CHƯƠNG IX THUỐC XÔNG HƠI 1. NHỮNG HIỂU BIẾT CHUNG Thuốc xông hơi (fumigant) (theo AAPCO) là các chất hay hỗn hợp các chất sản sinh ra khí, hơi, ga, khói, sương có tác dụng tiêu diệt mọi giai ñoạn phát triển của các loài dịch hại ( côn trùng, vi khuẩn, nấm, chuột ). Thuốc xông hơi có thể là chất lỏng hay chất rắn bay hơi, hoặc ngay cả các chất ở dạng khí. Chúng ñược dùng ñể tiệt trùng trong nhà, xử lý ñất, nông sản hàng hoá, các vật liệu khác và cây trồng. Hiệu quả và kỹ thuật sử dụng thuốc xông hơi phụ thuộc vào những ñặc tính sau ñây : -ðộ bay hơi: là lượng hơi thuốc tối ña có thể ñạt ñược trong mỗi ñơn vị thể tích không khí trong những ñiều kiện ôn, ẩm ñộ nhất ñịnh. ðược biểu thị bằng mg/lít không khí hoặc gam/m 3 không khí. ðộ bay hơi và nồng ñộ thuốc xông hơi tồn tại trong không khí của phụ thuộc vào ñiểm sôi và trọng lượng phân tử: phân tử lượng càng lớn, ñiểm sôi càng cao; ñiểm sôi càng cao ñội bay hơi càng thấp. Căn cứ vào ñiểm sôi, có thể chia thuốc xông hơi làm hai loại: +Loại có ñiểm sôi thấp (như Methyl Bromua): ñược nén vào bình kim loại dưới áp lực cao (chuyển thành thể lỏng). +Loại có ñiểm sôi cao ( như Phosphua nhôm AlP): thường ở thể rắn hoặc thể lỏng, khi tiếp xúc với ñộ ẩm sẽ hình thành khí ñộc. -Tốc ñộ bay hơi: là khối lượng hơi bay lên từ 1cm 2 bề mặt thuốc xông hơi trong 1 giây. Tốc ñộ bay hơi tỷ lệ thuận với nhiệt ñộ xông hơi và tỷ lệ nghịch với nhiệt ñộ sôi và áp suất. -Sự khuếch tán của thuốc xông hơi vào không khí: là khả năng lan truyền của hơi thuốc vào khoảng không gian ñược xông hơi. Khí ñộc ñược khuếch tán trong không khí từ chỗ mật ñộ phân tử cao ñến chỗ mật ñộ phân tử thấp. Sự khuếch tán của hơi thuốc nhanh hay chậm có liên quan ñến nhiệt ñộ. Tốc ñộ khuếch tán của khí ñộc trong không khí nhanh hơn khi nhiệt ñộ không khí cao và chậm hơn khi ở nhiệt ñộ thấp. -Tỷ trọng hơi thuốc: Tỷ trọng hơi của thuốc xông hơi liên quan rất nhiều ñến kỹ thuật xông hơi. Nếu tỷ trọng hơi nhỏ hơn 1, thuốc thường ñặt ở dưới ñống hàng; hoặc lớn hơn 1, thuốc ñược ñặt trên ñống hàng; hay tỷ trọng xấp xỉ 1, vị trí ñặt thuốc sẽ ở giữa ñống hàng. Theo ñịnh luật Graham, tốc ñộ khuếch tán của chất khí trong không gian tỷ lệ nghịch với bình phương tỷ trọng của chúng. Thuốc xông hơi có tỷ trọng lớn khuếch tán chậm hơn so với loại thuốc có phân tử lượng nhỏ. Sư hấp phụ (adsorption) là quá trình thu hút các phần tử khí ñộc lên bề mặt vật phẩm và Sự hấp thụ (absorption) là quá trình thâm nhập khí ñộc sâu vào thể khối vật phẩm. Sư hấp phụ và hấp thụ của thuốc vào hàng hoá khử trùng tuỳ thuộc vào ñặc tính của loại thuốc, loại hàng hoá, cách bao gói, cách xếp hàng hoá, hàm ẩm, nhiệt và ẩm ñộ không khí. Nếu sự hấp phụ/thụ quá lớn, nồng ñộ của thuốc sẽ giảm, lượng thuốc dùng sẽ tăng và tăng chi phí. Thêm vào ñó, thời gian xả thuốc ( ñể cho thuốc bay hết khỏi lô hàng ) sẽ lâu. -Tính dễ bắt lửa, bốc cháy: Một số loại thuốc xông hơi dễ bắt lửa, dễ gây cháy và gây nổ. Ví dụ: khí PH 3 dễ tự bốc cháy ở nồng ñộ 26,15-27,06g/m 3 không khí. -Tính ăn mòn kim loại: hơi của một số thuốc xông hơi có khả năng ăn mòn kim loại, hoặc hợp kim của chúng (ALP, Mg 3 P 2 ăn mòn ñồng, hợp kim ñồng, vàng, bạc). Vì vậy, khi xông hơi , cần bịt kín hoặc dọn những ñồ kim loại này khỏi phòng xông hơi. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Sử dụng thuốc Bảo vệ thực vật…………… ………………… 148 -Nồng ñộ thuốc xông hơi là lượng thuốc phân tán trong không khí ở thời ñiểm nhất ñịnh và phụ thuộc vào liều lượng sử dụng. -Liều lượng dùng: Liều lượng thuốc xông hơi ñược biểu thị bằng ñơn vị trọng lượng (kg, g, mg) hoặc thể tích (l, ml) thuốc xông hơi trên ñơn vị thể tích (m 3 ) kho hàng, phương tiện vận chuyển hoặc trọng lượng hàng hoá (tấn). Liều lượng sử dụng phụ thuộc vào loại thuốc, loài dịch hại cần diệt, loại vật phẩm, thời gian khử trùng và nhiệt ñộ không khí. Trong ñiều kiện nhiệt ñộ và ẩm ñộ không khí không ñổi, thì tích của nồng ñộ thuốc xông hơi ( C) với thời gian xông hơi (T) là một hằng số. k = C x T Nói cách khác, trong mức ñộ nhất ñịnh, nếu sử dụng nồng ñộ thuốc thấp, thời gian xông hơi phải kéo dài. Ngược lại, muốn giải phóng hàng hoá nhanh ( rút ngắn thời gian xông hàng) thì phải tăng nồng ñộ thuốc. Riêng với PH 3 nếu tăng nồng ñộ thuốc quá mức cũng không làm tăng hiệu quả khử trùng, trái lại còn có thể làm cho sâu mọt chuyển sang trạng thái u mê tự vệ. Vì vậy, với PH 3 kéo dài thời gian xông hơi quan trọng hơn là tăng nồng ñộ ñể rút ngắn thời gian khử trùng. Các thuốc xông hơi thường ñược dùng diệt sâu, mọt hại nông lâm sản: hạt và bột ngũ cốc, bột sắn, hạt ñậu ñỗ, hàng nan, mây tre ñan vv Ngoài ra thuốc còn có tác dụng diệt chuột; một số còn có tác dụng trừ tuyến trùng. Do thuốc xông hơi rất ñộc với người và ñộng vật có vú, nên khi tiếp xúc với các loại thuốc này cần thực hiện nghiêm qui ñịnh bảo hộ lao ñộng. Các thuốc xông hơi ñều nằm trong nhóm thuốc hạn chế sử dụng. 2. NHỮNG THUỐC XÔNG HƠI THÔNG DỤNG: 2.1.Phosphin và những hợp chất tạo phosphin dùng trong khử trùng: ðể khử trùng kho, người ta dùng 2 dạng muối: Aluminium phosphide (photphua nhôm) và Magnesium phosphide (photphua manhê). Thuốc ñược sử dụng dưới dạng bánh, dạng bột trong các kho nông sản, hầm tàu, các ñống hàng nông lâm sản có phủ bạt kín, ñể diệt trừ chuột, các loài mọt hại . Không ñược xông hơi cho cây sống, rau quả tươi. Aluminium phosphide(AlP): Tinh thể màu vàng tới xám ñậm. Ap suất hơi rất thấp. Bền trong ñiều kiện khô; dễ hút ẩm trong không khí và phản ứng mãnh liệt với acid ñể tạo photphin. Rất ñộc với ñộng vật có vú. LD50 qua miệng chuột 8.7mg/kg. Do dễ phản ứng với nước, nên Aluminium phosphide ñược dùng xông hơi trực tiếp do thuốc gặp ẩm trong không khí, giải phóng ngay photphin theo phản ứng: 2AlP + 3H 2 0 2PH 3 ↑ + Al(OH) 3 Magnesium phosphid (Mg 3 P 2 ): Tinh thể màu vàng lục. Bền trong môi trường khô. Ít hút ẩm nhưng dễ phản ứng với axit tạo phosphin . Rất ñộc với ñộng vật có vú. LD50 qua miệng chuột 11.2mg/kg. Do Magnesium phosphide khó phản ứng với nước trong không khí, nên ñể giải phóng nhanh PH3 các sản phẩm Magnesium phosphide gồm 2 thành phần ñể riêng : Magnesium phosphide ở dạng thương phẩm và một lọ axit nhẹ. Khi dùng, ñổ lẫn vào nhau, ñể giải phóng photphin theo phản ứng: Mg 3 P 2 + 6HCl 2PH 3 + 3MgCl 2 Phosphine (PH 3 ): Dạng khí không màu, có mùi tỏi hay mùi tanh khí ñá. Tỷ trọng so với không khí 1.18. Tan trong nước 26cm 3 /100ml (17 o C); trong etanol 0.5; ete 2 (% thể tích photphin / dung môi ). Dễ bị oxi hoá ñể thành axit photphoric. Bốc cháy tức thì trong không khí (do có sự Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Sử dụng thuốc Bảo vệ thực vật…………… ………………… 149 hiện diện của những hydrorua photpho khác) và dễ nổ ( nồng ñộ gây nổ 26.1- 27.1 mg/l không khí). Ăn mòn ñồng và hợp kim ñồng bạc. Phosphin là chất ức chế vận chuyển ñiện tử trong hô hấp; phân huỷ nước và chiếm oxi trong cơ thể côn trùng và chuột ñể tạo thành axit photphoric. Cơ thể thiếu oxi, bị ngạt chết. Ngoài ra còn có gây ñộc thần kinh. Phosphin không thấm qua da; nhưng là thuốc xông hơi cực ñộc. LC50 hô hấp (4 giờ) với chuột 11ppm (0.015mg/l). Trong môi trường có nồng ñộ 10mg/m 3 trong 6 giờ hay 300ml khí/m 3 trong 1 giờ, có thể gây chết cho sinh vật. Nồng ñộ cho phép khi tiếp xúc với phosphin 1ppm ( tối ña 15 phút/lần với khoảng cách 1 giờ/ lần và 4 lần/ngày). Không ñể lại dư lượng trong nông sản nên không cần xác ñịnh ADI của phosphin có trong nông sản. MRL trong bột mì, ñậu ñỗ, quả khô, cà phê, thuốc lá, chè, dược liệu, cam quýt, lạc, cùi dừa, táo, khoai tây 0.01ppm; ngũ cốc 0.05-0.1ppm. 2.2. Methyl bromide (CH 3 Br): Dạng khí không màu, không mùi ở nhiệt ñộ thường. Khi nồng ñộ cao, có mùi clorofom. Tan trong nước 17.5g/l (20 o C). Tan nhiều trong hầu hết các dung môi hữu cơ như: rượu, este, ete, keton, hydratcacbon thơm, hydratcacbon halogen hoá và cacbondisunfit. Bị thuỷ phân chậm trong nước, mạnh hơn trong môi trường kiềm. Không bốc cháy. Methyl bromide không gây hại cho bông, vải, giấy, thuốc nhuộm, không làm giảm khả năng nảy mầm của hạt, không gây cháy lá cây, không ăn mòn kim loại ( trừ nhôm, manhe và hợp kim của chúng). Ơ nồng ñộ 500g/m 3 , methyl bromide có thể bốc cháy nếu gặp tia lửa ñiện hoặc các nguồn lửa khác. Trong khử trùng, methyl bromide chỉ dùng ở nồng ñộ 15-70g/m 3 ( thời gian xông hơi 1-3 ngày) nên an toàn. Nhưng methyl bromid dễ gây hại cho: hàng hoá chứa muối iôt, các vật liệu bằng cao su tự nhiên và nhân tạo, da, sợi nhân tạo chế từ cacbondisulfua, than hoạt tính, xelophan, hoá chất ảnh, giấy ảnh, ñậu tương (methyl bromid dễ gây hại các hàng hoá này). Metyl bromide ñược ñựng trong bình thép, nén ở áp suất cao, có khoá. Khi dùng, ñặt bình thuốc lên cân. Vòi của bình ñược nối với dây cao su nhiều nhánh; ống dây dẫn khí ñược ñặt ở trên cao; rồi mở khoá cho thuốc thoát ra. Khoá vòi khi ñạt lượng thuốc cần. Metyl bromide có ñộ bay hơi cao, có tính khuyếch tán mạnh, nên xâm nhập vào hàng nhanh và sâu. Dùng vào nhiều mục ñích: trừ côn trùng, nhện, chuột trong kho nông sản, hàng hoá, tàu thuyền; xông hơi ñất ñể diệt côn trùng, tuyến trùng, mầm bệnh và hạt cỏ; xông hơi nhà kính, nhà nuôi nấm. Rất ñộc với cây trồng ñang phát triển. Do methyl bromid rất ñộc và khó nhận biết ở nồng ñộ thấp, nên trong methyl bromid có chứa 2-3% clopicrin ñể làm chất báo hiệu ( gây cay mắt). Lợi dụng tính methyl bromid ở nồng ñộ thấp sẽ làm ngọn lửa của ñèn acetylen chuyển sang màu xanh lục, xanh da trời ñể phát hiện sự rò rỉ của hơi methyl bromid và xem hàng ñã xả hết thuốc chưa. Methyl bromide gây cháy da và mắt. LC50 (4 giờ) hô hấp ñối với chuột 3.03mg/l. Rất ñộc với người. Nồng ñộ ngưỡng khi làm việc 0.019mg/l. ADI 1.0 mg/kg. Công nhân có thể bị chết nếu làm việc trong nhiều giờ ở không khí nồng ñộ 100-200ppm hoặc hít thở trong 30-60 phút trong nồng ñộ 1000ppm. Không gây ñộc cho ong. Thời gian cách ly 14 ngày. Methyl bromide có thể gây mê cho sinh vật do trong cơ thể, methyl bromide bị chuyển hoá thành rượu metylic ( gây tê liệt hệ thần kinh) và hydrobromua; tiếp ñó rượu metylic lại bị oxi hoá ñể thành formandehit ( gây biến ñổi sâu sắc cho những thành phần trong tế bào). Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Sử dụng thuốc Bảo vệ thực vật…………… ………………… 150 Sau khi xông hơi, phải thông gió hoặc hút hết khí ñộc khỏi nơi xông hơi. Bình chứa methyl bromid cần ñược di chuyển nhẹ nhàng, tránh va chạm, bảo quản ở nơi râm mát, có khoá tốt, tránh thuốc thất thoát. Methyl bromide là chất khí phá huỷ tầng ozon, nên bị hạn chế dùng không chỉ trong nông nghiệp, mà còn cả trong các ngành công nghiệp khác và tiến tới cấm hẳn. Vì vậy, methyl bromid bị hạn chế nghiêm ngặt (chỉ ñược phép dùng khi khử trùng trong kiểm dịch và tiệt trùng các tàu, thuyền). 2.3. Các thuốc xông hơi khác: Chloropicrin (CCl 3 NO 2 ): Loại thuốc xông hơi có phổ tác ñộng rộng, trừ ñược côn trùng, nhện, chuột, tuyến trùng, nấm, vi khuẩn. Thường ñược dùng ñể xông hơi kho rỗng, kho ñựng ngũ cốc và nông sản, ñất. Lượng dùng 16-40g/m 3 với thời gian xông hơi là 3-5 ngày. ðộ bay hơi 184.5g/m 3 . Tốc ñộ bay hơi 2.5g/phút. Trọng lượng riêng của chloropicrin là 1.65; hơi chloropicrin có tỷ trọng 5.67. Không gây cháy, nổ. Khi bị phân huỷ tạo thành fotgen rất ñộc với người, tạo ra acid có thể ăn mòn kim loại, làm, hại vải, giấy, bông, tơ, lụa. Chloropicrin dễ bị hấp phụ, khuyếch tán chậm; sau khi xông hơi, cần thời gian dài ñể xả hết hơi ñộc. Thuốc rất ñộc với ñộng vật có vú. Không dùng chloropicrin ñể khử trùng cho cây ñang sinh trưởng và hạt giống, vì thuốc dễ gây ñộc giống cây trồng. Hydrogen cyanide (HCN): Là loại thuốc xông hơi có phổ tác ñộng rộng, trừ ñược côn trùng, nhện, chuột. ít có hiệu lực trừ nấm và vi khuẩn. Thể lỏng có tỷ trọng 0.688, dễ tan trong nước và trong nhiều dung môi hữu cơ. Tỷ trọng thể khí 0.9 (20 o C). Rất ñộc với ñộng vật có vú. LD50 qua miệng chuột là 1mg/kg. Có thể bị chết nếu hít thở không khí có nồng ñộ 120-150mg HCN/m 3 trong 30 phút có thể bị chết. Do thuốc quá ñộc, nên hiện nay ít dùng. Anhydric sulfurơ; Ethylen dibromide; Methyl iodide; Methyl isothiocyanate.cũng ñược dùng ñể xông hơi, nhưng ít dùng ở nước ta. CÂU HỎI ÔN TẬP: 1/ Những hiểu biết cơ bản về kỹ thuật sử dụng thuốc xông hơi ? 2/ ðặc ñiểm cơ bản của một số thuốc xông hơi chính: Phosphin, Methyl bromide ? . Nội – Giáo trình Sử dụng thuốc Bảo vệ thực vật ………… ………………… 148 -Nồng ñộ thuốc xông hơi là lượng thuốc phân tán trong không khí ở thời ñiểm nhất ñịnh và phụ thuộc vào liều lượng sử dụng. . thì trong không khí (do có sự Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Sử dụng thuốc Bảo vệ thực vật ………… ………………… 1 49 hiện diện của những hydrorua photpho khác) và dễ nổ ( nồng ñộ. formandehit ( gây biến ñổi sâu sắc cho những thành phần trong tế bào). Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Sử dụng thuốc Bảo vệ thực vật ………… ………………… 150 Sau khi xông hơi, phải