho hữu cơ có cấu trúc không gian phù hợp với enzym. Ở enzym cholinesterase, khoảng cách giữa các trung tâm hoạt hóa, trung 0 tâm ionic, trung tâm este trong khoảng 4,2-6,5 A . Như vậy, các este của axit pnitrophenyltiophosphoric (ví dụ như parathion) nếu ở vị trí meta của vòng benzen được thay thế bằng nhóm CH3 (như fenitrothion, sumithion) hoặc Cl (khoảng cách 0 0 5,2-6,5 A ) thì sẽ độc đối với côn trùng (khoảng cách cần thiết là 5,2-5,5 A ) và 0 không độc đối với động vật máu nóng 4,2-4,7 A ). Bên cạnh yếu tố không gian, yếu tố điện tử cũng ảnh hưởng đến phản ứng tạo phức PX. EOH và hình thành EOP. Trong phân tử hợp chất phospho hữu cơ dưới đây, X là phần mang tính axit (vô cơ hoặc hữu cơ như enol, phenol, mecraptan v..v) OR P OR SVTH: PHẠM QUANG KHÔI X O(S) (7) 9