Tìm hiểu về thuốc bảo vệ thực vật: phân loại và độc tính

Trong sản xuất nông nghiệp việc sử dụng thuốc BVTV (pesticide / plant protection product) góp phần hạn chế sự phát triển của sâu bệnh, bảo đảm năng suất cây trồng, giảm thiểu thiệt hại cho nông dân. Nhưng nếu sử dụng thuốc bảo vệ thực vật một cách không kiểm soát và thiếu hiểu biết sẽ gây ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái và sức khỏe con người.

Trong sản xuất nông nghiệp việc sử dụng thuốc BVTV (pesticide / plant protection product) góp phần hạn chế sự phát triển của sâu bệnh, bảo đảm năng suất cây trồng, giảm thiểu thiệt hại cho nông dân. Nhưng nếu sử dụng thuốc bảo vệ thực vật một cách không kiểm soát và thiếu hiểu biết sẽ gây ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái và sức khỏe con người.

1. Phân loại theo mục đích sử dụng:
 Thuốc BVTV được sử dụng trên cây trồng, hạt giống, nông lâm sản hoặc công trình nhằm 2 mục đích:

- Phòng trừ dịch hại (sinh vật gây hại):

+ Sâu, côn trùng
+ Bệnh (nấm, vi khuẩn)
+ Cỏ dại
+ Các đối tượng khác như chuột, nhện, ốc, mối, nhện, tuyến trùng (giun), tảo…

- Tác động quá trình sinh trưởng cây trồng: bằng hóc-môn như kích thích phát triển bộ phận mong muốn, ra hoa sớm, điều chỉnh giới tính của hoa, ngăn ngừa sự rụng nụ-hoa-quả,… 

Ngoài một số lĩnh vực ứng dụng ít gặp như trừ mối, trừ tuyến trùng (nematocide), trừ nhện (acricide hay miticide), bảo quản lâm sản, xử lý hạt giống, bảo quản nông sản sau thu hoạch, khử trùng kho, sử dụng cho sân golf thì thuốc BVTV được sử dụng rộng rãi nhất là trong lĩnh vực nông nghiệp gồm:

- Thuốc trừ sâu (insecticide)
- Thuốc trừ bệnh (antimicrobial: biocide, algicide, fungicide, bactericide, disinfectants and sanitizer...)
- Thuốc trừ cỏ (herbicide)
- Thuốc trừ ốc (molluscide)
- Thuốc trừ chuột (rodenticide)
- Thuốc điều hòa sinh trưởng
Chất điều hoà sinh trưởng thực vật (Plant growth regulator, PGR)
Chất điều hoà sinh trưởng côn trùng (Insect growth regulator, IGR)
- Chất dẫn dụ côn trùng (pheromone): nhằm bẫy diệt
- Chất hỗ trợ (chất trải): nhằm tăng hiệu quả khi pha thêm vào thuốc BVTV

Xếp theo số lượng các họat chất thì: Thuốc trừ sâu > Thuốc trừ bệnh >> Thuốc trừ cỏ >> Thuốc điều hòa sinh trưởng > Thuốc trừ ốc > Chất dẫn dụ côn trùng, Thuốc trừ chuột, Chất trải

2. Phân chia theo nguồn gốc điều chế:
Thuốc BVTV chủ yếu là các thuốc hoá chất diệt sinh vật có hại, ngoài ra nó còn bao gồm một số vi sinh vật như trong thuốc BVTV sinh học. Thuốc BVTV chia thành 2 nhóm dựa vào nguồn gốc điều chế:

- Hóa học: là các chất được tổng hợp từ phản ứng hóa học, bao gồm 4 nhóm phổ biến nhất là Clo hữu cơ, Lân hữu cơ, Carbamat, Pyrethoid (Cúc tổng hợp), ngoài ra có rất nhiều nhóm thuốc trừ cỏ như Phenylamide, Phtalimide,  Chloroacetamide, Triazine, Triazole, Urea, Sulfonylurea, Phenoxy, Neonicotinoid, Propionate, Dinitrophenol, Benzoic,… và nhiều nhóm thuốc trừ bệnh. Trong đó về khối lượng sử dụng, nhóm Lân hữu cơ nhiều nhất, kế đó là nhóm Carbamat.

- Sinh học: có nguồn gốc từ sinh vật như vi sinh (vi khuẩn, nấm, virus, tuyến trùng và động vật nguyên sinh hoặc chất do chúng tiết ra) và thảo mộc (kháng sinh, chất độc, pheromone dẫn dụ giới tính, hóc-môn điều hòa sinh trưởng). 

* Xét trong ngắn hạn:

+ Thuốc hóa học có tác dụng nhanh mạnh, thích hợp với mọi thời kỳ sâu bệnh (từ khởi phát cho đến thành dịch).
+ Thuốc sinh học thường có tác dụng chậm hơn nên thường chỉ thích hợp để phun phòng, hay thời kỳ sâu bệnh mới khởi phát

* Xét trong dài hạn:

Mặt trái của thuốc hóa học là gây ảnh hưởng nặng nề đến môi trường, tiêu diệt các loài thiên địch có lợi, gây mất cân bằng sinh thái. Ngược lại, thuốc sinh học tiêu diệt sâu bệnh một cách tự nhiên hay nói cách khác là “thuận tự nhiên”, ít độc, dễ phân hủy trong môi trường tự nhiên . Như vậy, thì thuốc sinh học sẽ là tương lai của một nền nông nghiệp bền vững, xanh và sạch. Thuốc sinh học thường có phổ tác động hẹp, hiệu quả diệt sâu chậm hơn và khó bảo quản hơn so với thuốc hóa học. Dù vậy, trước những lợi ích to lớn, chúng ta hoàn toàn có thể chấp nhận các nhược điểm này.

3. Phân chia theo thành phần hoá học (các nhóm phổ biến):

Bao gồm 4 nhóm phổ biến nhất là Organochlorine, Organophosphorus, Carbamate, Pyrethoid, ngoài ra có rất nhiều nhóm thuốc trừ cỏ như Phenylamide, Phtalimide, Chloroacetamide, Triazine, Triazole, Urea, Sulfonylurea, Phenoxy, Neonicotinoid, Propionate, Dinitrophenol, Benzoic,… và nhiều nhóm thuốc trừ bệnh

a. Họ Clo hữu cơ (Organochlorine)
Chia làm 4 nhóm chính là:
- Cyclodien: chlordane, heptachlor, aldrin, dieldrin, isodrin, endrin, endosulfan, mirex, chlordecone
- Diphenyl aliphatic: DDT, methoxychlor
- Hexachlorocyclohexane (HCH)
- Polychloroterpenes: toxaphene
Lưu ý: một số chất chứa Cl nhưng không thuộc nhóm này: paraquat, 2,4-D, 2,4,5-T, captan, captafol, PCB, dioxin, furan
Tên thường có các âm như chlor, rin. Trong các hợp chất trên DDT và lindan (γ-HCH) là 2 loại được sử dụng nhiều nhất ở Việt Nam trong giai đoạn 1960-1993. Hầu hết các loại thuốc BVTV trong nhóm này đã bị cấm do độc tính của chúng cao (nhóm độc I, II).
b. Họ Lân hữu cơ (Organophosphorus)

Là các este của axit phosphoric. Đây là nhóm hóa chất độc với người và động vật máu nóng, điển hình của nhóm này là: Malathion, Fenitrothion, Methyl Parathion, Ethyl Parathion, Diazinon, Phosphamidon, Diclovos, Chlopyrifos, Monocrotophos, Chlorophos, Methamidophos, Dimethoate, Phenthoate, Glysophate,...Tên thường có các âm cuối là thion, don, non, phos, fos, vos, ate. Nhiều loại thuốc BVTV trong nhóm này cũng đã bị cấm do độc tính của chúng cao.

c. Họ Carbamat
Chia làm 3 nhóm chính là:
- Methyl: Carbaryl, Carbanolate, Prupoxur, Dimethan, Dimetilan, Isolan, Carbofuran, Pyrolan, Aminocarb, Aldicarb
- Thio: Vernolate, Pebulate, Diallate, Monilate, Butylate, Cycloate, Trillate, Thiourea
- Dithio: Methan, Thiram, Ferban, Amoban, Naban, Zineb, Maneb, Ziram Polyran, Dithane M-45

Là các este của axit carbamic (NH2CCOOH) có phổ phòng trừ rộng, thời gian cách ly ngắn, điển hình của nhóm này là Carbosulfan, Carbofuran, Methomyl, Carbaryl, Cartap, Isoprocarb... Phổ tác dụng hẹp hơn so với thuốc trừ sâu gốc clo hữu cơ và lân hữu cơ, tác dụng chọn lọc đối với nhóm côn trùng chích hút. Tương đối ít độc đối với động vật máu nóng (thấp hơn nhóm lân hữu cơ), ít độc đối với thiên địch và cá. Nhóm này có thời gian phân hủy rất nhanh, nhanh hơn cả nhóm lân, chỉ từ 1 đến vài tuần. Cũng như nhóm lân hữu cơ, các triệu chứng nhiễm độc thuốc BVTV nhóm này là rất khó khăn, phần lớn các dấu hiệu lâm sàng mang tính chủ quan. Các triệu chứng nhiễm độc gồm nhức đầu, choáng váng, dễ mệt mỏi, ngủ không ngon giấc, ăn kém ngon, chóng mặt. Tên thường có các âm như carb, yl, pham, ate.

d. Họ Cúc tổng hợp (Pyrethroid)

Là các este có thêm các Cl, N. Ban đầu, bắt nguồn từ hoạt chất pytherin có nguồn gốc tự nhiên từ cây hoa cúc (pytherum), có phổ trừ sâu rộng, hiệu lực diệt cao, độc tính thấp với động vật máu nóng, nhưng độc cao với cá, dễ bị phân hủy quang hóa nên thường dùng để diệt và loại côn trùng trong nhà. Chính nhờ tình chất quý báu đó của Pyrethrin, đã thúc đẩy quá trình nghiên cứu tổng hợp các đồng đẳng của nó như Cyfluthrin, Cyhalothrin, Cypermethrin, Deltamethrin, Pyrethrin, Fenvalelate,…Tên thường có các âm cuối như thrin, ate. Với hiệu lực diệt cao hơn và độ bền quang hóa tốt hơn nhằm đưa vào sử dụng rộng rãi thay thế cho những hợp chất diệt côn trùng nhóm clo hữu cơ, lân hữu cơ và carbamat. Các pyrethroid tổng hợp đựợc sử dụng rộng rãi nhất bao gồm Permethrin, Cypermethrin và Deltamethrin.

4. Phân chia theo độc tính:

Để thể hiện mức độ độc hại của mỗi loại thuốc, người ta sử dụng chỉ số gây độc cấp tính LD50 hay còn gọi là liều gây chết trung bình căn cứ thử nghiệm trên thỏ hoặc chuột bạch. Chỉ số LD50 càng thấp thì thuốc càng độc, và ngược lại chỉ số LD50 càng cao thì thuốc càng ít độc.

Phân loại độ độc cấp tính theo Hệ thống phân loại hài hòa toàn cầu đối với các chất và hỗn hợp hóa học GHS
(Tải về xem Globally Harmonised Classification System for Chemical Substances and Mixtures - WHO 2019)

- Nhóm Ia: Parathion, Paration methyl, Phosphamidon, Captafol, Aldicarb, Hexachlorobenzen...
- Nhóm Ib: Dichlorvos, Methamidophos, Nicotine, Carbofuran, Zinc phosphide, Abamectin, Cyfluthrin...
- Nhóm II: Paraquat, DDT, 2,4-D, Diazinon, Fipronil, Cypermethrin, Carbosulfan, Chlordane, Chlorpyrifos...
- Nhóm III: Malathion, Atrazine, Chlorpyrifos methyl, Glyphosate, Diuron, Butachlor...
- Nhóm U: Carbendazim, Triasulfuron, Benomyl, Captan, Imazapyr, Tetramethrin...

Tuy nhiên, bảng phân loại theo WHO chỉ đo lường khả năng ngộ độc ngắn hạn (cấp tính) đối thí nghiệm trên chuột, do đó, một số hoá chất dù thuộc nhóm U như Carbendazim, Benomyl, Captan vẫn bị cấm sử dụng trong Danh mục thuốc BVTV. Tính đến năm 2023, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã loại bỏ 12 hoạt chất gồm Carbendazim, Thiophanate Methyl, Benomyl, Paraquat, 2,4-D, Acephate, Diazinon, Zinc phosphide, Malathion, Chlorpyrifos ethyl, Fipronil, Glyphosate vì có nguy cơ cao ảnh hưởng đến sức khỏe con người, vật nuôi và môi trường. Về khả năng gây ung thư, cần tham khảo phân loại theo Cơ quan nghiên cứu quốc tế về ung thư (IARC), một bộ phận của WHO, phân chia thành 5 nhóm là 1, 2A, 2B, 3, 4. Theo đó có nhóm 1 (chắc chắn gây ung thư cho người) như Lindane, PCB, Dioxin, As, Cd, Cr6+...; nhóm 2A (hầu như chắc chắn gây ung thư cho người) gồm Glyphosate, Malathion, Diazinon, DDT,...; nhóm 2B (có thể gây ung thư cho người) gồm Toxaphne, Hexachloro benzene, Chlordane, 2,4-D, Parathion,...
Theo Công ước Stockholm, các thuốc BVTV bị cấm sản xuất và sử dụng theo Phụ lục A gồm: Aldrin, Chlordane, Chlordecone, Dicofol, Dieldrin, Endrin, Heptachlor,  Hexachlorobenzene (HCB), Alpha hexachlorocyclohexane, Beta hexachlorocyclohexane, Lindane, Mirex, Pentachlorobenzene, Pentachlorophenol và các muối, ester của nó, Endosulfan và các đồng phân của nó, Toxaphene; các thuốc BVTV bị hạn chế theo Phụ lục B gồm DDT, Perfluorooctane sulfonic acid (PFOS) và các muối của nó, perfluorooctane sulfonyl fluoride (PFOSF).

Quy định ghi nhãn mức độ nguy hại ảnh hưởng đến sức khoẻ con người và môi trường
theo Thông tư 21/2015/TT-BNNPTNT về quản lý thuốc BVTV

Tóm lại:
- Các loại thuốc trừ sâu nhóm clo hữu cơ rất lâu phân hủy. Nhóm lân hữu cơ, nhóm carbarmat có tốc độ phân hủy trung bình. Do đó, khi sử dụng thuốc BVTV trên rau, không nên dùng các thuốc BVTV nhóm clo hữu cơ và nhóm lân hữu cơ, nên dùng nhóm cúc tổng hợp, nhóm thảo mộc và nhất là nhóm thuốc vi sinh phân hủy rất nhanh.

Nhóm thuốc BVTV	Thời gian tồn lưu trong đất
Thuốc diệt côn trùng họ Clo hữu cơ (DDT, chlordane, dieldrin)	2-5 năm
Thuốc diệt cỏ họ Triazin (amiben, simazine)	1-2 năm
Thuốc diệt cỏ họ Benzoic (amiben, dicamba)	2-12 tháng
Thuốc diệt cỏ họ Urea (monuron, diuron)	2-10 tháng
Thuốc diệt cỏ họ Phenoxy (2,4-D; 2,4,5-T)	1-5 tháng
Thuốc diệt côn trùng họ lân hữu cơ (malathion, diazinon)	1-12 tháng
Thuốc diệt côn trùng họ Carbamat	1-8 tuần
Thuốc diệt cỏ họ Carbamat (barban, CIPC)	2-8 tuần

 

- Phần lớn các loại thuốc BVTV mà người dân chủ yếu sử dụng là những loại thuốc đa số thuộc nhóm carbamat, lân hữu cơ, cúc tổng hợp. Nhóm clo hữu cơ vẫn được người dân sử dụng diệt cỏ dại, nấm. Nhóm clo hữu cơ và lân hữu cơ đã được sử dụng ít đi, trong khi việc sử dụng nhóm cúc tổng hợp, carbamat có chiều hướng gia tăng.
- Không sử dụng nhóm Ia, chỉ được phép dùng để diệt chuột hoặc bảo quản quản lâm sản, các công trình xây dựng, đê điều. Khuyến khích sử dụng hai nhóm III, U và phải nằm trong Danh mục thuốc BVTV cho phép sử dụng.
- Hàng năm, Bộ NN&PTNT đều ban hành, cập nhật Danh mục thuốc BVTV được phép sử dụng và Danh mục thuốc BVTV cấm sử dụng tại Việt Nam. Năm 2022, Thông tư 19/2022/TT-BNNPTNT cấm tổng cộng 31 hoạt chất (23 hoạt chất thuốc trừ sâu, 6 hoạt chất thuốc trừ bệnh, 1 hoạt chất thuốc trừ chuột và 1 hoạt chất thuốc trừ cỏ). Đối với hàng hoá nhập khẩu vào thị trường Châu Âu, Uỷ ban Châu Âu đã có quy định Regulation (EC) No 396/2005 về giới hạn dư lượng tối đa (MRL) cho hơn 1.300 hoạt chất BVTV trong 378 mặt hàng rau quả, thực phẩm. Tương ứng, Bộ Y tế cũng có Thông tư 50/2016/TT-BYT quy định mức MRL cho 205 hoạt chất thuốc BVTV trong rau quả, thực phẩm.