TỔNG QUAN
Giới thiệu về chất bảo quản và diệt côn trùng deltamethrin
Pyrethroid là một nhóm hợp chất được chiết xuất từ este cacboxylat, còn được gọi là este pyrethrum hay este pyrethrin Những hợp chất này có nguồn gốc tự nhiên từ cây hoa cúc Chrysanthemum cinerariaefolium và C roseum, nổi bật với các hoạt chất pyrethrin có khả năng độc hại đối với côn trùng.
Pyrethrin là hoạt chất có thể chiết xuất từ hoa, lá khô và rễ cây bằng dung môi, mang lại hiệu quả gây chết ngay lập tức cho côn trùng Dịch chiết pyrethrin chứa sáu este của hai axit cacboxylic và ba xyclopentenolon với tỷ lệ khác nhau.
Pyrethrin là một chất diệt côn trùng hiệu quả với phổ trừ sâu rộng và độc tính thấp đối với động vật máu nóng, nhưng dễ bị phân hủy dưới ánh sáng Do đó, nó chủ yếu được sử dụng để kiểm soát côn trùng trong nhà Tính chất quý báu này đã thúc đẩy nghiên cứu tổng hợp các đồng đẳng của pyrethrin, nhằm phát triển các sản phẩm có hiệu lực diệt cao hơn và độ bền quang hóa tốt hơn, từ đó thay thế các hợp chất diệt côn trùng như clo hữu cơ, phốt pho hữu cơ và cacbamat.
Deltamethrin là một loại hóa chất diệt côn trùng thuộc hệ pyrethroid, được tổ chức tiêu dùng quốc tế đặt tên Hóa chất này có tên theo danh pháp quốc tế là (S)-α-cyano-3-phenoxybenzyl (1R, 3R)-3-(2,2-dibromovinyl)-2,2-dimethylcyclopropane cacboxylate.
Tên thương mại các sản phẩm chứa hoạt chất deltamethrin gồm Butoflin, Butoss, Butox, Cislin, Crackdown, Cresus, Decis, Decis-Prime, K-Othrin and K- Otek
Deltamethrin được coi là hoạt chất mạnh nhất và độc nhất trong nhóm pyrethroid
Bảng 1.1 Cấu tạo và tính chất vật lý của deltamethrin
Công thức phân tử C22H19Br2NO3
Khối lượng phân tử 505,2 g/mol Nhiệt độ nóng chảy 98- 101˚C Nhiệt độ sôi 300˚C
Trạng thái Bột tinh thể màu trắng, bền ở điều kiện bình thường, phân hủy ở nhiệt độ > 190 0 C Đặc tính kỹ thuật
Chất này không tan trong nước nhưng tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như dioxan (900g/l), cyclohexanone (750g/l), dicloromethane (700g/l), acetone (500g/l), và benzen (450g/l) Nó bền vững hơn trong môi trường acid so với môi trường kiềm, và tương đối ổn định dưới tác động của không khí Tuy nhiên, chất này có thể bị phân huỷ khi tiếp xúc với ánh nắng mặt trời hoặc tia tử ngoại Ngoài ra, nó không ăn mòn kim loại và thuộc nhóm độc II.
1.1.3 Độc tính và liều lƣợng cho phép
Deltamethrin là một loại thuốc trừ sâu có tác dụng chọn lọc cao, ít độc hại với sinh vật có ích, có khả năng tiêu diệt các côn trùng và sâu bệnh kháng thuốc clo hữu cơ, phosphat hữu cơ và cacbamat Thuốc này hòa tan nhanh trong lipid và lipoprotein, mang lại hiệu quả tiếp xúc mạnh, gây hiện tượng choáng độc nhanh chóng và có tác dụng xua đuổi một số loài côn trùng Đặc biệt, độ độc cấp tính của Deltamethrin đối với người và động vật máu nóng thấp hơn nhiều so với các hóa chất phosphat hữu cơ, đồng thời thuốc này cũng phân hủy nhanh trong cơ thể sống và môi trường Tuy nhiên, Deltamethrin lại rất độc đối với cá và các động vật thủy sinh.
Deltamethrin có thể xâm nhập vào cơ thể con người qua hô hấp, tiêu hóa và tiếp xúc với da hoặc mắt, dẫn đến các tác động sức khỏe cấp tính Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) và Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ xác định deltamethrin là chất nguy hại tương đối, với mức độ nguy hiểm loại II (PAN) Các nghiên cứu trên động vật có vú cho thấy liều deltamethrin cấp tính có thể gây ra các triệu chứng rối loạn, co giật và chảy nước bọt ở chuột nhắt.
Deltamethrin có thể gây ra nhiều tác động cấp tính ở người, bao gồm co giật, mất ngủ, viêm da, tiêu chảy, run và nôn Phản ứng dị ứng thường gặp ở công nhân nông nghiệp khi tiếp xúc với hợp chất này Ngộ độc có thể xảy ra do tiêu thụ từ 2-250 mg/kg, với liều 100-250 mg/kg có khả năng gây hôn mê Ngoài ra, deltamethrin được EPA (PAN) liệt kê là một chất phá hoại nội tiết.
Cơ chế gây độc lên côn trùng của các hoá chất diệt côn trùng nhóm pyrethroid:
Pyrethroid là hóa chất độc thần kinh, tấn công hệ thống thần kinh của côn trùng, gây hiệu ứng xua đuổi ngay cả khi nồng độ không đủ để tiêu diệt Chúng tác động lên kênh muối (sodium channel) của màng thần kinh, tạo ra những thay đổi nhỏ trong chức năng kênh Pyrethroid gây độc chức năng, dẫn đến hậu quả xấu do kích thích quá độ hệ thần kinh, mà không có dấu hiệu bệnh lý ở hệ thần kinh trung ương Dù gây độc nặng, chỉ có những đốm hoại tử không đặc trưng và có thể phục hồi trên các dây thần kinh ngoại vi của động vật co giật, với triệu chứng rối loạn vận động nghiêm trọng Sau khi tiếp xúc với pyrethroid, kênh muối vẫn hoạt động bình thường, duy trì chức năng chọn lọc ion muối và điện thế màng.
Các hoá chất pyrethroid có hại cho cá nhưng ít ảnh hưởng đến chim và động vật có vú so với nhiều loại hoá chất diệt côn trùng tổng hợp khác Chúng không bền vững và dễ bị phân huỷ khi tiếp xúc với ánh sáng và oxy, thường phân huỷ dưới ánh sáng mặt trời và trong không khí chỉ trong vài ngày Hơn nữa, chúng không gây ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng nước ngầm, do đó được coi là những loại hoá chất diệt côn trùng an toàn nhất cho con người và môi trường.
Mức độ hấp thụ hàng ngày tối đa cho phép (ADI) của deltamethrin là 0,01 mg/kg/ngày trọng lượng cơ thể Liều gây chết trung bình (LD50) đối với chuột đực qua đường miệng là 128 mg/kg, trong khi đối với chuột cái là 52 mg/kg Đối với thỏ, LD50 là 29040 mg/kg.
1.1.4 Các quy định hạn chế Deltamethrin
Deltamethrin bị cấm sử dụng theo Luật “Kiểm soát các sản phẩm gia dụng chứa chất độc hại” của Nhật hoặc Luật hóa chất năm 1986 của Thụy Sĩ
Một số nhãn sinh thái, như Oekotex và GOTS, đã ban hành quy định cấm sử dụng deltamethrin, quy định hàm lượng tối đa là 0,5 mg/kg cho các sản phẩm mang nhãn hiệu của họ.
Deltamethrin được cấp phép sử dụng với hàm lượng cao trong các sản phẩm dệt chống muỗi và côn trùng, như màn Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) quy định mức tối đa của deltamethrin trong các sản phẩm chống côn trùng là 1,8 g/kg (±25%).
Kenya đã ban hành quy định về hàm lượng deltamethrin trong tiêu chuẩn KS 1739-2:2013 liên quan đến màn chống muỗi Theo tiêu chuẩn này, các sản phẩm màn chống côn trùng lâu dài phải có hàm lượng deltamethrin từ 1,35-2,25 g/kg theo khối lượng sản phẩm hoặc 55-68 mg/m² theo diện tích sản phẩm.
1.2 Giới thiệu sơ lƣợc về mẫu phân tích
Sản phẩm dệt được phân loại theo nguồn gốc nguyên liệu thành ba nhóm: thực vật, động vật và nhân tạo, với mỗi nhóm có nguy cơ nhiễm deltamethrin khác nhau Sản phẩm từ thực vật, như cotton, có khả năng nhiễm deltamethrin từ thuốc bảo vệ thực vật phun cho cây bông Trong khi đó, một số sản phẩm nhân tạo, như màn chống muỗi, có thể chứa deltamethrin được thêm vào trong quá trình hoàn tất, dẫn đến hàm lượng cao Ngược lại, sản phẩm từ động vật như len và tơ tằm thường ít bị nhiễm hơn Nghiên cứu này tập trung vào hai mẫu cotton và vải màn polyester, đại diện cho hai loại sản phẩm từ thực vật và nhân tạo.
1.3 Một số phương pháp phân tích deltamethrin
Một số phương pháp phân tích deltamethrin
Qua nghiên cứu tài liệu và các bài báo khoa học trong nước và quốc tế, chúng tôi nhận thấy rằng số lượng công trình nghiên cứu về xác định hàm lượng deltamethrin trên nền vật liệu dệt còn hạn chế Hầu hết các nghiên cứu hiện có tập trung vào các mẫu thực phẩm Hai phương pháp phân tích phổ biến được sử dụng để xác định deltamethrin là sắc ký lỏng và sắc ký khí.
Chúng tôi tóm lược một số quy trình phân tích deltamethrin trong một số đối tượng mẫu bằng phương pháp sắc ký trong bảng 1.2
Bảng 1.2 Một số phương pháp phân tích deltamethrin
TL Đối tượng mẫu Điều kiện phân tích Chiết mẫu Kết quả
GC-ECD Cột tách :DB-5MS poly(5%phenyl 95% dimethylsiloxane)
Tỷ lệ N 2 /khí phụ trợ : 1,2 với tốc độ 6ml/phút Nhiệt độ cổng bơm mẫu 250 0 C
Pha trộn 5g mẫu với 5ml acetone và lắc trong 5 phút Tiếp theo, bổ sung 10ml dung dịch chiết n-hexan: acetone theo tỷ lệ 7:3, sau đó thêm 2g pha rắn phân tán Thực hiện quy trình chiết lặp lại 4 lần bằng n-hexan: acetone trong 15 phút mỗi lần Cuối cùng, cô cạn dịch chiết và định mức 1ml bằng toluen.
Khoảng làm việc : 0,01-5àg/ml LOD: 0,002àg/g LOQ: 0,01àg/g Độ thu hồi trung bình từ 66-81%, với RSD%