Đánh giá ô nhiễm thuốc bảo vệ thực vật trên ruộng lúa và các sông, rạch chính tại tỉnh Hậu Giang.

Nội dung tài liệu: Đánh giá ô nhiễm thuốc bảo vệ thực vật trên ruộng lúa và các sông, rạch chính tại tỉnh Hậu Giang.

1. 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
2. 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 Họp tại: . . Vào lúc giờ ngày .tháng năm . Phản biện 1: . Phản biện 2: . Phản biện 3: . Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: Trung tâm học liệu, Trường Đại học Cần Thơ. Thư viện Quốc gia Việt Nam.
3. 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).
4. 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.
5. 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 1
6. 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. 2
7. 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 Khu vực Vị trí Ruộng lúa Kênh nội đồng Sông, rạch Địa bàn nghiên cứu nghiên cứu (R) (K) (S) nghiên cứu Khu vực Lái Hiếu 9044’27,10’’B 9045’14,35’’B 9045’00,97’’B Hoà An – canh tác lúa 105039’58,80’’Đ 105039’51,15’’Đ 105039’50,57’’Đ Phụng Hiệp 3 vụ/năm 9044’27,10’’B 9044’32,63’’B 9044’59,00’’B 105039’58,80’’Đ 105039’55,79’’Đ 105039’46,85’’Đ 9044’38,39’’B 9044’40,32’’B 9044’56,07’’B 105039’54,95’’Đ 105039’52,72’’Đ 105039’41,23’’Đ Cái Lớn 9041’20,00’’B 9041’38,02’’B 9041’43,24’’B Long Trị – 105036’80,00’’Đ 105036’11,32’’Đ 105036’09,42’’Đ Long Mỹ 9041’20,55’’B 9041’36,88’’B 9041’42,95’’B 105036’23,30’’Đ 105036’11,45’’Đ 105036’07,95’’Đ 9041’25,28’’B 9040’47,78’’B 9041’44,18’’B 105036’20,13’’Đ 105036’13,19’’Đ 105036’10,51’’Đ 3
8. Khu vực Nàng Mau 9049’47,56’’B 9049’45,47’’B 9049’37,63’’B Kinh Cùng – canh tác lúa 105038’34,37’’Đ 105038’34,20’’Đ 105038’32,09’’Đ Phụng Hiệp 3 vụ/năm 9049’43,48’’B 9049’43,12’’B 9049’38,14’’B 105038’36,46’’Đ 105038’35,77’’Đ 105038’34,94’’Đ 9049’45,24’’B 9049’43,38’’B 9049’38,34’’B 105038’36,82’’Đ 105038’36,37’’Đ 105038’36,65’’Đ Xà No 9051’35,22’’B 9051’39,73’’B 9051’46,11’’B Vị Thanh – 105035’49,18’’Đ 105033’01,06’’Đ 105033’24,06’’Đ Vị Thuỷ 9051’41,85’’B 9051’40,03’’B 9051’41,82’’B 105033’03,95’’Đ 105033’01,69’’Đ 105033’20,51’’Đ 9051’44,82’’B 9051’43,24’’B 9051’41,20’’B 105033’05,41’’Đ 105033’05,11’’Đ 105033’19,03’’Đ Khu vực Quản Lộ 9041’52,65’’B 9041’54,63’’B 9041’57,05’’B Phương Phú– canh tác lúa Phụng 105043’27,00’’Đ 105043’26,52’’Đ 105045’26,87’’Đ Phụng Hiệp 2 vụ/năm Hiệp 9041’51,21’’B 9041’55,64’’B 9041’55,78’’B 105043’31,04’’Đ 105043’28,78’’Đ 105045’25,26’’Đ 9041’52,05’’B 9041’56,29’’B 9041’54,38’’B 105043’32,97’’Đ 105043’29,44’’Đ 105045’23,39’’Đ Khu vực Mái Dầm 9056’07,78’’B Mái Dầm – - - không canh 105052’17,74’’Đ Châu Thành tác lúa 9056’07,61’’B - - (Điểm tham 105052’17,54’’Đ chiếu) 9056’07,19’’B - - 105052’17,08’’Đ 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). 4
9. 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 Thời điểm Nội dung thu mẫu Phương pháp thu mẫu Đông – Xuân - Mẫu nước phân tích - Tiêu chuẩn ngành 10 TCN (10/2012 – 01/2013) cypermethrin, quinalphos và 386 – 99. fenobucarb. - Mẫu đất, bùn đáy phân tích - Quy trình Akerblom (1995). cypermethrin, quinalphos và fenobucarb. - Mẫu động vật đáy - Tiêu chuẩn MRC [Mekong river commission] (2010). Hè – Thu - Mẫu nước phân tích - Tiêu chuẩn ngành 10 TCN (02/2013 – 05/2013) cypermethrin, quinalphos và 386 – 99. fenobucarb. - Mẫu đất, bùn đáy phân tích - Quy trình Akerblom (1995). cypermethrin, quinalphos và fenobucarb. - Mẫu động vật đáy - Tiêu chuẩn MRC [Mekong river commission] (2010). Thu – Đông - Mẫu nước phân tích - Tiêu chuẩn ngành 10 TCN (06/2013 – 09/2013) cypermethrin, quinalphos và 386 – 99. fenobucarb. - Mẫu đất, bùn đáy phân tích - Quy trình Akerblom (1995). cypermethrin, quinalphos và fenobucarb. - Mẫu động vật đáy - Tiêu chuẩn MRC [Mekong river commission] (2010). Đông – Xuân - Mẫu nước phân tích - Tiêu chuẩn ngành 10 TCN (09/2014 – 01/2015) propiconazole và fipronil. 386 – 99. - Mẫu đất, bùn đáy phân tích - Quy trình Akerblom (1995). propiconazole và fipronil. 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. 5
10. Hình 2.1 Sơ đồ các điểm thu mẫu ở mỗi vị trí nghiên cứu Ghi chú: S: Sông, ạr ch; 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). 6
11. 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 ếđ n 180 0C; (3) tiếp tục tăng nhiệt độ với tốc độ 10 0C/phút ếđ n 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. 7
12. 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 SPEARpesticides 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 Chỉ số SPEARpesticides Tình trạng thuỷ vực bị ảnh hưởng bởi thuốc BVTV SPEARpesticides ≤ 11 Thuỷ vực bị ảnh hưởng bởi thuốc BVTV có ĐVĐ không bị rủi ro với thuốc chiếm ưu thế. 11 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. 8
13. Bảng 3.1 Phần trăm sử dụng (%) các nhóm thuốc BVTV từ 2011-2014 Tỷ lệ sử dụng (%) Nhóm thuốc BVTV Công dụng 2011-2012 2012-2013 2013-2014 Triazole Trừ bệnh 30,1 31 33 Triazolobenzothiazole Trừ bệnh - 11,8 11,7 Strobilurin Trừ bệnh - 7,3 5,4 Phosphorothiolate Trừ bệnh - 4 1,9 Benzimidazole Trừ bệnh - 0,3 2,2 Dithiocarbamate Trừ bệnh - 0,1 - Cyanoacetamide oxime Trừ bệnh - 0,1 - Chloronitrophenol Trừ bệnh 1,2 0,1 - Chloroacetamide Trừ cỏ 4,8 8,8 8,6 Pyrimidine Trừ cỏ - 8,3 8 Anilide Trừ cỏ - 0,8 2 Aryloxyphenoxypropionate Trừ cỏ 3,6 0,6 0,8 Pyrimidinyl carboxy compound Trừ cỏ 1,2 0,4 - Triazopyrimidine sulfonamide Trừ cỏ - 0,4 0,4 Alkylchlorophenoxy Trừ cỏ 2,4 0,3 - Sulfonylurea Trừ cỏ - 0,1 - Pyrazole Trừ cỏ - 0,1 - Quinolinecarboxylic acid Trừ cỏ - 0,1 0,2 Bipyridylium Trừ cỏ - 0,1 - Neonicotinoid Trừ sâu 3,7 3,8 1,2 Anthranilic diamide Trừ sâu - 3,7 1,4 Lân hữu cơ Trừ sâu 9,6 2,9 2,4 Oxadiazine Trừ sâu 3,6 1,4 4,2 Phenylpyrazole Trừ sâu 3,6 1,2 1,6 Cúc tổng hợp Trừ sâu 1,2 1 1,3 Pyridine Trừ sâu 1,2 0,9 1,3 Carbamate Trừ sâu 4,9 0,2 0,4 Pyridazinone Trừ sâu - - 0,2 Benzene-dicarboxamide Trừ sâu - 0,1 - Benzoylurea Trừ sâu - 0,1 1,3 Micro-organism derived Sinh học 9,6 2,1 0,7 Khác 19,3 8 9,8 Ghi chú: Khác: là nhóm thuốc BVTVkhông 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; 9
14. 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. 10
15. Dư lượng fipronil trong nước trên các ruộng lúa 3 vụ/năm là 0,19 ±0,08 µg/L, cao gấp 6 lần so với trên ruộng lúa 2 vụ/năm (0,03 ±0,01 µg/L). Hoạt chất propiconazole và fenobucarb có giá trị là 5,23 ±1,39 và 0,08 ±0,01 µg/L trên ruộng lúa 3 vụ/năm cao gấp 3 lần so với trên ruộng lúa 2 vụ/năm là 1,83 ±0,11 và 0,03 ±0,01 µg/L tương ứng. Quinalphos chỉ được tìm thấy trên ruộng lúa 3 vụ/năm (0,34 ±0,14 µg/L), (Hình 3.1). Kết quả về thực trạng sử dụng thuốc cho thấy lượng thuốc BVTV được sử dụng ở khu vực lúa 3 vụ/năm cao hơn so với ở khu vực lúa 2 vụ/năm. b. Dư lượng thuốc BVTV trong nước trên ruộng lúa theo thời vụ Kết quả ở Hình 3.2 cho thấy dư lượng thuốc BVTV trong nước đã tăng từ vụ Đông-Xuân và vụ Hè-Thu đến Thu-Đông với giá trị trung bình tổng lần lượt là 0,12 ±0,06 µg/L; 0,11 ±0,02 µg/L và 0,47 ±0,19 µg/L, khác biệt có ý nghĩa thống kê (5%). Nghiên cứu của Pham Van Toan (2011) và Chau et al. (2015) cũng cho rằng dư lượng thuốc ở vụ Hè-Thu và Thu-Đông cao hơn so với vụ Đông-Xuân là do lượng thuốc được sử dụng nhiều hơn. Hơn nữa, vụ Thu-Đông là mùa mưa và lũ đã tăng khả năng lan truyền dư lượng thuốc trong nước từ các ruộng lúa lân cận vào ruộng lúa khảo sát; kết quả là dư lượng thuốc ở vụ Thu-Đông thường cao. Hình 3.2 Biến động dư lượng thuốc BVTV trong nước trên ruộng lúa theo thời vụ Ghi chú: n = 15; a,b: khác biệt có ý nghĩa thống kê (5%) kiểm định DUNCAN. 3.2.1.2 Dư lượng thuốc BVTV trong nước trên kênh nội đồng Dư lượng propiconazole trong nước trên kênh nội đồng là cao nhất có giá trị trung bình là 1,60 ±0,64 µg/L, tiếp theo là hoạt chất quinalphos với giá trị là 0,18 ±0,05 µg/L. Dư lượng fipronil và fenobucarb chênh lệch không đáng kể, lần lượt là 0,02 ±0,004 µg/L và 0,05 ±0,01 µg/L. Kênh nội đồng nhận trực tiếp nước thải từ ruộng lúa trong quá trình canh tác, nên dư lượng thuốc BVTV trên kênh nội đồng là do lan truyền từ ruộng lúa. Thời gian giữ nước trong ruộng ngắn, tối đa 5 ngày sau khi phun, đã tăng dư lượng thuốc BVTV lan truyền ra kênh nội đồng. 11
16. a. Dư lượng thuốc BVTV trong nước trên kênh nội đồng ở khu vực lúa 3 vụ/năm và 2 vụ/năm Dư lượng propiconazole trong nước trên kênh nội đồng ở khu vực lúa 3 vụ/năm là 1,86 ±0,81 µg/L cao gấp 3 lần so với ở khu vực lúa 2 vụ/năm (0,66 ±0,06 µg/L). Quinalphos chỉ được tìm thấy ở khu vực lúa 3 vụ/năm có giá trị là 0,13 ±0,04 µg/L. Dư lượng fenobucarb và fipronil chênh lệch không đáng kể giữa 2 khu vực khảo sát (Hình 3.3). Diễn biến dư lượng thuốc BVTV trong nước trên kênh nội đồng tương tự trên ruộng lúa ở 2 khu vực khảo sát; có thể thấy rằng dư lượng thuốc trên kênh nội đồng ở khu vực lúa 3 vụ/năm cao hơn so với 2 vụ/năm là do lượng thuốc được sử dụng (Kg/ha) trên các ruộng lúa 3 vụ/năm cao hơn so với trên ruộng lúa 2 vụ/năm. Hình 3.3 Dư lượng thuốc BVTV trong nước trên kênh nội đồng ở khu vực 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. b. Dư lượng thuốc BVTV trong nước trên kênh nội đồng theo thời vụ Hình 3.4 Biến động dư lượng thuốc BVTV trong nước trên kênh nội đồng theo thời vụ Ghi chú: n = 15; a,b: khác biệt có ý nghĩa thống kê (5%) kiểm định DUNCAN. 12
17. Diễn biến dư lượng thuốc trong nước trên kênh nội đồng tương tự trên ruộng lúa theo thời gian, tăng từ vụ Đông-Xuân đến vụ Hè-Thu và Thu- Đông, có giá trị trung bình tổng lần lượt là 0,06 ±0,01 µg/L; 0,26 ±0,07 µg/L và 0,17 ±0,07 µg/L, khác biệt có ý nghĩa thống kê (5%). Vụ Hè-Thu và Thu- Đông là mùa mưa và lũ đã tăng khả năng lan truyền lượng thuốc từ ruộng lúa ra kênh nội đồng. Nghiên cứu của Watanabe et al. (2007) cho thấy tỷ lệ lan truyền lượng thuốc từ ruộng lúa ra thủy vực lân cận là 5% trong điều kiện bình thường, nhưng tỷ lệ này có thể tăng 20 – 30% ở mùa mưa. 3.2.1.3 Dư lượng thuốc BVTV trong nước trên sông, rạch a. Dư lượng các hoạt chất nghiên cứu trong nước trên sông, rạch Kết quả Bảng 3.2 cho thấy hoạt chất propiconazole được tìm thấy trong nước trên sông, rạch có giá trị trung bình là 0,42 ±0,28 µg/L, cao hơn so với hoạt chất quinalphos là 0,12 ±0,04 µg/L. Dư lượng fipronil và fenobucarb chênh lệch không đáng kể, lần lượt là 0,02 ±0,01 µg/L và 0,03 ±0,01 µg/L. Dư lượng các hoạt chất nghiên cứu trong nước trên kênh Quản Lộ Phụng Hiệp, cung cấp nước tưới cho các ruộng lúa 2 vụ/năm, khác biệt không có ý nghĩa thống kê so với trên sông Cái Lớn, Lái Hiếu, Nàng Mau và Xà No, cung cấp nước tưới cho các ruộng lúa 3 vụ/năm. Rạch Mái Dầm (điểm tham chiếu) chỉ phát hiện fenobucarb và fipronil, khác biệt không có ý nghĩa thống kê so với các sông, rạch còn lại (Bảng 3.2). Sông, rạch có lưu lượng nước lớn và ảnh hưởng bởi chế độ bán nhật triều (2 lần/ngày) đã góp phần xáo trộn và pha loãng thuốc BVTV; kết quả là dư lượng thuốc khác biệt không có ý nghĩa thống kê giữa các vị trí khảo sát. Rạch Mái Dầm nhận nguồn nước từ các hệ thống sông, rạch khảo sát khi triều xuống, nên đã phát hiện dư lượng fenobucarb và fipronil trong nước. Bảng 3.2 Dư lượng thuốc BVTV (µg/L) trong nước trên sông, rạch tại các vị trí nghiên cứu Khu vực Vị trí Propiconazole Quinalphos Fenobucarb Fipronil 3 vụ/năm Cái Lớn 0,11 ±0,02a 0,05 ±0,02b 0,03 ±0,01a 0,01 ±0,001a Lái Hiếu 0,05 ±0,05a KPH 0,05 ±0,03a 0,004 ±0,004a Nàng Mau 0,15 ±0,03a 0,05 ±0,02b 0,04 ±0,01a 0,02 ±0,001a Xà No 0,17 ±0,02a 0,27 ±0,12a 0,02 ±0,003a 0,01 ±0,002a 2 vụ/năm Quản Lộ 1,07 ±1,07a KPH 0,06 ±0,01a 0,06 ±0,04a Phụng Hiệp Điểm tham Mái Dầm KPH KPH 0,03 ±0,01a 0,003 ±0,001a chiếu Trung bình 0,42 ±0,28 0,12 ±0,04 0,03 ±0,01 0,02 ±0,01 Ghi chú: n = 3 (propiconazole và fipronil); n = 9 (quinalphos và fenobucarb); Trung bình ±SE a,b: khác biệt có ý nghĩa thống kê (5%) kiểm định DUNCAN theo cột. b. Dư lượng thuốc BVTV trong nước trên sông, rạch theo thời vụ Diễn biến dư lượng fenobucarb và quinalphos trong nước trên các sông, rạch tương tự trên kênh nội đồng và ruộng lúa theo thời gian khảo sát. Trung bình tổng dư lượng thuốc ở vụ Đông-Xuân là 0,02 ±0,01 µg/L thấp hơn có ý nghĩa thống kê so với vụ Hè-Thu và Thu-Đông là 0,08 ±0,01 µg/L và 0,16 13
18. ±0,05 µg/L tương ứng (Hình 3.5); điều này là do vụ lúa Hè-Thu và Thu-Đông là mùa mưa và lũ đã tăng khả năng lan truyền thuốc từ ruộng lúa và kênh nội đồng ra sông, rạch so với ở vụ Đông – Xuân. Nghiên cứu Shi-yu and Morioka (2000); Schulz et al. (2001) và Duong Thi Hanh (2015) cho rằng dư lượng thuốc BVTV trong nước trên sông, rạch ở mùa mưa thường cao hơn mùa khô. Hình 3.5 Biến động dư lượng thuốc BVTV trong nước trên sông, rạch theo thời vụ Ghi chú: n = 18; a,b: khác biệt có ý nghĩa thống kê (5%) kiểm định DUNCAN 3.2.1.4 Biến động dư lượng thuốc BVTV trong nước theo loại hình thủy vực Kết quả ở Hình 3.6, Hình 3.7, Hình 3.8 và Hình 3.9 cho thấy dư lượng propiconazole, quinalphos, fenobucarb và fipronil trong nước trên ruộng lúa lần lượt là 4,55 ±1,16; 0,38 ±0,15; 0,06 ±0,01; 0,11 ±0,08 µg/L đã giảm trên kênh nội đồng là 1,60 ±0,64; 0,18 ±0,05; 0,05 ±0,01; 0,02 ±0,004 µg/L và thấp nhất trên sông, rạch là 0,42 ±0,28; 0,12 ±0,04; 0,03 ±0,01; 0,02 ±0,01 µg/L, khác biệt có ý nghĩa thống kê (5%). Hình 3.6 Biến động dư lượng propiconazole Hình 3.7 Biến động dư lượng quinalphos trong nước theo loại hình thuỷ vực trong nước theo loại hình thuỷ vực 14
19. Hình 3.8 Biến động dư lượng fenobucarb Hình 3.9 Biến động dư lượng fipronil trong nước theo loại hình thuỷ vực trong nước theo loại hình thuỷ vực Ghi chú: n = 45 (ruộng lúa, kênh nội đồng); n = 54 (Sông, rạch); a,b: khác biệt có ý nghĩa thống kê (5%) kiểm định DUNCAN. Ruộng lúa nhận trực tiếp thuốc BVTV từ quá trình phun nên dư lượng thuốc trong ruộng lúa là cao nhất; chiếm từ 40 – 90% tổng lượng thuốc sử dụng (Jaeken and Debaer, 2005). Kênh nội đồng và sông, rạch tiếp nhận thuốc từ ruộng lúa thông qua thải nước, đồng thời cũng chịu ảnh hưởng bởi chế độ bán nhật triều và lưu lượng nước lớn đã tăng pha loãng dư lượng thuốc trong nước; kết quả là dư lượng các hoạt chất nghiên cứu trên kênh nội đồng và sông, rạch thấp hơn trên ruộng lúa. Nghiên cứu Moore et al. (1998) và Rasmussen et al. (2012) cho rằng nồng độ quinalphos và fenobucarb ≥0,1 µg/L đã gây ảnh hưởng động vật đáy; theo đó, có 13,3% và 11,1% mẫu nước trên ruộng lúa; 24,4% và 13,3% trên kênh nội đồng; 15,6% và 4,4% trên sông, rạch bị nhiễm quinalphos và fenobucarb vượt ngưỡng. Một vài vị trí trên ruộng lúa và kênh nội đồng đã nhiễm quinalphos vượt ngưỡng gây độc cấp tính EC50 trong 48 giờ đối với ĐVĐ (0,6 µg/L), (The PPDB, 2016). Fipronil và propiconazole gây ảnh hưởng ĐVĐ ở nồng độ ≥16 µg/L và >500 µg/L (Stark and Vargas, 2005; Karen et al. 2001); theo đó, dư lượng fipronil và propiconazole trên 3 loại hình thuỷ vực vẫn chưa vượt ngưỡng. Qui định của Châu Âu về giới hạn nồng độ đơn chất thuốc BVTV trong nước uống là 0,1 µg/L; theo đó trên sông, rạch khảo sát có 55,6% mẫu nước bị nhiễm propiconazole vượt ngưỡng, 13% đối với quinalphos, 5,6% đối với fipronil và 3,7% đối với fenobucarb; điều này có thể gây ảnh hưởng đến sức khoẻ của người dân địa phương khi vẫn còn sử dụng nguồn nước này cho mục đích sinh hoạt. Nhiệt độ trong nước trên 3 loại hình thủy vực khảo sát có giá trị dao động 26,7 – 31,9 0C; pH là 6,55 – 7,25; EC là 0,15 – 0,23 mS/cm và DO là 1,12 – 3,29 mg/L, khác biệt không có ý nghĩa thống kê (5%) và không tương quan với dư lượng thuốc BVTV trong nước (p>0,05). 15
20. 3.2.2 Dư lượng các hoạt chất thuốc BVTV trong đất và bùn đáy 3.2.2.1 Dư lượng thuốc BVTV trong đất ruộng lúa Kết quả phân tích đã phát hiện propiconazole trong đất ruộng lúa có giá trị trung bình là 179,34 ±15,56 µg/Kg, cao hơn so với cypermethrin là 46,59 ±12,39 µg/Kg. Dư lượng fenobucarb và quinalphos chênh lệch không đáng kể, lần lượt là 11,58 ±1,32 và 11,43 ±2,40 µg/Kg. Fipronil là thấp nhất với giá trị trung bình là 6,78 ±1,11 µg/Kg. Dư lượng các hoạt chất nghiên cứu phụ thuộc vào tỷ lệ sử dụng thuốc, khả năng hấp phụ bởi đất (Koc) và thời gian phân hủy trong đất. a. Dư lượng thuốc BVTV trong đất ruộng lúa 3 vụ/năm và 2 vụ/năm Dư lượng propiconazole, cypermethrin, fenobucarb, quinalphos và fipronil trong đất ruộng lúa 3 vụ/năm là 180,44 ±19,26; 35,25 ±4,58; 15,92 ±1,90; 12,85 ±2,71 và 7,27 ±1,31 µg/Kg cao hơn so với ở 2 vụ/năm có giá trị lần lượt là 174,92 ±17,43; 26,14 ±8,39; 9,52 ±2,14; 2,9 ±1,12 và 4,85 ±1,80 µg/Kg (Hình 3.10). Kết quả này phù hợp với thực trạng sử dụng thuốc BVTV ở khu vực lúa 3 vụ/năm cao hơn so với khu vực lúa 2 vụ/năm về tần suất phun thuốc, liều lượng pha thuốc cao hơn hướng dẫn trên nhãn và lượng thuốc BVTV được sử dụng (Kg/ha). Hình 3.10 Dư lượng thuốc BVTV trong đất 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): cypermethrin, fenobucarb và quinalphos b. Dư lượng thuốc BVTV trong đất ruộng lúa theo thời vụ Hình 3.11 Biến động dư lượng thuốc BVTV trong đất ruộng lúa theo thời vụ Ghi chú: n = 15; a,b: khác biệt có ý nghĩa thống kê (5%) kiểm định DUNCAN. 16
21. Kết quả ở Hình 3.11 cho thấy dư lượng thuốc BVTV trong đất ruộng lúa khác biệt không có ý nghĩa thống kê giữa vụ lúa Đông-Xuân, Hè-Thu và Thu-Đông có giá trị trung bình tổng lần lượt là 54,92 ±10,40; 38,34 ±5,88 và 37,01 ±3,06 µg/Kg; điều này là do vụ Hè-Thu và Thu-Đông là mùa mưa và lũ đã tạo điều kiện cho lượng thuốc trực di từ đất vào nước so với ở vụ Đông-Xuân. Kết quả là dư lượng thuốc trong nước có xu hướng ngược lại với dư lượng thuốc trong đất ruộng lúa theo thời gian. Các hoạt chất nghiên cứu có chỉ số PPBT (Potential for particle bound transport index) ở mức trung bình đến cao (The PPDB, 2016); chứng tỏ các hoạt chất này có tiềm năng trực di từ môi trường đất vào môi trường nước. 3.2.2.2 Dư lượng thuốc BVTV trong bùn đáy trên kênh nội đồng Dư lượng propiconazole trong bùn đáy trên kênh nội đồng là cao nhất, có giá trị trung bình là 145,23 ±11,15 µg/Kg. Đối với thuốc trừ sâu, trung bình dư lượng cypermethrin là 44,36 ±9,02 µg/Kg, cao hơn so với các hoạt chất trừ sâu còn lại. Trung bình dư lượng fenobucarb là 17,30 ±2,82 µg/Kg cao hơn so với quinalphos là 7,43 ±1,74 µg/Kg. Dư lượng fipronil thấp nhất, là 5,38 ±0,71 µg/Kg. a. Dư lượng thuốc BVTV trong bùn đáy trên kênh nội đồng ở khu vực lúa 3 vụ/năm và 2 vụ/năm Kết quả Hình 3.12 cho thấy dư lượng propiconazole, cypermethrin, fenobucarb, quinalphos và fipronil ở khu vực lúa 3 vụ/năm là 157,67 ±10,48; 58,87 ±25,66; 18,64 ±3,48; 8,26 ±1,93 và 6,17 ±0,71 µg/Kg cao hơn so với ở khu vực lúa 2 vụ/năm là 95,47 ±19,76; 46,59 ±15,99; 11,94 ±1,31; 1,63 ±0,72 và 2,47 ±0,75 µg/Kg. Diễn biến dư lượng thuốc trong bùn đáy trên kênh nội đồng tương tự trong đất ruộng lúa ở 2 khu vực khảo sát. Có thể thấy rằng gia tăng lượng thuốc được sử dụng trên ruộng lúa đã dẫn đến dư lượng thuốc BVTV trên kênh nội đồng cũng tăng theo. Hình 3.12 Dư lượng thuốc BVTV trong bùn đáy trên kênh nội đồng ở khu vực 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): cypermethrin, fenobucarb và quinalphos. 17
22. b. Dư lượng thuốc BVTV trong bùn đáy trên kênh nội đồng theo thời vụ Dư lượng thuốc BVTV trong bùn đáy trên kênh nội đồng khác biệt không có ý nghĩa thống kê giữa Đông-Xuân, Hè-Thu và Thu-Đông, có giá trị trung bình lần lượt là 47,28 ±23,96 µg/Kg; 34,36 ±6,67 µg/Kg và 41,47 ±10,46 µg/Kg (Hình 3.13). Vụ Hè-Thu và Thu-Đông là mùa mưa và lũ có thể đã tăng sự hoà tan của thuốc BVTV trong nước. Kết quả phân tích dư lượng thuốc BVTV trong nước đã tăng theo thời gian khảo sát, trong khi dư lượng thuốc trong bùn đáy khác biệt không có ý nghĩa thống kê. Hình 3.13 Biến động dư lượng thuốc BVTV trong bùn đáy trên kênh nội đồng theo thời vụ Ghi chú: n = 15; a,b: khác biệt có ý nghĩa thống kê (5%) kiểm định DUNCAN. 3.2.2.3 Dư lượng thuốc BVTV trong bùn đáy trên sông, rạch a. Dư lượng các hoạt chất nghiên cứu trong bùn đáy trên sông, rạch Kết quả ở Bảng 3.3 cho thấy dư lượng propiconazole trong bùn đáy trên các sông, rạch cao nhất, chiếm 86,18 ±10,67 µg/Kg, tiếp theo là cypermethrin với giá trị trung bình là 43,75 ±5,64 µg/Kg và fenobucarb là 19 ±2,19 µg/Kg. Dư lượng quinalphos và fipronil chênh lệch không đáng kể. Dư lượng các hoạt chất nghiên cứu khác biệt không có ý nghĩa thống kê giữa các sông, rạch khảo sát gồm sông Cái Lớn, Lái Hiếu, Nàng Mau, Xà No và kênh Quản Lộ Phụng Hiệp. Rạch Mái Dầm đã phát hiện cypermethrin, fenobucarb và quinalphos, khác biệt không có ý nghĩa thống kê so với trên các sông rạch còn lại. Bảng 3.3 Dư lượng thuốc BVTV (µg/Kg) trong bùn đáy trên sông, rạch tại các vị trí nghiên cứu Khu vực Vị trí Propiconazole Cypermethrin Fenobucarb Quinalphos Fipronil 3 vụ/năm Cái Lớn 117,51 ±16,43a KPH 11,95 ±1,68b 1,48 ±0,11 b 11,67 ±2,83a Lái Hiếu 113,71 ±14,42a 35,24 ± 9,55a 22,64 ±4,26b 2,96 ±1,96ab 3,49 ±1,56b Nàng Mau 115,93 ± 8,87a 78,59 ±25,38a 14,20 ±2,10b 2,45 ±0,29ab 1,39 ±1,39b Xà No 89,01 ±11,78a 43,98 ± 3,91a 39,12 ±8,41a 6,44 ±0,84a 0,96 ±0,29b 2 vụ/năm Quản Lộ 81,48 ± 9,18a 42,40 ± 8,49a 20,57 ±3,02b 6,28 ±1,97a 0,83 ±0,56b Phụng Hiệp Điểm tham Mái Dầm KPH 27,63 ± 2,32a 5,53 ±1,01c 3,96 ±1,65ab KPH chiếu Trung bình 86,18 ±10,67 43,75 ± 5,64 19,00 ±2,19 4,45 ±0,58 4,59 ±1,46 Ghi chú: n = 3 (propiconazole, fipronil); n = 9 (fenobucarb, quinalphos, cypermethrin); Trung bình ±SE. a,b: khác biệt có ý nghĩa thống kê (5%) kiểm định DUNCAN theo cột. 18
23. Sông, rạch có lưu lượng nước lớn và ảnh hưởng bởi chế độ bán nhật triều đã góp phần pha loãng dư lượng thuốc trong nước trước khi được hấp phụ bởi bùn đáy; vì vậy, dư lượng của các hoạt chất nghiên cứu khác biệt không có ý nghĩa thống kê giữa các sông, rạch khảo sát. b. Dư lượng thuốc BVTV trong bùn đáy trên sông, rạch theo thời vụ Kết quả Hình 3.14 cho thấy dư lượng fenobucarb trong bùn đáy trên sông, rạch tăng từ vụ Đông-Xuân đến vụ Hè-Thu và Thu-Đông; trong khi dư lượng quinalphos và cypermethrin khác biệt không có ý nghĩa thống kê theo thời gian khảo sát. Dư lượng thuốc BVTV trong bùn đáy ở vụ Thu- Đông là 56,90 ±7,26 µg/Kg cao hơn có ý nghĩa thống kê so với vụ Hè-Thu là 32,38 ±7,00 µg/Kg, nhưng khác biệt không có ý nghĩa thống kê so với vụ Đông-Xuân là 39,68 ±12,49 µg/Kg. Hình 3.14 Biến động dư lượng thuốc BVTV trong bùn đáy trên sông, rạch theo thời vụ Ghi chú: n = 18; a,b: khác biệt có ý nghĩa thống kê (5%) kiểm định DUNCAN. 3.2.2.4 Biến động dư lượng thuốc BVTV trong đất và bùn đáy theo loại hình thủy vực Kết quả Hình 3.15 và Hình 3.16 cho thấy dư lượng propiconazole và quinalphos trong đất ruộng lúa là 179,34 ±15,56 và 11,43 ±2,40 µg/Kg đã giảm trên kênh nội đồng là 145,23 ±11,15 và 7,43 ±1,74 µg/Kg và trên sông, rạch là 86,18 ±10,67 và 4,45 ±0,58 µg/Kg; khác biệt có ý nghĩa thống kê. Trong khi đó, dư lượng cypermethrin, fipronil và fenobucarb khác biệt không có ý nghĩa thống kê giữa 3 loại hình thuỷ vực khảo sát (Hình 3.17; Hình 3.18 và Hình 3.19). Ruộng lúa là nơi nhận trực tiếp dư lượng thuốc BVTV từ quá trình phun của nông hộ, nên dư lượng thuốc trên ruộng lúa cao nhất, tiếp theo là kênh nội đồng và sông, rạch là nơi nhận gián tiếp dư lượng thuốc BVTV. Nghiên cứu Schulz and Liess (2001) cho rằng dư lượng cypermethrin ≥0,2 µg/Kg đã ảnh hưởng ĐVĐ. Ngưỡng gây độc cấp tính đối với ĐVĐ của cypermethrin (EC50= 0,3 µg/L) và quinalphos (EC50= 0,6 µg/L) thấp hơn so với propiconazole (EC50= 10,2 mg/L) và fipronil (EC50= 0,2 mg/L), (The PPDB, 2016). Theo đó, dư lượng cypermethrin và quinalphos trong đất, bùn đáy trên 3 loại hình thuỷ vực khảo sát đã ảnh hưởng ĐVĐ; trong khi propiconazole và fipronil vẫn chưa vượt ngưỡng. 19
24. Hình 3.15 Biến động dư lượng propiconazole Hình 3.16 Biến động dư lượng quinalphos trong đất, bùn đáy theo loại hình thủy vực trong đất, bùn đáy theo loại hình thủy vực Hình 3.17 Biến động dư lượng cypermethrin Hình 3.18 Biến động dư lượng fipronil trong đất, bùn đáy theo loại hình thủy vực trong đất, bùn đáy theo loại hình thủy vực Hình 3.19 Biến động dư lượng fenobucarb trong đất, bùn đáy theo loại hình thủy vực Kết quả phân tích tương quan cho thấy dư lượng thuốc BVTV trong đất, bùn đáy tương quan thuận với dư lượng thuốc BVTV trong nước (R = 0,78; p<0,01). Ngoài ra, dư lượng thuốc BVTV trong đất, bùn đáy tương quan thuận với hàm lượng chất hữu cơ (R=0,69; p<0,05) và phần trăm cấp hạt sét+limon (R = 0,67, p < 0,05), nhưng tương quan nghịch với phần trăm cấp hạt cát (R = - 20
25. 0,67, p 0,05). Hàm lượng chất hữu cơ và phần trăm cấp hạt sét+limon càng cao thì khả năng hấp phụ dư lượng thuốc bởi đất, bùn đáy càng cao và giá trị pH đất càng thấp; ngược lại đối với phần trăm cấp hạt cát. 3.3 Thành phần và số lượng cá thể động vật đáy 3.3.1 Thành phần loài ĐVĐ tại khu vực nghiên cứu Kết quả Hình 3.20 cho thấy thành phần loài thuộc lớp Insecta đã giảm từ vụ lúa Đông-Xuân đến vụ Hè-Thu và Thu-Đông; trong khi số loài thuộc lớp Gastropoda tăng theo thời gian khảo sát. Dư lượng quinalphos, cypermethrin và fenobucarb trên ruộng lúa, kênh nội đồng và sông, rạch đã tăng theo thời gian. Kết quả nghiên cứu cũng tìm thấy thành phần loài ĐVĐ đã tăng từ ruộng lúa ếđ n kênh nội đồng và sông, rạch chiếm lần lượt là 15 loài, 32 loài và 43 loài tương ứng với dư lượng thuốc BVTV đã giảm. Hình 3.20 Thành phần loài ĐVĐ tại khu vực nghiên cứu theo thời vụ 3.3.2 Số lượng cá thể ĐVĐ (cá thể/m2) theo loại hình thủy vực Bảng 3.4 Số lượng cá thể ĐVĐ (cá thể/m2) ở các thủy vực khảo sát theo thời vụ Đông-Xuân Hè-Thu Thu-Đông Lớp/ Họ Loài R K S R K S R K S Bivalvia 10 13 99 0 4 154 0 5 49 Pisidiidae Pisidium sp. 10 2 0 0 0 0 0 0 0 Cyrenidae Corbicula baudoni 0 0 3 0 1 35 0 0 5 Corbicula castanea 0 7 51 0 0 9 0 3 35 Corbicula tenuis 0 0 0 0 1 18 0 0 1 Mytilidae Limnoperna fortunei 0 0 0 0 0 2 0 0 0 Solecurtidae Novaculina siamensis 0 0 0 0 1 85 0 0 0 Unionidae Lanceolaria bilirata 0 0 0 0 0 3 0 0 0 Lanceolaria grayii 0 4 1 0 0 0 0 1 0 Unio douglasiae 0 0 0 0 1 2 0 1 7 Sinohyriopsis sp. 0 0 44 0 0 0 0 0 1 Gastropoda 28 18 8 87 28 10 29 24 12 Ampullariidae Pomacea canaliculata 13 1 0 51 1 0 1 3 0 Assimineidae Assiminea translucens 1 3 0 0 0 0 0 3 1 Lymnaeidae Lymnaea swinhoei 0 0 1 0 0 0 0 0 1 21
26. Bithyniidae Digoniostoma siamense 0 0 0 24 4 1 1 0 0 Stenothyridae Stenothyra messageri 0 4 0 0 0 0 0 5 1 Pachychilidae Antimelania costula 1 1 0 3 0 0 0 1 1 Antimelania siamensis 0 1 0 0 1 1 0 1 0 Antimelania swinhoel 0 2 2 1 1 2 0 2 0 Melanoides tuberculatus 0 0 0 1 1 0 1 0 1 Viviparidae Bellamya filosa 11 0 0 4 13 1 0 1 0 Sinotaia baricarinata 0 0 0 3 0 0 22 0 1 Sinotaia quadrata 0 0 0 0 1 1 0 1 4 Sinotaia aeruginosa 2 6 5 0 6 4 4 7 2 Insecta 0 4 22 0 1 4 0 3 9 Ceratopogonidae Dasyhelea grisea 0 2 12 0 1 1 0 1 4 Ceonagrionidae Enallagma sp. 0 1 1 0 0 0 0 0 1 Elmidae Microcylloepus sp. 0 0 0 0 0 0 0 0 1 Chaoboridae Chaoborus sp. 0 0 3 0 0 1 0 0 0 Corduliidae Macromia sp. 0 1 1 0 0 0 0 0 0 Ephemerellinae Ephemerella subvaria 0 0 1 0 0 0 0 0 0 Libellulidae Sympetrum vicinum 0 0 0 0 0 2 0 0 0 Rhyacophilidae Rhyacophila sp. 0 0 4 0 0 0 0 2 3 Chironomidae 3 75 23 51 29 19 173 74 12 Metriocnemus edwardsi 3 7 15 11 7 5 30 7 9 Metriocnemus knabi 0 6 7 28 13 12 34 6 2 Chironomus riparius 0 62 1 12 9 2 109 61 1 Malacostraca 0 3 42 0 4 1.998 0 3 119 Corophiidae Corophium homoceratum 0 0 1 0 0 0 0 0 6 Corophium japonicum 0 0 40 0 0 0 0 0 111 Corophium salmonis 0 0 0 0 3 1.997 0 0 0 Gecarcinucidae Somanniathelphusa brandti 0 3 0 0 1 0 0 3 1 Haustoriidae Haustorius sp. 0 0 0 0 0 1 0 0 0 Pinnotharidea Pinnotheres sp. 0 0 1 0 0 0 0 0 1 Oligochaeta 594 756 273 2.328 700 262 2.878 934 265 Tubificidae Branchiura sowerbyii 97 34 63 254 199 94 157 34 95 Limnodrilus hoffmeisteri 320 472 99 1.919 359 91 2.581 583 90 Tubifex spp. 177 250 111 155 142 77 140 317 80 Errantia Nereididae Namalycastis spp. 0 0 95 0 2 49 0 0 85 Sedentaria Sabellidae Caobangia billeti 0 6 75 0 17 8 0 6 11 Ghi chú: R, K, S: Ruộng lúa, kênh nội đồng và sông rạch chính Kết quả ở Bảng 3.4 cho thấy số lượng cá thể lớp Insecta và lớp Malacostraca giảm từ sông, rạch đến kênh nội đồng, không phát hiện trên ruộng lúa; trong khi số lượng cá thể lớp Oligochaeta, Gastropoda và họ Chironomidae (Insecta) ngược lại; tương ứng nghiên cứu về dư lượng thuốc BVTV đã giảm từ ruộng lúa và kênh nội đồng ra sông rạch. Số lượng cá thể họ Ceratopogonidae, Ceonagrionidae, Ephemerellinae, Rhyacophilidae và Chaoboridae (Insecta) đã giảm từ vụ Đông-Xuân đến vụ Hè-Thu và Thu-Đông; trong khi lớp Oligochaeta, Gastropoda và họ Chironomidae đã tăng. Kết quả phân tích dư lượng thuốc BVTV đã tăng từ vụ Đông-Xuân đến vụ Hè-Thu và 22
27. Thu-Đông. Điều này được giải thích là do ảnh hưởng độc tính có tính chọn lọc khi phơi nhiễm với thuốc BVTV (Liess et al. 1999), khả năng chống chịu tốt hơn với chất ô nhiễm và giảm cạnh tranh nguồn thức ăn do sự biến mất của một số loài ĐVĐ thuộc lớp Insecta và Malacostraca (Friberg et al. 2003). 3.3.3 Chỉ số đa dạng động vật đáy (H’) theo loại hình thủy vực. Chỉ số Shannon – Wienner (H’) trên ruộng lúa và kênh nội đồng khảo sát có giá trị H’ 2 nên đánh giá tình trạng môi trường nước từ ô nhiễm đến ô nhiễm nhẹ. Chỉ số đa dạng động vật đáy tương quan với các chỉ tiêu lý-hoá đất, bùn đáy (R = 0,75, p 0,05). Hình 3.21 Chỉ số đa dạng động vật đáy trên ruộng lúa, kênh nội đồng và sông, rạch 3.3.4 Xác định chỉ số SPEARpesticides phản ánh tình trạng thuỷ vực bị ảnh hưởng bởi thuốc bảo vệ thực vật Bảng 3.5 Chỉ số SPEARpesticides phản ánh tình trạng của kênh nội đồng và sông, rạch bị ảnh hưởng bởi thuốc BVTV Dư lượng Dư lượng Tình trạng thuỷ vực Loại hình Chỉ số thuốc BVTV thuốc BVTV bị ảnh hưởng bởi thuỷ vực SPEARpesticides trong nước (µg/L) trong bùn đáy (µg/Kg) thuốc BVTV b a Sông, rạch 25,31 0,16 ±0,02 96,63 ±14,65 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. Kênh 8,34 0,50 ±0,13a 127,25 ±22,20a Thuỷ vực bị ảnh hưởng bởi nội đồng thuốc BVTV có ĐVĐ không bị rủi ro với thuốc chiếm ưu thế. Ghi chú: a, b: khác biệt có ý nghĩa thống kê (5%) kiểm định Independent samples T-test. Dư lượng thuốc BVTV là trung bình tổng dư lượng của cypermethrin, quinalphos và fenobucarb trong nước và bùn đáy. Kết quả ở Bảng 3.5 cho thấy chỉ số SPEARpesticides trên sông rạch là 25,31 cao hơn so với trên kênh nội đồng là 8,34 tương ứng với dư lượng thuốc trong 23
28. nước và bùn đáy trên sông, rạch là 0,16 ±0,02 µg/L và 96,63 ±14,65 µg/Kg thấp hơn so với trên kênh nội đồng là 0,50 ±0,13 µg/L và 127,25 ±22,20 µg/Kg tương ứng. Chỉ số SPEARpesticides tương quan nghịch với dư lượng thuốc (R = - 0,68; p 0,05). Trong phạm vi nghiên cứu, chỉ số SPEARpesticides cho thấy tình trạng thuỷ vực trên kênh nội đồng bị ảnh hưởng bởi thuốc có ĐVĐ không bị rủi ro với thuốc là 12 họ, chiếm ưu thế hơn so với ĐVĐ bị rủi ro với thuốc là 4 họ; các sông, rạch có số lượng ĐVĐ không bị rủi ro với thuốc và ĐVĐ bị rủi ro với thuốc chênh lệch không đáng kể, chiếm 9 và 8 họ tương ứng. Chương 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 4.1 Kết luận Kết quả nghiên cứu về dư lượng thuốc BVTV trong nước, đất và bùn đáy trên ba loại hình thủy vực đã cho thấy mối liên hệ giữa dư lượng thuốc và động vật đáy với kết quả cụ thể: Dư lượng thuốc BVTV trong nước đã giảm từ ruộng lúa và kênh nội đồng đến sông, rạch có giá trị trung bình lần lượt là 0,06 – 4,55 µg/L; 0,02 – 1,6 µg/L và 0,02 – 0,42 µg/L, không phát hiện cypermethrin trong nước. Dư lượng các hoạt chất nghiên cứu ở khu vực lúa 3 vụ/năm cao hơn so với ở khu vực lúa 2 vụ/năm và đã tăng từ vụ lúa Đông-Xuân đến vụ Hè-Thu và Thu-Đông. Một số điểm thu mẫu trên ruộng lúa và kênh nội đồng đã tìm thấy quinalphos và fenobucarb vượt ngưỡng gây ảnh hưởng đến ĐVĐ (≥0,1 µg/L) và đã vượt ngưỡng gây độc cấp tính (EC50= 0,6 µg/L). Trên sông, rạch (trừ Mái Dầm), thuốc BVTV đã vượt quy chuẩn Châu Âu về chất lượng nước uống (0,1 µg/L). Các hoạt chất nghiên cứu trong đất ruộng lúa có giá trị là 6,78 – 179,34 µg/Kg cao hơn so với trong bùn đáy trên kênh nội đồng là 5,38 – 145,23 µg/Kg và thấp nhất trong bùn đáy trên sông, rạch là 4,59 – 86,18 µg/Kg. Thành phần động vật đáy đã giảm trên ruộng lúa là 15 loài và trên kênh nội đồng là 32 loài thấp hơn so với trên sông, rạch là 43 loài. Chỉ số đa dạng động vật đáy tăng từ trên ruộng lúa và kênh nội đồng ra sông, rạch. Chỉ số SPEARpesticides trên các sông, rạch tại địa bàn nghiên cứu là 25,31 cao hơn so với trên kênh nội đồng là 8,34 tương ứng với tình trạng các thủy vực trên các sông rạch bị ảnh hưởng bởi thuốc có động vật đáy bị rủi ro và động vật đáy không bị rủi ro với thuốc chênh lệch không đáng kể; các thủy vực kênh nội đồng có số lượng động vật đáy không bị rủi ro với thuốc chiếm ưu thế hơn so với động vật đáy bị rủi ro với thuốc. 4.2 Đề xuất Nghiên cứu sử dụng đồng vị xác định dư lượng thuốc BVTV trên các thuỷ vực bị ảnh hưởng bởi canh tác lúa tại tỉnh Hậu Giang. Nghiên cứu mô hình hoá đánh giá sự lan truyền của thuốc bảo vệ thực vật trên các loại hình thuỷ vực bị ảnh hưởng bởi canh tác lúa trên ịđ a bàn Tỉnh. 24