Cấu tạo và đặc tính của Cypermethrin

Cypermethrin là một loại thuốc trừ sâu tổng hợp thuộc nhóm cúc, chúng được tổng hợp thành công vào năm 1974 và được tung ra thị trường lần đầu tiên vào năm 1977 (WHO, 1989) do các nhà sản xuất Zeneca Inc., FMC Corp., và American Cyanamid co., với các tên thương mại như Demon, Cybush, Ammo và Cynoff…

Cypermethrin là một hợp chất hữu cơ có tên hóa học là Cyano(3-phenoxyphenyl)methyl 3-(2,2-dichloroethenyl)-2,2-dimethylcyclopropanecarboxylate (C₂₂H₁₉Cl₂NO₃). Cypermethrin là chất bán rắn (sệt), không mùi, có màu vàng nâu và ít tan trong nước (khoảng 0,005-0,01 mg/L). Tuy nhiên, cypermethrin hòa tan tốt trong dung môi hữu cơ như aceton (620g/L), xylen (351g/L) và cyclohexanone (515g/L). Cấu trúc phân tử cypermethrin được trình bày ở Hình 1.

Khi bị thủy phân, thời gian bán hủy (DT₅₀) của cypermethrin phụ thuộc vào dạng đồng phân và pH của môi trường. Ở điều kiện nhiệt độ 25^oC, thời gian bán hủy của dạng đồng phân trans là 923 ngày, 136 ngày, 5 ngày và 23 phút tương ứng với điều kiện pH là 3, 7, 8 và 11. Dạng đồng phân cis bền hơn nên có thời gian bán hủy là 1302 ngày, 221 ngày, 21 ngày và 38 phút, tương ứng với điều kiện pH là 3, 7, 8 và 11.

Thời gian bán hủy của cypermethrin do quang phân tương đối nhanh hơn so với thủy phân. Trong nước (nhiệt độ 20^oC và pH=4) thì thời gian bán hủy là 12,4-14,8 ngày, trong không khí thời gian bán hủy là 3,47 giờ và trong đất thời gian bán hủy là 34,2-38,2 ngày.

Cơ chế tác động của cypermethrin

Tác động chủ yếu của cypermethrin là tác động lên hệ thống thần kinh, cơ chế tác động của cypermethrin là gây ảnh hưởng đến sự vận chuyển của Na qua màng tế bào thần kinh. Cypermethrin làm tăng độ thấm của của Na qua màng tế bào thần kinh, kết quả gây nên sự lặp đi lặp lại và kéo dài xung động thần kinh trong cơ quan cảm giác và làm đình trệ xung động trong sợi thần kinh. Ngoài ra, cypermethrin còn gây nên các hiện tượng xung huyết (congestion), xuất huyết (haemorrhage), hoại tử (necrosis), teo nhân (pyknosis) trên một số cơ quan như não, gan, thận và mang của cá.

Sử dụng cypermethrin trong nuôi trồng thủy sản

Trong nuôi trồng thủy sản, cypermethrin được sử dụng để diệt giáp xác nguồn nước cấp cho các ao nuôi tôm. Cypermethrin cũng được sử dụng trong ao nuôi cá để diệt ngoại ký sinh như: rận cá, nấm thủy mi, trùng mỏ neo, trùng quả dưa, trùng bánh xe, sán lá… Liều lượng xử lý khoảng 100-300 mL/1000 m³ (0,1-0,3 mg/L) tính trên sản phẩm thương mại chứa 15% hoạt chất. Thời gian xử lý là 15 ngày trước khi thả tôm, cá.

Ảnh hưởng của cypermethrin đối với thủy sinh vật

Cypermethrin cực độc đối với thủy sinh vật, đặc biệt là nhóm giáp xác và côn trùng. Độ độc cấp tính của cypermethrin (giá trị LC₅₀) đối với giáp xác và côn trùng thường ở nồng độ nhỏ hơn 0,01 mg/L, đối với cá đối thì nhỏ hơn 1 mg/L. Giá trị LC₅₀ của một số loài động vật thủy sinh được minh họa qua như sau:

Kết quả nghiên cứu của Ayoola và Ajani (2008) trên cá trê phi (Clarias gariepinus) tiền trưởng thành cho thấy, cá chết trong thí nghiệm xác định LC50-96 giờ đều bị tổn thương trên các cơ quan như mang, não, gan và thận. Trên tiêu bản mô học cho thấy, các phiến mang bị sưng và bị xuất huyết. Trên mô gan, thận thì xuất hiện hiện tượng thoái hóa tế bào (teo nhân), hình thành các không bào tích lũy mỡ và hoại tử tế bào. Mô não bị xung huyết và gian bào bị sưng phù. Gần đây, kết quả nghiên cứu trên tôm sú (Penaeus monodon) cũng cho thấy có hiện tượng gây hoại tử cơ quan gan tụy của tôm dưới tác động của cypermethrin (Nguyễn Thị Hiền et al., 2011)

Ảnh hưởng của cypermethrin lên sức khỏe của động vật trên cạn

So với thủy sinh vật, cypermethrin ít độc hơn đối với động vật trên cạn, hàm lượng gây độc cấp tính (LD₅₀) của cypermethrin trên một số động vật được minh họa sau đây:

Kết quả nghiên cứu độ độc mãn tính cho thấy cypermethrin gây nhiều ảnh hưởng xấu đến động vật trên cạn. Ở liều thấp 1/40 của LD₅₀ đã làm giảm khả năng tạo kháng thể trên thỏ và với liều 1/10 của LD₅₀ thì cũng gây ảnh hưởng tương tự trên chuột. Cypermethrin còn gây ảnh hưởng lên quá trình sinh sản của động vật, gây dị tật cột sống đối với chuột thí nghiệm. Nguy hiểm hơn, cypermethrin có thể gây đột biến nhiễm sắc thể của tế bào tủy xương, tỳ tạng và hình thành khối u trong phổi của chuột nhắc (Cox, 1996). Ngoài ra, cypermethrin còn gây giãn tĩnh mạch gan, hình thành các không bào trong nhu mô và thoái hóa tế bào gan (Hình 2) (Yavasoglu et al., 2006). Mặc dù chưa có bằng chứng rõ ràng về tác hại của cypermethrin lên sức khỏe của con người, nhưng do chúng gây ảnh hưởng lớn đến hoạt động sản xuất thủy sản và nông nghiệp nên ngày 16/01/2012 Bộ NN&PTNT đã ban hành Thông tư số 03/2012/TT-BNNPTNT cấm sử dụng cypermethrin trong sản xuất, kinh doanh thủy sản.

Để an toàn cho sức khỏe của con người, FAO/WHO (1985) quy định dư lượng tối đa cho phép (MRLs) của cypermethrin đối với thực phẩm là 0,2-2 mg/kg và giới hạn lượng hấp thụ vào cơ thể là 0,05 mg/kg khối lượng cơ thể/ngày. Tùy theo quốc gia mà dư lượng tối đa cho phép trong thực phẩm có khác nhau, 0,01-0,5 mg/kg (Brasil), 2 mg/kg (Thụy điển) và 0,05-0,5 mg/kg (Mỹ). Dư lượng tối đa cho phép trong nước uống là 0,1 mg/L.

Hình 2: A. mô gan chuột không ăn cypermethrin; B-D. Mô gan chuột cho ăn cypermethrin 150 và 300 mg/kg trong 28 ngày: (S) ống tĩnh mạch giãn rộng; (®) xuất hiện không bào trong nhu mô gan; (H) tế bào gan bị thoái hóa; (C) hồng cầu trong nhu mô gan (Yavasoglu et al., 2006)

Bài viết đã được UV-Việt Nam mua tác quyền từ tác giả, bất cứ hình thức sao chép nào đều phải có trích dẫn nguồn từ Công ty Cổ Phần UV