CHẤT HOẠT ĐỘNG bề mặt POLYOXYETHYLENE AMIN và ỨNG DỤNG TRONG NÔNG NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP. HCM
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI TIỂU LUẬN

CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT POLYOXYETHYLENE AMIN
VÀ ỨNG DỤNG TRONG NÔNG NGHIỆP

SVTH: NGUYỄN VIỆT HOÀNG
MSSV: 17126046
LỚP : DH18HD


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP. HCM
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI TIỂU LUẬN

CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT POLYOXYETHYLENE AMIN
VÀ ỨNG DỤNG TRONG NÔNG NGHIỆP

SVTH: NGUYỄN VIỆT HOÀNG
MSSV: 17126046
LỚP : DH18HD


MỤC LỤC
MỤC LỤC ................................................................................................................................ III
DANH MỤC HÌNH ẢNH ....................................................................................................... IV
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................................... 1
Đặt vấn đề .................................................................................................................................... 1

Mục tiêu của đề tài....................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ..................................................................................................... 2
1.1 Hoạt chất bề mặt .................................................................................................................... 2
1.2 Phân loại hoạt chất bề mặt theo bản chất nhóm háo nước .................................................... 2
1.2.1 Chất hoạt động bề mặt anionic ....................................................................................... 3
1.2.2 Chất hoạt động bề mặt cationic ...................................................................................... 3
1.2.3 Chất hoạt động bề mặt lưỡng tính .................................................................................. 3
1.2.4 Chất hoạt động bề mặt không ion .................................................................................. 4
CHƯƠNG 2. POLYOXYETHULENE AMINE (POEA) ...................................................... 5
2.1. Định nghĩa POEA ................................................................................................................. 5
2.2. Cấu trúc................................................................................................................................. 5
2.3 Tổng hợp ................................................................................................................................ 5
2.4 Công dụng.............................................................................................................................. 7
2.4.1 Tác động tới cây trồng ................................................................................................... 7
2.4.2 Tác động tới con người .................................................................................................. 8
CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG CỦA POLYOXYETHULENE AMINE (POEA)
TRONG NÔNG NGHIỆP ......................................................................................................... 9
3.1 Thuốc diệt cỏ glyphosate ....................................................................................................... 9
3.2 Độc tính của POEA và glyphosate ........................................................................................ 9
3.3 Sự hấp thu của POEA trong đất trồng ................................................................................. 10
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN ....................................................................................................... 11
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................... 12

iii


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. cấu tạo của phân tử chất hoạt động bề mặt và cấu trúc mixen dầu trong nước .......... 2
Hình 2. phân loại chung và tính chất đặc trưng của từng loại hoạt chất bề mặt ..................... 3
Hình 3. cấu trúc của POEA ..................................................................................................... 5

Hình 4. sơ lược về tổng hợp POEA...................................................................................................................................... 5
Hình 5. phân tích khối phổ của hỗn hợp POEA tinh khiết nhất có sẵn trên thị trường........... 7
Hình 6. cấu trúc của glyphosate............................................................................................. 9

iv


MỞ ĐẦU
Đặt vấn đề
Trong ngành nông nghiệp, chất hoạt động bề mặt được sử dụng chủ yếu để ổn định các loại
thuốc trừ sâu khác nhau, phân bón, phân hóa học, thuốc bảo vệ thực vật, v.v…Ngồi ra nó
cịn được dùng làm chất nhũ hóa và hịa tan vào hợp chất để phun xịt. Chất hoạt động bề
mặt có thể nâng cáo hiệu quả của thuốc trừ sâu qua nhiều cơ chế khác nhau. Do đó, việc
lựa chọn tá dược trong cơng thức hóa chất nơng nghiệp là rất quan trọng. Chất hoạt động
bề mặt bao gồm chất hoạt động bề mặt anion, khơng ion, lưỡng tính và cation.
Polyoxyethylene amine (POEA) là một loại hoạt chất bề mặt ứng dụng rộng rãi trong nơng
nghiệp từ những năm 1970, nó được sử dụng như một thành phần trong công thức của
thuốc diệt cỏ glyphosate, thuốc diệt cỏ được sử dụng rộng rãi nhất cho tới nay. Thuốc diệt
cỏ Glyphosate được sử dụng ở cả nông trường và đô thị trong các khuân viên, công viên.
Lượng thuốc diệt cỏ glyphosate đã được sử dụng trong lịch sử là rất lớn. Thuốc diệt cỏ
glyphosate có khả năng diệt cỏ rất tốt, khả năng này có liên quan rất lớn tới các loại chất
hoạt động bề mặt được sử dụng trong công thức, trong đó có POEA.
Mục tiêu của đề tài
Mục đích của bài tiểu luận này là đưa ra các khái niệm cơ bản, tính chất, cơng dụng của
POEA trong nơng nghiệp và những tác động của POEA tới môi trường, hệ sinh thái tại nơi
nó được sử dụng.

1

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1 Hoạt chất bề mặt
Hoạt chất bề mặt hay chất hoạt động bề mặt (tiếng Anh: Surfactant) là một chất làm giảm
sức căng bề mặt giữa hai chất lỏng hoặc giữa một chất lỏng và một chất rắn. Phân tử của
nó phân cực: một đầu ưu nước và một đi kị nước.

Hình 1: cấu tạo của phân tử chất hoạt động bề mặt và cấu trúc mixen dầu trong nước
Chất hoạt động bề mặt (chất HĐBM) được dùng để làm giảm sức căng bề mặt của một
chất lỏng bằng cách làm giảm sức căng bề mặt tại bề mặt tiếp xúc của hai chất lỏng. Khi
hòa chất hoạt hóa bề mặt vào trong một chất lỏng thì các phân tử của chất hoạt hóa bề mặt
có xu hướng tạo đám (micelle, được dịch là mixen)(1). Nếu chất lỏng là nước thì các phân
tử sẽ chụm đi kị nước lại với nhau và quay đầu ưa nước ra hình thành hệ dầu trong nước,
tạo nên những hình dạng khác nhau như hình cầu , hình trụ , màng. Ngược lại, nếu là môi
trường kị nước (như dầu, mỡ,...) thì các phân tử sẽ quay đi kị nước ra bên ngồi và quay
đầu ưu nước lại với nhau hình thành hệ nước trong dầu.
Tính ưa, kị nước của một chất hoạt hóa bề mặt được đặc trưng bởi một thông số là độ cân
bằng ưa kị nước (tiếng Anh: Hydrophilic Lipophilic Balance-HLB), giá trị này có thể từ 0
đến 40. HLB càng cao thì hóa chất càng dễ hịa tan trong nước, HLB càng thấp thì hóa chất
càng dễ hịa tan trong các dung mơi khơng phân cực như dầu.(1)
1.2 Phân loại hoạt chất bề mặt theo bản chất nhóm háo nước
Các chất hoạt động bề mặt (HĐBM) có thể được phân loại theo cấu trúc hóa học, theo tính
chất vật lý (độ tan trong nước hoặc dung mơi), theo ứng dụng hóa học(2). Phân loại theo
bản chất của nhóm háo nước là dễ quan sát và dễ nắm bắt nhất.
Theo bản chất của nhóm háo nước các chất hoạt động bề mặt được chia thành các nhóm
chính như sau: chất hoạt động bề mặt anion, cation, lưỡng tính và không ion.(2)

2


Hình 2: phân loại chung và tính chất đặc trưng của từng loại hoạt chất bề mặt(3)

1.2.1 Chất hoạt động bề mặt anionic
Hoạt chất bề mặt anionic hòa tan trong nước phân ly thành ion HĐBM điện tích âm. Các
nhóm háo nước trong hầu hết trường hợp là nhóm sulfonat, sulfat hoặc cacboxylat với natri
hoặc canxi (hình 2).
1.2.2 Chất hoạt động bề mặt cationic
Hoạt chất bề mặt cationic hòa tan trong nước phân ly thành ion HĐBM điện tích dương.
Chất HĐBM cationic chứa các ion amoni bậc bốn làm phần ưu nước của chúng.(hình 2)

X: halogenua, sulfate, methyl sulfate,…
R1: alkyl mạch dài
R2, R3, R4: hydro hay nhóm alkyl mạch ngắn , alkyl aryl
1.2.3 Chất hoạt động bề mặt lưỡng tính
chất HĐBM lưỡng tính chứa cả nhóm acid và base (nhóm cation và anion) trong phần ái
nước.(hình 2)
Gồm hai loại chính
- HĐBM lưỡng tính carboxylic
- HĐBM lưỡng tính sulfate/sulfonate
Chất HĐBM lưỡng tính có thể hịa tan trong nước và cho thấy khả năng tương thích tốt với
các chất hoạt động bề mặt khác, tạo thành các mixen hỗn hợp. Sự thay đổi điện tích theo
3


pH của chất hoạt động bề mặt lưỡng tính ảnh hưởng đến quá trình thấm ướt, tẩy rửa, tạo
bọt, v.v ... Các đặc tính của chất hoạt động bề mặt lưỡng tính rất giống với đặc tính của
chất khơng ion. Chất hoạt động bề mặt lưỡng tính có đặc tính da liễu tuyệt vời, chúng cũng
ít gây kích ứng mắt và thường được sử dụng trong dầu gội đầu và các sản phẩm chăm sóc
cá nhân khác. Các chất hoạt động bề mặt lưỡng tính hiện đang bắt đầu được sử dụng trong
cơng thức hóa chất nơng nghiệp.(3)
1.2.4 Chất hoạt động bề mặt không ion
Chất HĐBM không ion là loại khơng tạo ion khi tan trong dung dịch nước.(hình 2)

Cấu tạo:
phần kỵ nước: akyl phenol, alcol, acid béo, amide,…
phần ưu nước: ethylene oxide, propylene oxide,…
Chất hoạt động bề mặt không ion được tìm thấy trong các ứng dụng chính như chất tẩy rửa,
chất nhũ hóa, chất làm ướt và chất phân tán. Chúng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực,
bao gồm các sản phẩm tẩy rửa gia dụng, công nghiệp và thể chế, chế biến dệt, chế biến bột
giấy và giấy, trùng hợp nhũ tương, sơn, chất phủ và hóa chất nông nghiệp. Một lượng lớn
được sử dụng như chất bổ trợ trong nhiều cơng thức hóa chất nơng nghiệp.(3)

4


CHƯƠNG 2. POLYOXYETHULENE AMINE (POEA)
2.1. Định nghĩa POEA
Polyoxyetylen amine (cũng là Polyethoxylated tallow amine, POEA ) dùng để chỉ một loạt
các chất hoạt động bề mặt khơng ion có nguồn gốc từ mỡ động vật, có đặc tính giống xà
phịng. POEA không phải là một phân tử đơn lẻ, mà là một nhóm chất hoạt động bề mặt
với các đặc điểm cấu trúc chung. POEA được sản xuất bằng alkyl amin chứ khơng phải từ
mỡ động vật có các đặc tính cấu trúc và chức năng tương đương, ví dụ như coco amin
polyethoxyl hóa (từ dầu dừa) hoặc amin đậu nành polyethoxyl hóa (từ đậu nành). Cấu trúc
hóa học của các phân tử bao gồm các hỗn hợp POEA này thường có thể so sánh được, bất
kể nguồn gốc của amin (chất béo thực vật hay động vật). (7)
Mỡ động vật được thủy phân để tạo ra hỗn hợp các axit béo tự do , điển hình là oleic (37–
43%), palmitic (24–32%), stearic (20–25%), myristic (3–6%) và linoleic (2 –3%). Sau đó,
chúng được chuyển đổi thành các amin béo thơng qua q trình nitrile trước khi được
etoxyl hóa với ethylene oxide. Chiều dài của đuôi mỡ và mức độ etoxyl hóa sẽ xác định
các đặc tính tổng thể của chất hoạt động bề mặt . Do được tổng hợp từ một vật liệu không
tinh khiết nên POEA là một hỗn hợp của các hợp chất khác nhau.(5)
2.2. Cấu trúc

Hình 3: cấu trúc của POEA
Thành phần chất hoạt động bề mặt POEA bao gồm một hỗn hợp phức tạp của các amin
béo chuỗi dài đã polyethoxyl hóa, gồm 2 chuỗi ethoxylate. Chất HĐBM polyoxyetylen
amin có thể được biểu thị bằng cơng thức chung RN- (CH2 CH2O) x H, trong đó 'R-N' là
một amin và '(CH2 CH2O) X ' là một chuỗi được tạo thành từ một tập hợp của các phân tử
etylen oxit. R là chuỗi hidrocacbon của một acid béo. Thời gian bán hủy của POEA (21–
42 ngày) (7)
2.3 Tổng hợp

Hình 4: sơ lược về tổng hợp POEA(7)
(Quả cầu đỏ: nguyên tử oxi; quả cầu màu trắng: nguyên tử hiđro ; quả cầu xanh lam:
nguyên tử nitơ; hình cầu xám: nguyên tử cacbon)
Amoniac được phản ứng với chất chiết xuất từ mỡ động vật (mỡ động vật) để tạo ra amin
mỡ động vật. Sau đó, amin mỡ động vật được etoxyl hóa để tạo thành amin mỡ động vật
5


polyoxyetylen (POEA).
- Mỡ động vật
Trên thực tế, mỡ động vật bao gồm hỗn hợp các axit béo có độ dài chuỗi khác nhau: ví dụ
được trình bày có chiều dài chuỗi 16 nguyên tử cacbon trong khi các axit béo có trong hỗn
hợp mỡ động vật có từ 12 đến 18 nguyên tử cacbon. Ngoài ra, các phân tử etylen oxit được
thêm vào các amin béo khác nhau khác nhau do phản ứng xảy ra với tốc độ khác nhau đối
với mỗi phân tử. Do đó, các chất hoạt động bề mặt POEA tạo ra từ các phản ứng hóa học
này là một hỗn hợp chứ không phải là một hợp chất đơn lẻ.(7)
- Amine
'Amine' trong polyoxyethylene amine nói chung là một amin dựa trên lipid. Chúng được
tổng hợp bằng cách cho axit béo phản ứng với amoniac. Nếu các axit béo là từ mỡ động
vật (mỡ động vật), thì amin béo thường được gọi là amin mỡ động vật. Nếu các axit béo là
từ dầu dừa, thì amin béo tạo thành được gọi là một amin dừa.

Polyoxyetylen trong công thức chung cho POEA là một chất đồng phân oligome của etylen
oxit. Các hóa chất nằm trong danh mục POE đơi khi cịn được gọi là polyethylene oxide
(PEO), hoặc polyethylene glycol (PEG). Trong công thức thuốc trừ sâu, etylen oxit được
thêm vào các amin béo để tạo ra các amin polyoxyetylen. Sự cộng liên tiếp các phân tử
etylen oxit vào nguyên tử nitơ của amin mỡ động vật tạo ra amin polyoxyetylen mỡ động
vật, một chất hoạt động bề mặt chính từ họ hợp chất POEA (Hình 4).(7)
- Ethoxyl hóa
Trong quá trình tổng hợp, ethylene sẽ phản ứng với các hợp chất khác như ete, axit béo
hoặc amin, trong một q trình gọi là ethoxyl hóa. Khi sử dụng một hợp chất amin, sản
phẩm phản ứng trở thành hỗn hợp “polyoxyetylen amin” (POEA), chứa các amin trở nên
liên kết với các oligome của đơn vị etylen. Đổi lại, các đơn vị ethylene có thể có độ dài
khác nhau, dẫn đến sự đa dạng lớn của các hợp chất trong họ POEA. Ethoxyl hóa đơi khi
cũng được gọi là alkoxyl hóa. Alkoxyl hóa là một thuật ngữ chung hơn bao gồm polyme
hóa của các đơn vị epoxyde (ví dụ, etylen oxit) với một số nguyên tử cacbon khác nhau
(etylen oxit có hai nguyên tử cacbon). Trong một số trường hợp, chất hoạt động bề mặt
được propoxyl hóa. Propoxyl hóa tương tự như etoxyl hóa, và bao gồm việc bổ sung các
monome propylen oxit thay vì etylen oxit.
Etylen oxit thường được sử dụng để tổng hợp chất hoạt động bề mặt thuốc trừ sâu POEA,
vì chiều dài của oligomer etylen oxit có thể dễ dàng thay đổi để thay đổi tính chất tẩy rửa
của công thức.(7)
Các chất xúc tác axit hoặc bazơ được trộn với etylen oxit để thực hiện tác dụng mở các
phân tử etylen oxit và kết hợp chúng lại với nhau để tạo thành POE. Các chất xúc tác
thường được sử dụng bao gồm natri hydroxit, kali hydroxit, benzoyl clorua ,
toluenesulfonyl clorua, triisopropylsilan, dichloromethane , hoặc axit trifluoroacetic. Một
loạt các quy trình kỹ thuật hóa học có thể được sử dụng để sản xuất POEA, đó là một lý do
tại sao các tạp chất và nồng độ của chúng có thể rất khác nhau giữa các quy trình sản xuất
này sang quy trình sản xuất khác.
POEA khơng phải là hóa chất tinh khiết, mà là hỗn hợp (Hình 5). Việc bổ sung liên tiếp
các phân tử etylen oxit để tạo thành POE không xảy ra với tốc độ như nhau đối với mỗi
phân tử trong melange. Khi phản ứng hóa học dừng lại, các chuỗi POE do phản ứng tạo ra

có độ dài khác nhau. POE trọng lượng phân tử thấp thường là chất lỏng nhớt không màu
và không mùi, trong khi các polyme mạch dài là chất rắn. Chất hoạt động bề mặt có cấu
trúc cơ bản này còn được gọi là 'chất hoạt động bề mặt amin etoxyl hóa'.(7)

6


Hình 5: phân tích khối phổ của hỗn hợp POEA tinh khiết nhất có sẵn trên thị trường
(mua từ ChemService, West Chester, PA, Hoa Kỳ)(7)
Mỗi cực đại được tạo ra từ máy quang phổ khối lượng tương ứng với một phân tử khác
nhau có trong hỗn hợp amin polyoxyetylen tallow. Quan sát thấy các đỉnh đối với amin
động vật polyoxyetylen và amin động vật polyoxyetylen với một số độ dài chuỗi
polyoxyetylen khác nhau. Một amin mỡ động polyoxyetylen nhất định tự nó là hỗn hợp
của các phân tử có độ dài chuỗi ankyl khác nhau. Cấu trúc chi tiết của polyoxyetylen (15)
palmitamine được hiển thị trong hộp màu đỏ.(7)
2.4 Công dụng
POEA được sử dụng chủ yếu làm chất nhũ hóa và chất làm ướt cho các cơng thức hóa chất
nơng nghiệp , chẳng hạn như thuốc trừ sâu và thuốc diệt cỏ (ví dụ như glyphosate ). Nó
cịn được chứa trong thuốc diệt cỏ Roundup. Nồng độ POEA nằm trong khoảng từ <1%
trong các công thức glyphosate sẵn sàng sử dụng, đến 21% trong các chất cô đặc. POEA
chiếm 15% trong công thức Roundup và chất hoạt động bề mặt amine polyethoxyl hóa từ
mỡ động vật chiếm 14.5% trong Roundup Pro.
Các chất hoạt động bề mặt được thêm vào glyphosate để cho phép hấp thụ hiệu quả
glyphosate hòa tan trong nước qua lớp biểu bì của thực vật, vốn là chất kỵ nước, và làm
giảm lượng glyphosate bị trôi khỏi thực vật do mưa.(5)
2.4.1 Tác động tới cây trồng
POEA thúc đẩy sự xâm nhập của các hoạt chất diệt cỏ vào lớp biểu bì của thực vật, và ở
các lồi động vật được biết là gây ra các thay đổi trên bề mặt đường hô hấp. Việc sử dụng
POEA gần đây đã tăng lên với sự ra đời của các loại cây trồng, tuy nhiên, tác động ẩn của
7

nó đối với động vật khơng xương sống dưới nước chưa được rõ ràng . nghiên cứu của
Brausch JM và Smith PN trên động vật không xương sống thủy sinh Thamnocephalus
platyurus (Crustacea, Anostraca) chỉ ra rằng: Độc tính của POEA tăng lên khi chiều dài
chuỗi tallowamine giảm xuống, trong khi chiều dài chuỗi oxit dường như chỉ làm tăng độc
tính một chút. Dựa trên những kết quả này, POEA có khả năng ảnh hưởng xấu đến các sinh
vật sống dưới nước trong các khu vực mà nó được sử dụng.(8)
Các nghiên cứu trong phịng thí nghiệm cho thấy rằng POEA có thể gây ra các tác động
độc hại đối với các sinh vật sống dưới nước nhạy cảm. Do đó các nghiên cứu chuyên sâu
hơn đã kiểm tra cụ thể độc tính của các sản phẩm có cơng thức có thể chứa POEA hoặc
các loại chất hoạt động bề mặt khác.(4)
Để hợp chất hoạt động được thực vật hấp thụ một cách hiệu quả, chất hoạt động bề mặt
thường được thêm vào công thức để tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuyển qua các rào
cản đó. POEA rất hiệu quả trong việc chuyển glyphosate vào thực vật một cách dễ dàng.
Tuy nhiên, các chất hoạt động bề mặt như POEA, cũng ảnh hưởng đến màng ở động vật,
dẫn đến độc tính tương đối lớn hơn của các sản phẩm sử dụng cuối đối với các sinh vật
như cá và động vật lưỡng cư có màng tiếp xúc hoặc da thấm. Tuy nhiên, cơ quan quản lý
Canada (PMRA) lưu ý rằng tất cả các sản phẩm thuốc diệt cỏ dựa trên glyphosate hiện
được đăng ký ở Canada chứa POEA dưới 20% theo trọng lượng và được sử dụng theo nhãn
sản phẩm, không gây rủi ro không thể chấp nhận được đối với động vật hoang dã, bao gồm
cả các sinh vật sống dưới nước nhạy cảm.(4)
2.4.2 Tác động tới con người
Một nghiên cứu vào năm 2000 về POEA và các thành phần khác trong công thức
glyphosate cho thấy là không có bằng chứng thuyết phục về sự phá hủy DNA trực tiếp
trong ống nghiệm hoặc in vivo, và kết luận rằng Roundup và các thành phần của nó khơng
gây nguy cơ sản sinh gen di truyền / đột biến soma ở người.(9) Tuy nhiên, vào năm 2015
WHO đã đưa ra các nghiên cứu chỉ ra rằng thuốc diệt cỏ glyphosate có khả năng gây ung
thư nhưng tác động của POEA vói sức khỏe của con người về lâu dài, một thành phần của
công thức thuốc diệt cỏ glyphosate, lại chưa được nghiên cứu rõ ràng.

Các trường hợp tiếp xúc trực tiếp với POEA tồn dư trong thực phẩm hoặc hô hấp thì đưa
ra các kết quả khác nhau, các trường hợp ăn phải glyphosate-POEA đã cho thấy nhiều kết
quả, từ kích ứng bề mặt da và niêm mạc đến tử vong. Ở đây, các nhà nghiên cứu báo cáo
tỷ lệ tử vong sau khi uống ít nhất 237 ml thuốc diệt cỏ được xác nhận là chứa cả glyphosate
và POEA. Hồ sơ bệnh án của người chết cho thấy việc xuất trình đến khoa cấp cứu ngay
sau khi ăn phải, và tử vong vào ngày thứ tư nhập viện. Báo cáo khám nghiệm tử thi cho
thấy phù phổi rộng và tắc nghẽn khơng có bất thường đường tiêu hóa. Về mặt vi thể, viêm
đường thở, phù nề, và xuất huyết cũng như hoại tử màng tim.(10)

8


CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG CỦA POLYOXYETHULENE AMINE (POEA)
TRONG NÔNG NGHIỆP
3.1 Thuốc diệt cỏ glyphosate

Polyoxyethylene tallow amine (POEA) được thêm vào công thức của glyphosate,
glyphosate là chất diệt cỏ nông nghiệp được áp dụng rộng rãi nhất ở Hoa kỳ.
Glyphosate (N-(phosphonomethyl)glycine) dùng để "làm khô" vụ mùa (Crop desiccation),
glyphosate được hấp thụ qua lá, và một phần nhỏ qua rễ, và vận chuyển đến các điểm phát
triển. Có 160 quốc gia đã phê duyệt cho phép sử dụng glyphosate, tùy thuộc vào nhu cầu
cụ thể của mỗi quốc gia. Glyphosate được đưa ra thị trường để sử dụng trong nông nghiệp
vào năm 1974 với tên thương mại là Roundup.

Hình 6: cấu trúc của glyphosate
Các chất hoạt động bề mặt như polyethoxylated tallow amine (POEA) được thêm vào
glyphosate để làm ướt lá và thâm nhập vào lớp biểu bì của cây. POEA là chất hoạt động
bề mặt được sử dụng trong công thức Roundup đầu tiên và được sử dụng phổ biến vào năm
2015. Các phiên bản khác nhau của Roundup bao gồm các tỷ lệ POEA khác nhau. Một báo
cáo của chính phủ Hoa Kỳ năm 1997 cho biết Roundup là 15% POEA trong khi Roundup

Pro là 14,5%. Vì POEA độc hơn đối với cá và động vật lưỡng cư hơn là glyphosate, nên
POEA không được phép sử dụng trong các sản phẩm thủy sinh.
3.2 Độc tính của POEA và glyphosate
Tuy nhiên POEA được cho là độc hơn glyphosate, các nghiên cứu thực nghiệm cho thấy
rằng độc tính của chất hoạt động bề mặt, polyoxyethyleneamine (POEA), lớn hơn độc tính
của glyphosate riêng biệt. Nhưng khơng có đủ bằng chứng để kết luận rằng các chế phẩm
glyphosate có chứa POEA độc hơn các chế phẩm có chứa chất hoạt động bề mặt thay
thế.(11) Một đánh giá về các tài liệu được cung cấp cho EPA vào năm 1997 cho thấy POEA
nói chung có tác dụng gây độc cho các sinh vật thủy sinh mạnh hơn glyphosate và POEA
trở nên mạnh hơn trong mơi trường kiềm. Glyphosate có LD50 dao động gấp 4.2 lần POEA
ở ấu trùng midge trong môi trường pH 6.5, gấp 369 lần POEA cho cá hồi vân trong môi
trường pH 9.5 (để so sánh, ở pH 6.5 LC50 của glyphosate gấp 70 lần POEA cho cá hồi
vân).(5)
Vấn đề chất hoạt động bề mặt ethoxylat hóa alkylamine có tính chất độc hại có vấn đề mà
bắt đầu được quan sát vào cuối năm 1970. Chất hoạt động bề mặt POE 15 tallow amin
(hình 5) được sử dụng trong MON 0818 độc hơn glyphosate 5–50 lần đối với các loài động
vật có vú hoặc sinh vật sống dưới nước. Tính kỵ nước của phân tử tăng lên theo chiều dài
của chuỗi alkyl, axit béo chuỗi dài có nhiều khả năng xâm nhập vào màng tế bào và làm
rối loạn cấu trúc của chúng. Kết quả là, độc tính có xu hướng tăng dần theo độ dài của độ
dài chuỗi alkyl. Độc tính của chất hoạt động bề mặt etoxyl hóa có xu hướng giảm khi các
nhóm hóa học (ví dụ, nhóm metyl) được gắn vào chuỗi alkyl do làm suy giảm khả năng
thâm nhập qua màng tế bào. Ngược lại, các chuỗi dài hơn, hịa tan trong nước (ví dụ, chuỗi
ethylene oxide) có xu hướng ít độc hơn, vì chúng tương tác kém hiệu quả hơn với màng tế
bào.(7)
Ở cá và động vật không xương sống dưới nước, chất hoạt động bề mặt có thể nhũ hóa chất
nhầy trên bề mặt mang. Bề mặt màng mang cũng có thể bị xâm nhập bởi các phần kỵ nước
của các phân tử chất hoạt động bề mặt. Hậu quả là hô hấp bị suy giảm và con vật chết vì
9

ngạt thở . Các chất hoạt động bề mặt etoxyl hóa chuỗi dài hơn ít hịa tan trong chất béo
hơn, điều này cản trở q trình nhũ tương hóa và / hoặc thâm nhập vào màng mang.
3.3 Sự hấp thu của POEA trong đất trồng
Vào năm 2016, Daniel Tush và Michael T Meyer đã tiến hành nghiên cứu về đặc trưng cho
sự hấp phụ của POEA vào đất và đánh giá sự xuất hiện và phân bố tương đồng của nó trong
đất nơng nghiệp ở Hoa kì. Các thí nghiệm về sự hấp phụ của POEA đối với các loại đất đã
chọn cho thấy POEA hấp phụ mạnh hơn nhiều so với glyphosate, canxi clorua làm tăng
gắn kết POEA, và sự liên kết của POEA mạnh hơn trong điều kiện pH thấp. POEA được
phát hiện trên một mẫu đất từ cánh đồng nông nghiệp gần Lawrence, Kansas, nhưng bị mất
các chất tương đồng có chứa anken.(12) Các nghiên cứu thực địa cho thấy POEA, glyphosate
tồn tại trên đất từ mùa gieo trồng đến mùa trồng trọt nhưng tiêu biến theo thời gian mà ít
di chuyển vào đất sâu hơn. POEA, glyphosate và AMPA được tìm thấy trên các mẫu trầm
tích đáy ở các lưu vực nông nghiệp và đô thị. Nồng độ POEA lớn hơn glyphosate trên đất
ruộng nông nghiệp. Nồng độ glyphosate lớn hơn POEA trên trầm tích.(13)
Chúng thực sự có thể tồn tại trong 2 năm hoặc hơn sau khi sử dụng. Nồng độ của glyphosate
giảm nhanh hơn POEA trên thực địa vì glyphosate dễ dàng vận chuyển ra khỏi đất trồng
hơn và phân hủy nhanh hơn. Những kết quả nghiên cứu cho thấy POEA có thể là một chất
gây ô nhiễm trên đất nông nghiệp nơi sử dụng cơng thức glyphosate. Việc kiểm tra trầm
tích lịng suối cho thấy POEA cũng có thể là một chất gây ơ nhiễm phổ biến trong trầm
tích lịng suối thốt nước ở các khu vực áp dụng công thức glyphosate. Khả năng ơ nhiễm
POEA trên diện rộng này có thể đã tồn tại từ giữa những năm 1990 khi cây trồng kháng
glyphosate được phát hành. Các chất tương đồng POEA với mỡ động vật bão hịa bền hơn
trong mơi trường so với các chất tương đồng với mỡ động vật không bão hịa. Có một số
bằng chứng về sự suy thối của chuỗi ethoxylate (tức là số lượng đơn vị ethoxylate thấp
hơn theo thời gian), nhưng quá trình này dường như diễn ra rất chậm. Nồng độ POEA theo
thời gian cao hơn so với glyphosate trên đất ruộng, nhưng thấp hơn trong trầm tích lịng
suối thốt nước.(13)

10

CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN
POEA được áp dụng rộng rãi trong thuốc diệt cỏ từ những năm 1970, chủ yếu dùng trong
công thức glyphosate, được sử dụng rộng rãi ở châu Âu, Bắc Mỹ và cả Việt Nam, POEA
có tác dụng làm tăng hiệu quả của thuốc diệt cỏ. Cho tới 2015, WHO đã đưa ra nhiều
nghiên cứu chỉ ra rằng glyphosate có khả năng gây ung thư thì glyphosate đã bị cấm và
hạn chế ở nhiều nước, trong đó có Việt Nam. Tuy nhiên về tác động cụ thể của POEA (một
thành phần trong công thức của thuốc diệt cỏ glyphosate) tới sức khỏe của người thì lại
chưa được rõ ràng và vẫn cần được nghiên cứu thêm.
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng POEA gây ra tác động tiêu cực lên hệ sinh thái nước ngọt
tại nơi nó được sử dụng.
POEA không chỉ là một chất mà là một nhóm chất có đặc điểm chung, tuy các nhà nghiên
cứu có lo ngại về việc POEA có khả năng gây hại cho sức khỏe con người và môi trường
nhưng tác dụng của nó trong việc diệt cỏ lại rất hiệu quả. Do đó mà POEA vẫn được nghiên
cứu và phát triển nhằm tạo ra các loại POEA khác ít độc hại hơn. Bắt đầu từ giữa những
năm 1990, POEA thế hệ đầu tiên dần dần được thay thế bằng các chất hoạt động bề mặt
POEA khác, ethoxylated etheramine, có tác dụng gây độc không mục tiêu thấp hơn. Liên
minh Châu Âu đã giới thiệu chất hoạt động bề mặt amoni bậc bốn được propoxyl hóa. Loại
chất hoạt động bề mặt POEA này ít độc hại hơn 100 lần đối với hệ sinh thái dưới nước và
tế bào con người so với chất hoạt động bề mặt GBH-POEA trước đây.

11


TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]

[6]

[7]
[8]

[9]
[10]

[11]
[12]

[13]

[14]

Wikipedia_chất hoạt động bề mặt_ />Lê Thị Hồng Nhan_ Giáo trình hóa học và kỹ thuật chất hoạt động bề mặt _ 2019.
Mariano J. L. Castro_ Alicia Fernández Cirelli và Carlos Ojeda._ "Surfactants in
Agriculture" The Journal of Nutritional Biochemistry, 2013.
Forestinfo.ca_"WHAT IS POEA, AND HOW DOES IT AFFECT FOREST ECOSYSTEMS?
"_ />Wikipedia_ Polyethoxylated tallow amine_
/>Alchetron_ Polyethoxylated tallow amine_ />Charles Benbrook_ Michael N. Antoniou_ “Insight into the confusion over surfactant coformulants in glyphosate-based herbicides”, 2019
Brausch JM, Smith PN_Toxicity of three polyethoxylated tallowamine surfactant
formulations to laboratory and field collected fairy shrimp, Thamnocephalus
platyurus_2006
GM Williams , R Kroes , IC Munro_Safety evaluation and risk assessment of the herbicide
Roundup and its active ingredient, glyphosate, for humans_2000
Jessica A Bigner , Steven E Fiester, James W Fulcher, Christine M G Schammel, Michael
E Ward, Harmonie E Burney, John F Wheeler, Sandy K Wheeler, Julie M
Teuber_Glyphosate and Polyoxyethyleneamine Ingestion Leading to Renal, Hepatic, and
Pulmonary Failure_2021

Sally M Bradberry, Alex T Proudfoot, J Allister Vale_ Glyphosate poisoning_2004
Daniel Tush, Michael T Meyer_Polyoxyethylene Tallow Amine, a Glyphosate Formulation
Adjuvant: Soil Adsorption Characteristics, Degradation Profile, and Occurrence on
Selected Soils from Agricultural Fields in Iowa, Illinois, Indiana, Kansas, Mississippi, and
Missouri_2016.
Daniel Tush, Megan M Maksimowicz, Michael T Meyer_Dissipation of polyoxyethylene
tallow amine (POEA) and glyphosate in an agricultural field and their co-occurrence on
streambed sediments_2018.
Daniel Tush, Keith A. Loftin, Michael T. Meyer_Characterization of polyoxyethylene
tallow amine surfactants in technical mixtures and glyphosate formulations using ultrahigh performance liquid chromatography and triple quadrupole mass spectrometry_2013.

12


13