MỘT SỐ ĐẶC TÍNH VÀ CƠ CHẾ DIỆT CÔN TRÙNG CỦA CÁC HÓA CHẤT NHÓM PYRETHROID

Hiện nay các hóa chất và chế phẩm diệt côn trùng đang được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực nông nghiệp, lâm nghiệp, y tế… nên cần hiểu rõ các đặc tính và cơ chế tác dụng của chúng để việc sử dụng có hiệu quả, không gây độc cho người/gia súc, không gây ô nhiễm môi trường. Đáp ứng yêu cầu quan tâm của bạn đọc, từ nay Website Viện sẽ thường xuyên giới thiệu và cập nhật thông tin cơ bản về các hóa chất và chế phẩm diệt côn trùng trong chuyên đề Côn trùng học.

1. Một số đặc điểm của các hoá chất diệt côn trùng nhóm pyrethroid:

– Các hoá chất diệt côn trùng pyrethrin là những hợp chất dẫn xuất của những phân tử chiết xuất từ hoa Thuý Cúc. Các đặc tính sát trùng của hoa thuý cúc (Chrysanthemum spp, thường gặp nhất là C. cineraraefolum) đã được phát hiện rộng rãi vào thế kỷ 19. Loại hoa này được dân trong các bộ tộc vùng Caucase và Persia sử dụng từ 1800 để trừ chấy rận cơ thể. Hoa Thuý Cúc được sản xuất hàng hoá lần đầu tiên ở Armenia vào năm 1828. Nam Tư khởi sự sản xuất vào năm 1840 và tập trung sản xuất cho đến thế chiến thứ nhất, sau đó hoa được trồng ở Nhật và Đông Phi.

– Các chất chiết xuất từ hoa Thuý Cúc chứa 6 ester có quan hệ gần gũi với nhau và đều có tính sát trùng được gọi chung là pyrethrin, cấu trúc của chúng được biết rõ vào khoảng 1910-1924. Các hoá chất Pyrethrin là những hợp chất hữu cơ thiên nhiên mà có chứa hoạt tính diệt côn trùng mạnh. Pyrethrin I (PyrethrinI, R=CH₃) và Pyrethrin II (R=CO₂CH₃) là những ester có cấu trúc hoá học gần giống nhau với 1 chuỗi Propane vòng. Chúng khác nhau tại vị trí oxy hóa của carbon số 1. Chúng là những chất lỏng trong suốt, bị oxy hóa dần và trở nên mất hoạt tính

– Cùng với tính diệt côn trùng mạnh mẽ, pyrethrin có ưu điểm là ít tồn lưu trong môi trường. Trước khi có DDT, pyrethrin là chất diệt côn trùng chính dùng trong nông nghiệp và gia đình mặc dù chúng có yếu điểm là ánh sáng phân huỷ nhanh chóng. Từ những năm 1950, khi dùng chất pyperonyl butoxide và một số hợp chất khác để tăng hiệu lực diệt côn trùng của pyrethrin, làm giảm chi phí thuốc trên đơn vị diện tích.

– Giá đắt và tính kém bền dưới ánh sáng là hai trở ngại chính của nhóm pyrethrin trước khi tổng hợp được các pyrethroids bền hơn và tính diệt trùng cao hơn. Chẳng hạn, Dr. Elliot đã phát hiện ra Deltamethrin, có tính bền ánh sáng cao, phân huỷ sinh học nhanh chóng và cực độc đối với côn trùng. Ngày nay pyrethrin thiên nhiên chỉ dùng trong gia đình, Pyrethrin tổng hợp được dùng rộng rãi và chiếm 25% thuốc diệt côn trùng trên toàn thế giới trong năm 1983. Cấu trúc hóa học của pyrethrin là cấu trúc cơ bản của nhiều loại hoá chất diệt côn trùng trong nhóm pyrethroid tổng hợp như permethrin, cypermethrin … Có hàng ngàn chất tương tự đã được tổng hợp, một số đã khác nhiều so với các pyrethrin nguyên thuỷ. Một số chất thiếu hẳn cả vòng propane trong acid chrysanthemic.

– Pyrethroids là những hoá chất tổng hợp mà có khả năng diệt hầu hết các loài côn trùng. Chúng tương tự như những hoá chất pyrethrin thiên nhiên được chiết xuất từ hoa Chrysathemum. Pyrethroid thường kết hợp với piperonyl butoxide để gia tăng hoạt tính diệt côn trùng; Bên cạnh đó, nó cũng gây độc với những loài côn trùng có ích như o­ng, tằm … Hiện nay, Pyrethroid là những sản phẩm thương mại thông dụng như là những hoá chất diệt hoặc xua côn trùng gia dụng.

2. Cơ chế gây độc lên côn trùng của các hoá chất diệt côn trùng nhóm pyrethroid:

– Pyrethrin là loại hoá chất độc thần kinh, chúng tấn công lên hệ thống thần kinh của côn trùng. Khi nồng độ không đủ để tiêu diệt côn trùng, chúng vẫn gây nên hiệu lực xua đối với côn trùng. Pyrethrin và các chất cúc tổng hợp là những chất gây độc lên kênh muối (sodium channel) của màng thần kinh. Các pyrethroid có ái lực rất cao đối với các kênh muối, tạo ra những thay đổi nhỏ chức năng của kênh. Các pyrethroid thực chất là những chất gây độc chức năng, hậu quả xấu của thuốc mang tính thứ cấp, là hậu quả của sự kích thích quá độ hệ thần kinh. Điều này thể hiện rõ ở chổ không tìm thấy các dấu hiệu bệnh lý trong hệ thần kinh trung ương, ngay cả khi gây độc nặng nhiều lần cũng như sự chỉ tạo thành các đốm hoại tử không đặc trưng và có thể phục hồi trên các thần kinh ngoại vi của động vật bị co giật và thể hiện các triệu chứng rối loại vận động nghiêm trọng. Sau khi bị pyrethroids làm cho biến đổi kênh muối vẫn tiếp tục hoạt động bình thường, vẫn duy trì được chức năng chọn lựa các ion muối và nối với điện thế màng.

– Các hoá chất nhóm pyrethroid gây hại cho cá, nhưng rất ít ảnh hưởng đến chim và động vật có vú hơn nhiều loại hoá chất diệt côn trùng tổng hợp khác. Chúng không bền vững, dễ bị phân huỷ khi tiếp xúc với ánh sáng và oxy. Chúng thường bị phân huỷ dưới ánh sáng mặt trời và trong không khí trong vòng 1 vài ngày, và không ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng nước ngầm.Chúng được xem như là những loại hoá chất diệt côn trùng an toàn nhất đối với người và môi trường.