Tiểu luận Tìm hiểu về DDT và một số loại thuốc bảo vệ thực vật hợp chất cơ Clo

MỤC LỤC I. MỞ ĐẦU. II. TÌM HIỂU VỀ DDT 1. Khái niệm và một số nét về DDT 2. Các thuộc tính của DDT 3. Đồng phân và các hợp chất liên quan o, p-DDT, một thành phần nhỏ trong thương mại DDT. 4. Nguồn gốc phát sinh 5. Tác hại đối với môi trường tự nhiên 6. Tác hại đối với con người và động vật 7. Con đường lây nhiễm 8. Cách phòng ngừa và ngăn chặn 9. Sử dụng chống lại bệnh sốt rét III. MỘT SỐ HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT NHÓM CƠ – CLO: 1. Organochlorines 2. Cyclodienes 3. Chlordane 4. Endrin 5. Trans-Nonachlor 6. Aldrin và Dieldrin 7. Heptachlor epoxide 8. PCBs 9. HCB (hexachlorobenzene) 10.Chlorophenols IV. KẾT LUẬN Tiểu luận TÌM HIỂU VỀ DDT VÀ MỘT SỐ LOẠI THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT HỢP CHẤT CƠ CLO. I. MỞ ĐẦU Trong quá trình xây dựng và phát triển đất nước, không chỉ Việt Nam mà trên cả thế giới việc sử dụng khoa học – công nghệ hiện đại một phần thúc đẩy nền kinh tế phát triển song mặt khác lại làm cho cuộc sống con người ngày càng bị ảnh hưởng bởi ô nhiễm môi trường. Sự ứng dụng rộng rãi các loại hóa chất vào quá trình sản xuất trở thành sự lạm dụng. Tuy nó có lợi về trước mặt song lại có ảnh hưởng rất lớn về lâu dài, nó có thể tồn tại ở các loại thực phẩm của con người, trong không khí, đất, nước…Trong đó có DDT và một số hợp chất bảo vệ thực vật nhóm cơ – clo. II. TÌM HIỂU VỀ DDT 1. Khái niệm và một số nét về DDT DDT: Tên thường: Dichloro Diphenyl Trichloroethane.(DDT) Tên hóa học: 1,1,1-trichloro-2,2-bis(p-chlorophenyl) ethane. Công thức hóa học: C H Cl . Trọng lượng phân tử: M = 354,51 đvC Là một thuốc bảo vệ thực vật rất bền vững do nó có khả năng trơ với các phản ứng quang phân, với Oxi trong không khí. Trong môi trường kiềm nó dễ bị dehydroclorua hóa hoặc bị polime hóa thành sản phẩm dạng nhựa có màu. Cấu trúc phân tử DDT 2. Các thuộc tính của DDT DDT là một organochlorine, là một loại bột tinh khiết có màu trắng, mùi thơm dịu. Sản phẩm thương mại có màu từ trắng đến xám sẫm. Nó rất ít tan trong nước nhưng khi hòa tan DDT trong nước thì chúng tạo thành huyền phù. Nhiệt độ nóng chảy: 108,5 C - 109 C, áp suất hơi ở 20 C là 1,5.10 mmHg. Tỷ trọng: 1,55. Tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như khả năng hòa tan trong mỡ rất bền do đó DDT được tích lũy qua chuỗi thức ăn. + Ví dụ: Chim ăn cá 3,15 – 7,55ppm Cá 0,17 – 0,27ppm Trai, sò 0,42ppm Sinh vật phù du 0,04ppm DDT không xảy ra tự nhiên nhưng được sản xuất bởi các phản ứng của chloral (CCl CHO) với chlorobenzene (C H Cl) trong sự hiện diện của axit sunfuric, mà hoạt động như một chất xúc tác. 3. Đồng phân và các hợp chất liên quan o, p-DDT, một thành phần nhỏ trong thương mại DDT Thương mại DDT là một hỗn hợp của một số hợp chất liên quan gần gũi. Các thành phần chính: + (77%) là p , p' đồng phân. + O, p' đồng phân cũng có mặt với số lượng đáng kể (15%). p,p’ đồng phân o,p’ đồng phân Dichlorodiphenyldichloroethylene (DDE) và dichlorodiphenyldichloroethane (DDD) tạo nên sự cân bằng. DDE và DDD cùng là chất chuyển hóa và là các sản phẩm phân hủy trong môi trường Thuật ngữ ‘’DDT tổng số’’ thường được sử dụng để tham khảo tổng hợp của tất cả các hợp chất liên quan đến DDT (p, p'-DDT, o, p' DDT, DDE, DDD) trong một mẫu. 4. Nguồn gốc phát sinh DDT đã thoát ra từ các nhà máy sản xuất từ hơn 30 năm trước, theo dòng nước và trầm tích dưới đáy biển sâu. Chất DDT sau này được tìm thấy trong nguồn nước sinh hoạt ở vùng Đồng bằng song Cửu Long với hàm lượng là 0,11 . Trong nông nghiệp dùng để bảo vệ cây trồng, trong y tế để diệt muỗi và sâu bọ. Nồng độ giới hạn cho phép: 0,1mg/m 5. Tác hại đối với môi trường tự nhiên Các chất thải sinh ra từ quá trình sử dụng hóa chất trong nông nghiệp như phân bón, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ làm cho môi trường đất bị ô nhiễm do sự tồn dư của chúng trong đất quá cao và tích lũy trong cây trồng. Do thuốc tồn đọng lâu không phân hủy nên nó có thể theo nước và gió phát tán tới các vùng khác, theo các loài sinh vật đi khắp mọi nơi. Khi bị phát thải ra khí quyển, DDT sẽ có khả năng di chuyển hàng nghìn dặm trong khí quyển đến các khu vực lạnh hơn thì bị kết tủa lại rơi trở lại xuống mặt đất, tích tụ trong mỡ người và các loài động vật. DDT có thời gian bán phân hủy là 5 – 15 năm, khi đi vào cơ thể thực vật, chúng được tích lủy và ít được đào thải ra ngoài. Do DDT có thành phần tương đối ổn định nên khó bị phân giải trong môi trường tự nhiên và thâm nhập vào cơ thể các loài chim theo hệ thống nước, thực vật phù du, động vật phù du, tôm cá nhỏ… Thuốc DDT trong không khí phải sau 10 năm mới giảm nồng độ xuống tỉ lệ ban đầu là 1/10, DDT tan trong biển còn phải mất thời gian lâu hơn nữa mới phân hủy hết. DDT là hợp chất chứa clo gây hậu quả rất độc đối với sinh vật khi được thải ra trong môi trường, DDT tồn tại lâu dài trong môi trường nước, không phân hủy sinh học và khả năng khuếch đại sinh học cao. Hiện nay vẫn còn tìm thấy DDT ở Bắc Cực trong những tảng băng hoặc trong một số loài chim di cư… DDT làm giảm sự phát triển của tảo nước ngọt chlorella, giảm khả năng quang hợp của các loài tảo biển. 6. Tác hại đối với con người và động vật Trước hết đứng về phương diện cấp tính, nếu ăn nhằm thực phẩm chứa vài gram hóa chất trong một thời gian ngắn có thể bị ảnh hưởng trực tiếp lên hệ thần kinh: kích thích, vật vã, run, thở gấp, co giật, có thể dẫn tới tử vong. DDT Người bị nhiễm độc sẽ bị run rẩy, co giật mạnh kéo theo tình trạng ói mửa, đổ mồ hôi, nhức đầu và chóng mặt. Về phương diện mãn tính, khi bị nhiễm độc với liều lượng nhỏ trong một thời gian dài, chức năng của gan bị thay đổi: to gan, viêm gan, lượng độc tố (emzim) của gan trong máu có thể bị tăng lên và DDT tích tụ trong các mô mỡ, sữa mẹ và có khả năng gây vô sinh cho động vật có vú và chim. Gây tổn thương thận vì thiếu máu. Nếu bị nhiễm độc vào khoảng 20 – 50mg/ngày/kg cơ thể, điều này có thể ảnh hưởng đến việc sinh sản, đến các tuyến nội tiết như tuyến giáp trạng, nang thượng thận. Nếu bị nhiễm lâu hơn nữa có thể đưa đến ung thư. LC50 (LC50 là liều gây chết 50% mẫu sinh vật thí nghiệm) ở một số loài động vật thí nghiệm là: LD50 ở lợn khoảng 1.000mg DDT/kg, LD50 ở thỏ là 300mg DDT/kg và 4.000-5.000 mg DDT/kg. DDT ở trong đất cũng có thể đựợc hấp thụ bởi một số thực vật hoặc trong cơ thể con người khi ăn các thực vật đó. Nồng độ tổng DDT (mg/kg) trên trọng lượng ướt và mỡ ướt trong 6 cơ quan khác nhau của cơ thể cá heo từ cảng biển Scotland; UK 1967. Các chỉ tiêu Mỡ cá voi Gan Óc Cơ bắp Lá lách Thận Tổng DDT (trọng lượng ướt) 3.8 0.58 0.02 0.56 0.12 0.04 % Mỡ 67 13.2 8.3 6.1 5.1 1.4 Tổng DDT (trọng lượng mỡ) 5.6 4.8 0.27 9.2 2.4 2.9 Từ kết quả đó ta nhận thấy rằng mức độ bị nhiễm DDT phụ thuộc vào lượng mỡ, riêng mức độ bị nhiễm DDT trong óc là thấp nhất mặc dù lượng mỡ của óc không thấp. Đối với côn trùng: DDT tác động lên hệ thần kinh trung ương: + Sự vận chuyển ion (Na , K ) qua màng tế bào để tạo ra một thế hoạt động là chìa khóa để lan truyền xung thần kinh dọc theo sợi trục (axon). + DDT hòa tan trong các mô mỡ, tích lũy trong màng chất béo quanh tế bào thần kinh => cản trở sự vận chuyển ion qua màng tế bào => cản trở lan truyền xung thần kinh trên sợi trục tế bào thần kinh => rối loạn chức năng thần kinh vận động, cảm giác => co giật, tê liệt thần kinh và dẫn đến chết. 7. Con đường nhiễm độc Những người sống trong vùng nông nghiệp chuyên canh về lúa thường hay bị nhiễm độc qua đường nước. Người sống trong vùng chuyên canh về thực phẩm xanh như các loại hoa màu sẽ bị nhiễm qua đường hô hấp. Và sau cùng, dân vùng đô thị bị nhiễm khi tiêu thụ các thực phẩm dễ bị nhiễm độc, cũng cần nói thêm về một số gia súc và thú rừng đã bị nhiễm, do đó người tiêu thụ khi ăn sẽ bị nhiễm theo. DDT có thể xâm nhập vào thai nhi qua nước ối và nhau thai của bà mẹ cũng như qua đường cuốn rốn. Khi đã được sinh ra trẻ sơ sinh sẽ bị tiếp nhiễm qua đường sữa mẹ. Nghiên cứu cho thấy nếu bà mẹ đã bị nhiễm độc thì thai nhi sẽ bị chậm phát triển và hệ thống sinh dục của thai nhi có thể bị biến dạng. 8. Cách phòng chống và ngăn chặn nhiễm độc Thực hiện các quy định về an toàn lao động trong bảo quản, pha trộn, phun rắc thuốc trừ sâu. Sử dụng các trang bị phòng hộ cá nhân: áo chống, mũ, găng, ủng, kính, khẩu trang (hoặc mặt nạ) và phải để riêng ở nơi quy định, phải cọ rửa, giặt giũ thường xuyên. Tắm rửa sạch sẽ sau mỗi ca làm việc tiếp xúc với thuốc. Tổ chức khám sức khỏe định kì để sớm phát hiện những người bị nhiễm độc để điều trị kịp thời. Không để những người bị mắc bệnh thần kinh, gan, thận và máu làm việc tiếp xúc với thuốc. { Cách sơ cứu ban đầu: Dùng xà phòng và nước rửa sạch nơi bị nhiễm bẩn. Nếu bị nhiễm qua đường tiêu hóa phải nhanh chóng rửa dạ dày. Phải dùng thuốc thần kinh chống co giật như Pentobacbitan và Tribrommoethanol. { Chú ý: Những người tiếp xúc với DDT cần ăn kiêng mỡ, nên ăn thức ăn giàu protein, đường và canxi để phòng các tổn thương gan. Nên hạn chế tối đa việc tiếp xúc hay ăn uống những thức ăn có nguy cơ bị nhiễm độc. Cần phải nấu chín tôm, cá để giảm thiểu lượng DDT và không nên ăn các mô mỡ. Rửa rau trái kĩ lưỡng để làm trôi lượng thuốc bám vào lá hay vỏ trái cây. Rể và củ cũng là hai địa điểm tích tụ DDT quan trọng. { Sau đây là một số ví dụ về độc tính của DDT đối với một số loại động vật thủy sinh: Hợp chất DDT Động vật Điều kiện tự nhiên LC(96h) mg/l Cá Hồi (Salmogairdameri) 7C; độ cứng: 44; pH: 7,1 0,0047 Cá Vàng (Carassius auratus) 25C; độ cứng: 20; pH: 7,1 0,036 Cá Chép (Cyprinus carpio) 18C; độ cứng: 44; pH: 7,1 0,097 9. Sử dụng DDT để chống lại bệnh sốt rét Anopheles, muỗi mang bệnh sốt rét, mà ngày nay giết chết 2 đến 3 triệu người một năm (Pan American Tổ chức Y tế / Tổ chức Y tế Thế giới). Bệnh sốt rét lây truyền xảy ra do muỗi di chuyển nhà ở, đi vào trong đầu buổi tối, nghỉ ngơi trong nhà và tại một số điểm trong đêm, hạ cánh trên người và cắn. Trong hành vi cắn, muỗi có thể có được ký sinh trùng sốt rét và bị nhiễm trùng, hoặc nếu đã bị nhiễm, họ có thể truyền bệnh sốt rét sang người khác. Để kiểm soát muỗi Anopheles, DDT đã được phun trên các bức tường bên trong một hoặc hai lần một năm. Trong nhà phun, số lượng áp dụng là 2 gram của DDT trên một mét vuông của bức tường, mỗi 6 tháng. Ngoài ra, động vật hoang dã không bị thương do DDT trong các lĩnh vực. Dư lượng DDT trên các bức tường nhà có thể làm thay đổi chuỗi các hành vi muỗi. Việc không tiếp xúc thấm nên hành động của dư lượng DDT có thể ngăn chặn một con muỗi sốt rét xâm nhập vào một ngôi nhà . Nếu muỗi đi vào, mặc dù hành động chống thấm, sau đó các hành động kích thích liên hệ có thể gây ra nó để thoát khỏi trước khi cắn. Nếu hành động kích thích liên hệ thất bại, sau đó liên hệ với độc tính vẫn có thể dẫn đến tử vong muỗi, sau khi tiếp xúc kéo dài với các bề mặt được xử lý DDT. Ngay cả khi quần thể muỗi phát triển khả năng kháng DDT, nó là hiệu quả hơn (và vấn đề ít hơn) so với các hóa chất thay thế . Lý do là muỗi bị đẩy lùi bởi DDT trên các bức tường nhà và không ở xung quanh để cắn và lây nhiễm cho người dân. Hơn nữa DDT còn rẻ hơn so với thuốc trừ sâu khác, hiệu quả hơn, và không có hại cho con người hoặc động vật. Trong những năm 1960, Tổ chức Y tế Thế giới đã kiểm tra hơn 1.300 loại thuốc trừ sâu, tìm kiếm các sản phẩm thay thế hiệu quả cho DDT trong việc kiểm soát muỗi. Chỉ có bốn tiếp cận hiệu quả DDT: Malathion, Aprocarb (Baygon), fenthion, và fenitrothion, nhưng tất cả đều độc hại đối với con người hơn DDT và từ 4 đến 20 lần, nhiều tốn kém hơn DDT 11 lần. Chi phí chỉ $ 1,44 mỗi năm phun một ngôi nhà với DDT. Các sản phẩm thay thế độc hại hơn, chi phí nhiều hơn và yêu cầu các ứng dụng thường xuyên hơn, làm cho chương trình phun tốn kém. Ngoài ra, thuốc bảo vệ thực vật thay thế phải được áp dụng thường xuyên và độc hại hơn. III. Một số hóa chất bảo vệ thực vật nhóm cơ-clo: 1. Organochlorines : Organochlorines là các hợp chất chứa carbon, clo, và hydro. Clo-carbon trái phiếu của nó rất mạnh, có nghĩa rằng nó không bị phá vỡ dễ dàng. Nó được đánh giá cao vì không hòa tan trong nước, nhưng thu hút chất béo. Kể từ khi nó chống lại quá trình trao đổi chất và có thể dễ dàng lưu trữ trong mô mỡ của bất kỳ động vật ăn phải chúng, nó tích tụ trong động vật ở mức độ dinh dưỡng cao hơn. Điều này có thể xảy ra khi các loài chim ăn cá đã được tiếp xúc với các chất gây ô nhiễm. Nó cũng có thể ảnh hưởng đến con người nếu họ uống sữa của một con bò sữa đã ăn phải các hóa chất bởi vì hóa chất được bài tiết qua chất béo sữa. Điều này được gọi là phóng đại sinh học. Việc sản xuất cố ý và vô ý phát hành có mức độ cao của các chất hóa học trong sinh quyển vượt xa mức nền tự nhiên. 2. Cyclodienes: Hai dạng đồng phân của Cyclodienes Cyclodienes được phát triển sau chiến tranh thế giới thứ II. Nói chung nó là những thuốc trừ sâu liên tục và ổn định trong đất. Nó đã được sử dụng với số lượng lớn nhất là thuốc trừ sâu đất cho việc kiểm soát mối và côn trùng truyền qua đất. 3. Chlordane Chlordane là một cyclodiene được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng gia đình và nông nghiệp. Chlordane là một thuật ngữ đại diện cho một nhóm của một số lượng lớn (140) của các hợp chất cá nhân. Một số loại trong số nó là: cis-chlordane, xuyên chlordane, cis-nonachlor xuyên nonachlor, và oxychlordane. Các dữ liệu chlordane thường được biểu diễn bằng tổng của một số trong các thành phần phong phú và liên tục và chất chuyển hóa của hỗn hợp chlordane kỹ thuật. Giống như DDT, chlordane hợp chất rất bền vững trong môi trường, đề kháng với sự trao đổi chất, có ái lực mạnh mẽ cho lipid, và biomagnify trong lưới thức ăn thủy sản. 4. Endrin Cấu tạo phân tử Endrin. Endrin sâu sắc độc hại hơn so với phần còn lại của nhóm cyclodiene, nhưng không liên tục trong môi trường. 5. Trans-Nonachlor Trans-Nonachlor là một trong những thành phần chính của chlordane thuốc trừ sâu. Nó được sử dụng rộng rãi trước năm 1983. Sử dụng của nó đã bị hủy bỏ sau năm 1988 do lo ngại về nguy cơ ung thư. Trans-nonachlor bioaccumulative nhất của các Chlordanes. 6. Heptachlor epoxide Cấu trúc phân tử Heptachlor epoxide. Heptachlor epoxide là sản phẩm chuyển đổi sinh học của Heptachlor là một thuốc trừ sâu sử dụng trong sự kiểm soát của mối và nó đã được sử dụng trong ngành công nghiệp bông. Epoxide là độc hại hơn so với thuốc trừ sâu heptachlor mẹ. 7. Chlorophenols Cấu trúc phân tử Chlorophenols. Chlorophenols là các hợp chất hữu cơ tổng hợp có properties. Chúng diệt nấm và diệt khuẩn có chủ yếu được sử dụng để bảo quản gỗ lâu dài và bảo vệ gỗ ngắn hạn để kiểm soát nhựa vết bẩn và nấm mốc trên chỗ mới cắt gỗ. Hai trong số các thành viên chính của gia đình này được sử dụng để bảo quản gỗ là pentachlorophenol (PCP) và tetrachlorophenol (TCP).eners. 8. PCBs Cấu trúc phân tử PCBs PCB (polychlorinated biphenyls) lần đầu tiên được đưa vào thương mại vào năm 1929 và trở thành sử dụng rộng rãi trong các máy biến áp điện, mỹ phẩm, sơn dầu, mực, giấy bản sao carbonless, thuốc trừ sâu và cho Weatherproofing nói chung và lớp phủ chống cháy gỗ và nhựa. Bởi vì PCBs làm suy giảm rất chậm trong môi trường và xây dựng trong chuỗi thức ăn. Nó đã bị cấm tiếp tục sản xuất ở nhiều quốc gia. Có 209 hợp chất PCBs khác nhau được gọi là congeners. Một congener có thể có từ 1 đến 10 nguyên tử clo, có thể được đặt tại các vị trí khác nhau trên phân tử PCBs, ortho-PCBs, congeners của PCBs có một hoặc nhiều chlorines ở vị trí ortho (vị trí 2 hoặc 6). Không ortho PCBs có thể giả định một cấu (phẳng) hoàn toàn bằng phẳng, gần của dioxin. Chlorines trong para-vị trí dường như được dễ dàng hơn biodegraded, do đó ortho-congeners có mặt trong môi trường ở nồng độ cao hơn không ortho cong. 9. Aldrin và Dieldrin Công thức cấu tạo của Aldrin và Dieldrin Aldrin và dieldrin là thuốc trừ sâu với các cấu trúc tương tự. Ánh sáng mặt trời và các vi khuẩn thay đổi aldrin và dieldrin vì vậy chúng chủ yếu là tìm dieldrin trong môi trường. Từ 1950-1970, aldrin, dieldrin thuốc trừ sâu phổ biến cho các loại cây trồng như ngô và bông. Nó liên kết chặt chẽ đất và từ từ bốc hơi với không khí. Dieldrin được lưu trữ trong chất béo của cơ thể và rời khỏi cơ thể rất chậm. Bởi vì các mối quan tâm về thiệt hại cho môi trường và tác hại tiềm tàng đối với sức khỏe con người, EPA cấm tất cả các sử dụng aldrin và dieldrin trong năm 1974 ngoại trừ mối kiểm soát. Năm 1987, EPA đã cấm tất cả các sử dụng. 10. HCB (Hexachlorobenzene) HCB đã được sử dụng rộng rãi tại Úc như một loại thuốc diệt nấm để bảo vệ hạt trong lưu trữ. Nó cũng xảy ra như là một chất gây ô nhiễm trong sản xuất dung môi clo khác (ví dụ như carbon tetrachloride) và trong sản xuất của nitroso-cao su cho lốp xe, do đó nó có thể nhập vào môi trường thông qua bề mặt chạy ra từ đường. Công thức cấu tạo của HCB. { Hành động Tất cả các thuốc trừ sâu organochlorine là chất độc thần kinh, nhưng DDT có một hành động khác hơn so với cyclodienes là khử trùng bằng clo . DDT hành vi trên các kênh sodium trong hệ thống thần kinh để thông qua một điện thế hoạt động dọc theo dây thần kinh bị phá vỡ. Nó gây ra không kiểm soát được thải tự phát lặp đi lặp lại dọc theo dây thần kinh. Run và co giật cơ bắp Uncoordinated là những triệu chứng đặc trưng. Cyclodienes khử trùng bằng clo hoạt động trên các thụ thể GABA có chức năng như một kênh cho các ion clorua thông qua các màng tế bào thần kinh. Họ liên kết với các thụ thể GABA và giảm dòng chảy của ion clorua. Các triệu chứng điển hình bao gồm co giật. IV. KẾT LUẬN Ngày nay khi mà khoa học kĩ thuật ngày càng phát triển, con người ngày càng tiến bộ đã phát minh ra nhiều loại hóa chất để phục vụ cho mục đích phát triển nông nghiệp, tuy nhiên bên cạnh những mặt tích cực mà nó mang lại thì vẫn còn tồn tại những vấn đề cần phải giải quyết đó là vấn nạn ô nhiễm môi trường của thuốc trừ sâu nói chung và chất độc DDT nói riêng và những tác hại của nó lên cơ thể con người. Do đó chúng ta cần có các biện pháp kịp thời để ngăn chặn những tác hại đó và nghiên cứu phát minh ra các loại hóa chất than thiện với môi trường. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. 2.