Ảnh hưởng của Trifluralin đến đời sống thủy sinh vật và con người

Cấu tạo và đặc tính của Trifluralin

Trifluralin là một hợp chất hóa học có tên là α,α,α-trifluoro-2,6-dinitro-N,N-dipropyl-p-toluidine hay 2,6-Dinitro-N,N-dipropyl-4-trifluoromethylaniline (C13H16F3N3O4). Trifluralin ở dạng tinh thể có màu vàng ít hòa tan trong nước, khoảng 24 mg/L. Tuy nhiên, chúng hòa tan tốt trong một số dung môi hữu cơ như aceton (>500g/L), cồn (20g/L) và xylen (810g/L). Công thức cấu tạo của Trifluralin được trình bày trong Hình 1.

2,6-Dinitro-N,N-dipropyl-4-(trifluoromethyl)aniline

Trifluralin là một loại thuốc cỏ tiền nảy mầm được đăng ký sử dụng lần đầu tiên ở Hoa Kỳ vào năm 1963 với bằng phát minh sáng chế của nhà sản xuất Eli Lilly. Các sản phẩm thương mại của Trifluralin có nhiều tên khác nhau như: Agriflan, Agriflan 24, Crisalin, Digermin, Eloncolan, Ipersan, Ipifluor, L 36352, Lilly 36,352, Nitran, Nitran K, Olitref, Su Seguro Carpidor, Sinflouran, Synfloran,TR-10, Trefanocide, Treflan, Treflan EC, Treflan-R, Treficon, Trifloran, Trifluraline, Triflurex, Triflurex 48EC, Trikepin, Trim, Tristar, ... Trifluralin được dùng để diệt cỏ hàng niên và cỏ lá rộng. Cơ chế tác dụng của Trifluralin là ức chế quá trình phát triển của rễ, chúng làm gián đoạn quá trình phân bào (mitosis) trong giai đoạn phát triển sớm của tế bào mầm. Trifluralin không có hiệu quả diệt cỏ khi cỏ đã phát triển (established weeds). Vì vậy, Trifluralin thường được xử lý vào đất trước khi cỏ mọc mầm với liều lượng được dùng để diệt cỏ là 1-1,2kg/ha.

Trifluralin ổn định trong điều kiện thủy phân ở pH từ 3-9 và nhiệt độ lên đến 52oC, dưới 10% Trifluralin bị phân hủy trong điều kiện 50oC tương đương với thời gian bán rã (DT50) dài hơn 1 năm. Tuy nhiên, Trifluralin bị phân hủy nhanh dưới điều kiện ánh sáng, trong môi trường không khí thời gian bán rã của Trifluralin là 5,3 giờ. Trong môi trường nước tự nhiên, thời gian bán rã là 1,1 giờ bởi vì Trifluralin nhạy với sự quang phân. Các yếu tố độ đục, phù sa và độ sâu của thủy vực ảnh hưởng rất lớn đến sự quang phân của Trifluralin trong nước. Trong đất, Trifluralin bị quang phân chậm hơn, trong điều kiện có ánh sáng và đất cát thì thời gian bán rã là 41 ngày. Sự phân hủy sinh học trong điều kiện hiếu khí của Trifluralin trong nước có giá trị DT50 là 1-2 ngày và trong bùn là 7-15 ngày. Trifluralin kết hợp (bị hấp thụ) trong đất có thời gian phân hủy sinh học dài hơn, khoảng 181 ngày ở nhiệt độ 22oC, đất càng có nhiều hữu cơ thì thời gian phân hủy dài hơn. Trong điều kiện yếm khí thì quá trình phân hủy sinh học của Trifluralin dài hơn so với điều kiện hiếu khí. Trifluralin dễ bị bốc hơi khi sử dụng trên bề mặt đất, khoảng 41-68% bị bốc hơi trong 24 giờ. Tuy nhiên, khi Trifluralin kết hợp với đất thì lượng bốc hơi sẽ nhỏ hơn 2%.

Sử dụng Trifluralin trong nuôi trồng thủy sản

Trong nuôi trồng thủy sản, Trifluralin được sử dụng đầu tiên trong lãnh vực sản xuất giống tôm sú nhằm phòng trị bệnh nấm sợi trên ấu trùng tôm, liều lượng sử dụng khoảng 0,05 mg/L cho phòng bệnh và 0,1 mg/L cho trị bệnh. Hiện nay, Trifluralin được sử dụng rộng rãi trong việc xử lý nước và diệt các loại ký sinh trùng gây bệnh trong nuôi cá, đặc biệt là ương cá tra giống. Các sản phẩm thương mại của Trifluralin hầu hết có thành phần hoạt chất là 48% ở dạng dung dịch, liều lượng khuyến cáo của các nhà sản xuất là 30-40 mL/1.000 m3 cho phòng bệnh và 80-100 mL/1.000m3 cho trị bệnh.

Ảnh hưởng của Trifluralin đối với thủy sinh vật

Trifluralin rất độc đối với thủy sinh vật và cả động vật lưỡng cư. Độ độc cấp tính của Trifluralin (LC50 hoặc EC50) đối với những loài nhạy cảm (sensitive species) thường nhỏ hơn 0,1 mg/L, giá trị LC50 của một số loài động vật thủy sinh được minh họa qua bảng sau:

Loài thủy sinh vật	LC50 96 giờ(mg/L)
Cyprinus carpio (Cá chép)	0,045
Oncorhynchus mykiss (Cá hồi)	0,041
Pimephales promelas (Cá tuế)	0,105
Lepomis macrochirus (Cá mặt trời)	0,058
Ictalurus punctatus (Cá nheo Mỹ)	2,200
Micropterus salmoides (Cá chẽm mõm rộng)	0,075
Carassius auratus (Cá vàng)	0,145
Mytilus edulis (Vẹm)	0,240
Plecoptera (Bọ cánh úp)	2,800
Amphipoda (Giáp xác bơi nghiêng)	2,200
Daphnia (Trứng nước)	0,560
Nòng nọc	0,100

Ngoài ra, Trifluralin cũng ức chế sự phát triển của các loài thực vật thủy sinh, ở nồng độ 0,18 mg/L Trifluralin ức chế hoàn toàn sự phát triển của tảo Scenedesmus acutus (tảo Lục nước ngọt), ở hàm lượng 2,5 mg/L Trifluralin cũng ức chế hoàn toàn sự phát triển của các loài tảo biển.

Ảnh hưởng của Trifluralin đến sức khỏe của người và động vật

Hàm lượng gây độc cấp tính (LD50) của Trifluralin đối với động vật trên cạn cao hơn (ít độc hơn) so với động vật thủy sinh, giá trị LD50 khoảng 10g/kg đối với chuột (rat), 0,5g/kg đối với chuột nhắt (mice) và 2g/kg đối với thỏ và chó. Lượng Trifluralin bài tiết qua phân chiếm 80% và qua nước tiểu là 20%. Lượng Trifluralin được hấp thụ phân bố nhiều nhất trong mô mỡ, thận, gan, tuyến thượng thận và máu. Trong cơ thể Trifluralin có thể chuyển hóa qua các phản ứng khử nitro (nitroreduction), khử alkyl (N-dealkylation), hydroxyl hóa (hydroxylation) và phản ứng tạo vòng (cyclization) (EU DAR, 2005).

Tuy nhiên, nếu bị độc mãn tính thì có sự xuất hiện các khối u ác tính trong thận, bàng quang và tuyến giáp của chuột. Trên chột nhắt cũng thấy khối u trong gan, phổi, dạ dày. Trifluralin không tinh khiết (impurity) có thể chứa N-nitrosamine, đây là chất có thể gây các khối u và có thể gây đột biến gen trên động vật. Cơ chế hình thành các khối u thì chưa được xác định, nhưng trong trường hợp các khối u xuất hiện trong tuyến giáp và tinh hoàn được cho là có liên quan đến hệ nội tiết. Trifluralin làm giảm hàm lượng testosterone, FSH, LH đồng thời làm giảm số lượng tế bào mầm (germinal cell) và tế bào sinh dưỡng (somatic cell) trong tinh hoàn của chuột. Trifluralin cũng làm giảm hàm lượng LH, nhưng làm tăng hàm lượng cortisol, estradiol và insulin ở cừu. Chưa có bằng chứng rõ ràng về tác động gây độc của Trifluralin lên hệ gen, đột biến gen trên động vật. Ngoài ra, Trifluralin còn ảnh hưởng đến quá trình phát triển phôi và làm giảm sinh trưởng của thế hệ con.

Một nghiên cứu ở Hoa Kỳ cho rằng sử dụng Trifluralin có thể làm tăng rủi ro mắc bệnh ung thư bạch huyết (non-Hodgkin lymphoma). Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu ảnh hưởng của Trifluralin lên sức khỏe của người cho thấy chưa có bằng chứng rõ ràng về liên quan của Trifluralin với bệnh ung thư. Mặc dù vậy, nhưng dựa trên các kết quả nghiên cứu trên động vật, các nhà nghiên cứu vẫn cho rằng Trifluralin có thể gây bệnh ung thư trên người. Do đó, nhiều quốc gia đã cấm hoặc hạn chế sử dụng. Hầu hết các quốc gia ở Châu Âu, Châu Mỹ, Nhật Bản quy định dư lượng của Trifluralin không được vượt quá 10µg/kg trong thịt và 1µg/kg trong cá. Tiêu chuẩn cho nước uống phải có hàm lượng Trifluralin nhỏ hơn 5µg/kg. Ở Việt Nam, Trifluralin bị cấm sử dụng trong nuôi trồng thủy sản theo thông tư số 20/2010/TT-BNNPTNT ngày 02/04/2010.

Tóm lại, Trifluralin rất độc cho sức khỏe của người và động vật, dư lượng của chúng trong môi trường có thể ảnh hưởng đến sự đa dạng sinh học. Vì vậy, không nên sử dụng loại hóa chất này trong sản xuất nông nghiệp.

Phó Giáo Sư - Tiến Sỹ Trương Quốc Phú, Khoa Thủy Sản, Đại Học Cần Thơ