Luận văn thạc sĩ Hóa học: Xác định hợp chất thuốc trừ sâu có phốt pho (OP) trong rau, quả bằng phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ (GC/MS)

Định nghĩa Hóa chất bảo vệ thực vật là những chất hoặc hợp chất độc có nguồn sốc tự nhiên hoặc tổng hợp hóa học dùng để phòng, trừ diệt các sinh vật gây hại tài nguyên thực vật, các chế

_ ĐẠI HỌC QUOC GIAHANOITRUONG DAI HQC KHOA HOC TU NHIEN

PHAM NGOC THUAT

XAC DINH HOP CHAT THUOC TRU SAU CO PHOT PHO (OP) TRONG RAU

QUA BANG PHƯƠNG PHAP SAC KÝ KHÍ GHÉP NÓI PHÓI PHO (GC/MS)

LUẬN VAN CHUYEN NGANH HOA PHAN TÍCH

MA SO: 60 44 29

CAN BO HUONG DAN: PGS.TS PHAM LUAN

HA NỘI, 2012

MỤC LỤC

"06.10701557 Chương 1 TONG QUAN - 2-52 S2SEEE2EE2EEEEEEEEEEEEEEE121121121171111111 111.1 1e 1

1.1 Hóa chất BVTV và tinh tình sử dụng hóa chất BVTV .: -¿©-«+¿ 1

1.3.1 Phương pháp sắc ký khí (GC), - 2-5 2+££+EE+£E+£EtzEzEeerxerxeres 19

1.3.2 Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao -2-c5¿©5555+ccs2 21

1.3.3 Phương pháp điện di mao quan eececceeseesceseeeseeeseeeeeeeeeeseeeeeeseeeaeens 22

1.3.4 Phương pháp phố UV-VIS ¿5© St‡E+E2EE2E2E2E21E1 2E, 241.3.5 Phương pháp cực phổ - 2-2 5c +keEkeEESEE2EEEEE2EE2EEEEEEEEEkrrkrrkee 251.3.6 Phương pháp sắc ký bản mỏng 2 2 2 x£xtzxzE+zxerxrrex 261.3.7 Các phương pháp xử lý mẫu 2 +2+22++++x+zxezxerxerxsreee 27

1.3.7 Phương pháp phân tích định tính và định lượng 32Chương 2 DOI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33

2.1 Đối tượng, mục tiêu và nội dung nghiên CUU -. s5 55+ ++ss+scs+sxssss 33

2.1.1 Đối tượng và mục tiêu nghiên cứu 2-2 s+sz+s+x+£xerxerssrxee 33

2.1.2 Nội dung nghiÊn CỨU - 6 6 +13 91193191 91 1g nh ng ng 33

2.2 Phương tiện nghiÊn CỨU - - 22+ 3313231 9113119111111 1 1 1n ng rệt 34

2.2.1 THIẾT Đị, tt v1 11115151111 5151111111111111111111 1111111111111 cE 34

Chương 3 KET QUA VÀ THẢO LUẬN - 2-5222 2+E2+EE+EEeEEzErrxerkerreee 39

3.1 Tối ưu các điều kiện xác định OP bằng GC-MS - 2 s5: 39

3.1.1 Chọn các điều kiện bơm mẫu - 2 + k+S+E£EE+E£EE+EvEEeErkerxrrrree 39

Fs 7s ©) 61 0) 01 00) 9 4d5öÀ:|:-ỞỎố 39

3.1.3 Chon chuong trinh nhiét d6 cho buồng 000 ee 393.1.4 Lựa chọn các thông số cho detector khối phô ¬ 403.1.5 Khảo sát tốc độ khí mang Heli - 2-2 2 2 2+E££Ee£E+£xerxerxsrez 403.1.6 Khảo sát nhiệt độ bộ phận ghép nối GC/MS (Interface) -.-: 43

3.2 Đánh giá phương pháp phân tÍch - kg ng ưkt 45

3.2.1 Khảo sát lập đường chuân 2- 2 s+SE+EE+E2EEEEEeEErrkrrxerkerree 453.2.2 Giới han phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) 513.2.3 Độ lặp lại của thiết Di cecceecescesecseessssessessesssessessessecssessessesseessessesseeses 56

3.3 Khảo sát điều kiện chiết tách -c¿-+c+xxtrEkttrrrtrrtrtrirrrrirerririeriee 57

3.3.1 Khao sát dung môi chiẾT - 2 2 se SxeEE+EE£EE£EE2EEEEEEeEEerxerkrree 58

3.3.2 Khảo sát dung môi rửa giải - - - xxx ng ngư 603.3.3 Khảo sát thể tích dung môi rửa giải - 2 2 s+cx+ze+xerxersee 623.4 Đánh giá độ chính xác của phương pháp - ¿+ c + ssssseseerssrreses 63

3.5 Phân tích mẫu thực té sescssssscssssesssneeessnsecssnnecessneeessneeessneessneeesnneeeenneeee 65Chương 4 KẾT LUẬN -. - 2 2 2+ £+E9SE£EE9EEEEEEE121121217171112112112111 11111 c0 69IV.10802908957 804.0 70

si0006955 77

DANH MỤC CAC CHỮ VIET TAT

ADI : Acceptable Daily Intake - Luong chất độc ăn vào hàng ngày chap

nhận được ACN : Acetonitril

LCs : Lethal Concentration - Liều gây chết 50 của thuốc xông hơi

LDao : Lethal Dose - Liều gây chết 50

LOD : Limit of detection - Gidi hạn phát hiện

LOQ : Limit of quantitation - Giới hạn định lượng

MRL : Maximum Residue Limit - Dư lượng tối đa cho phép

MSD : Mass Selective Detector - Detecto khối phổ

NPD : Nitrogen phosphorous detector - Detecto nitơ phốt pho

OC : Organochlorine pesticide - HC BVTV nhóm co clo

OP : Organophosphorous Pesticide - HC BVTV nhóm co phốt pho

PY : Pyrethroid Pesticides - HC BVTV nhóm pyrethroid

%R : Recovery - Hiệu suất thu hồi

RSD : Relative Standard Devitation - Độ lệch chuẩn tương đối

SD : Standard Devitation - Độ lệch chuan

S/N : Signal to Noise ratio - Ty số tín hiệu trên nhiễu

SKD : Sắc ký đồ

SPE : Solid phase Extraction - Chiết pha ran

tr : Rettention time - Thời gian lưu

TIC : Total ion Chromatogram - Chế độ quét toàn bộ ion

WHO : World Helth Organization - Tổ chức y tế thé giới

DANH MỤC CÁC BANG

Bang 1.1 Lượng hóa chất BVTV nhập khẩu vào Việt Nam - 2-55: 7Bảng 1.2 Hiệu suất thu hồi và %RSD của Omethoate và Dichlovos 24

Bảng 3.1 Chương trình nhiệt độ cho nhóm ÖP s5 + Esseeveeserserserske 38

Bảng 3.2a Các thông số tối ưu cho quá trình chạy sắc ký . : -:-: 45Bảng 3.2b Chương trình nhiệt độ cho nhóm phốt pho hữu cơ - 5 45Bang 3.3 Sự phụ thuộc của diện tích pic vào nồng độ ©) 0k 46Bảng 3.4 Thời gian lưu của các chat phân tích nhóm phốt pho hữu cơ 46Bang 3.5 Các thông số của đường chuẩn OP ¿2-5 5s+Sz+E+E££EerEerkerxerkrree 53

Bảng 3.6 LOD va LOQ của phương pháp) 5 5S + series 53 Bang 3.7 Giới han phát hiện cua Thionazin, Sulfotep, Phorate, Disulfoton 55 Bang 3.8 Giới hạn phat hiện của Methyl parathion va parathion . - 56

Bang 3.9 Độ lặp lại của thiết bị tại nồng độ các OP 50 ppb 2-5 52 56Bảng 3.10 Độ lặp lại của thiết bi tại nồng độ các OP 500 ppb - 57Bảng 3.11 Độ lặp lại của thiết bị tại nồng độ các OP 1000 ppb: 57Bảng 3.12 Hiệu suất thu hồi của các OP 200ppb khi chiết bằng aceton và ACN 59

Bảng 3.13 Kết quả khảo sát các loại dung môi rửa giải đối với các chất OP 61

Bang 3.14 Hiệu suất rửa giải từng phân đoạn với hỗn hợp chuẩn OP 1000 ppb 63Bảng 3.15 Hiệu suất thu hồi và RSD của các OPs

với các mẫu spike 0,05 mg/Kỹ ¿2+ ©++5++2++E+2E++Evzxerxerxerxervsrs 64

Bảng 3.16 Kết quả phân tích một số mẫu rau, quả : -¿ 252-255: 66

DANH MỤC CÁC HÌNH, PHỤ LỤC

Hình 1.1 Sơ đồ cau tạo của một hệ thống sắc 2 20

Hình 1.2 Sắc đồ của một số loại thuốc diệt cỏ tách băng CE -¿ 23

Hình 1.3 Sắc đồ của Omethoate và DichloVOs -¿- - + 2x2 £t+E+EeEzteEerzezxee 24 Hình 1.4 Mô hình chiết Soxhlet 2-2 5 s+E£+EE£EE£EEt£EEEEEEEeEErErrkrrkerreee 28 Hình 1.5 Cơ chế SPE phân tích mẫu trong dung môi nước -s: s2 29 Hình 1.6 Cơ chế SPE phân tích mẫu trong dung môi khác nước - 29

Hình 1.7 Các bước thực hiện của phương pháp SPE - 55c ++cc++ccsseesees 30 Hình 1.8 Mô hình phương pháp SPME - Ác 1v *S vs ng rey 31 Hình 2.1 Các thiết bị và dụng cụ cơ bản sử dụng trong nghiên cứu - 34

Hình 3.1 Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 1000 ppb với tốc độ khí 1,0 ml/phút 41

Hình 3.2 Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 1000 ppb với tốc độ khí 1,2 ml/phút 41

Hình 3.3 Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 1000 ppb với tốc độ khí 1,4 ml/phút 41

Hình 3.4 Ảnh hưởng của tốc độ khí mang Heli đến diện tích pic 42

Hình 3.5 Ảnh hưởng của tốc độ khí mang Heli đến thời gian lưu .- 42

Hình 3.6 Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 1000 ppb với với nhiệt độ kết nói 220°C 43

Hình 3.7 Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 1000 ppb với với nhiệt độ kết nối 250°C 43

Hình 3.8 Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 1000 ppb với với nhiệt độ kết nối 280°C 44

Hình 3.9 Ảnh hưởng của nhiệt độ kết nối GC/MS đến thời gian lưu 44 Hình 3.10 Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 50 ppb 2-2 252+E++E+£xeExsrxerxersrree 46 Hình 3.11 Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 100 ppb 2-2222 + x+£E+zzzzrxsrxzez 41 Hình 3.12 Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 500 ppb - 2-2 25+E+zx+£x+zxerxerssez 47 Hình 3.13 Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 1000 ppb c.cceccscescessesesssessesesseesessessesseeseeseaee 48 Hình 3.14 Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 1500 ppb -2- 2 2 x++E+zzz+zxsrxczez 48 Hình 3.15 Sự phụ thuộc của diện tích pic vào nồng độ Thionazin

và đường chuẩn của Thionazin :- 2-52 £+££+E+E£EeEEererxerserszes 49 Hình 3.16 Sự phụ thuộc của diện tích pic vào nồng độ Sulfotep

và đường chuân của SuÏfOfep - 2-2 s+S++E£+E+EtEEeEEerkerkerkerkerkee 49 Hình 3.17 Sự phụ thuộc của diện tích pic vào nồng độ Phorate

và đường chuẩn của Phorafe - ¿22 x+2Ec£E+EE+EEeEErrxrrkrrkrres 50

Hình 3.18 Sự phụ thuộc của diện tích pic vào nồng độ Disulfoton

và đường chuẩn của Disulfoton -2©cs +z+s+rssrxerseee 50

Hình 3.19 Sự phụ thuộc của diện tích pic vào nồng độ Methyl parathion

và đường chuẩn của Methyl parathion 2-2 2+s+x+zx+zxersrrszes 51

Hình 3.20 Sự phụ thuộc của diện tích pic vào nồng độ Parathion

và đường chuẩn của Parathion ¿2-2 s+5E+££+E++E£EeEEerkerxerxrrsres 51 Hình 3.21 Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 50 ppb -2- 22 2 2 E+£E+zEzEzrxerxrez 54 Hình 3.22 Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 20 ppb - 2- 2 2+52+£++E££EerEerxerxersrree 55 Hình 3.23 Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OPs 10 ppb - 2-2 2 2+£++xzxe£xerxerszsez 55 Hình 3.24 Sắc ký đồ OPs chiết bằng dung môi Acefone 2-2 s=s+ss 58 Hình 3.25 Sắc ký đồ Ops chiết bằng dung môi Acetonitril -s:5z5+ 39

Hình 3.26 Sắc ký đồ các OP 200ppb rửa giải hỗn hợp dung môi loại L 60

Hình 3.27 Sắc ký đồ các OP 200ppb rửa giải hỗn hợp dung môi loại II 60

Hình 3.28 Sắc ký đồ các OP 200ppb rửa giải hỗn hợp dung môi loại III 61

Hình 3.29 Đồ thị biéu diễn sự phụ thuộc %R vào các loại dung môi rửa giải 62

Hình 3.30 Sắc ký đồ ký đồ của mẫu rau cải xanh không thêm chuẩn 66

Hình 3.31 Sắc ký đồ của mẫu rau cải xanh thêm chuẩn 200ug/kg - 66

Phụ lục 1: Bảng MRL các loại HC BVTV theo cac tiêu chuẩn trên thế giới 71

Phụ lục 2: Sắc ký đồ của mẫu cải xanh không thêm chuẩn và thêm chuân 200I1g/kg 2-22- 552222 25+‡2E2EE2EEtEEEeEEverxrzrxerrecres 79 Phụ lục 3: Sắc ký đồ của mẫu bắp cải không thêm chuẩn và thêm chuân 200UQ/Kg cccsesssesssesssesssecssessscssecssscsscssecssecsuecsesssecssecseesses 81 Phu luc 4: Sắc ky đồ của mau dua leo không thêm chuẩn và thêm chuẩn 200Iig/Kỹg - 2-2552 ©522S2+EE£EE£EEE2EEEEEEEEEEEEEEEkrrkerreee 83 Phụ lục 5: Sắc ký đồ của mẫu nho đỏ không thêm chuẩn và thêm chuẩn 200I1g/kg - 2-52 2 £SE£SE£EE#EE2EE£EE2EE2EEEEeEEerkerxrrkeree 85 Phụ lục 6: Sắc ký đồ của mẫu táo đỏ không thêm chuẩn và thêm chuẩn 200Lg/kB - 5-5-5252 S£+E‡E£EE‡EESEEEEEEEE2EEEEEEEerEerkerkrree 87 Phụ lục 7: Kết quả phân tích của các mẫu rau quả đã tiến hành khảo - 89

MỞ ĐẦU

Trong thời kỳ công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, ngành sản xuất vàkinh doanh hoá chất phát triển rất mạnh, đặc biệt là hoá chất dùng trong nôngnghiệp Hoá chất dùng trong nông nghiệp được sản xuất và sử dụng nhiều vì lợi íchkinh tế song do việc sử dụng không đúng kỹ thuật, không đảm bảo an toàn vệ sinh

lao động đã gây nên những ảnh hưởng bat lợi đến môi trường và sức khoẻ cộng

đồng nhiều khu vực Các van đề môi trường va sức khoẻ đã được Dang và Nha

nước ta đặt thành vấn đề hết sức cụ thê trên cơ sở nhiều dự luật và nghị quyết Hệ

thống chính sách, thể chế đã từng bước được hoàn thiện, phục vụ ngày càng có hiệuquả cho công tác bảo vệ sức khoẻ, cải thiện môi trường sống của cộng đồng Nhận

thức về nâng cao sức khoẻ, bảo vệ môi trường sống trong các cấp, các ngành và

cộng đồng nông nghiệp ngày càng tiến bộ hơn.

Tuy nhiên môi trường sống đặc biệt là môi trường nông nghiệp, nông thônvẫn còn đang là một vấn đề bức xúc bởi rất nhiều nguyên nhân trong đó có khối

lượng lớn hoá chất dùng làm phân bón và hóa chất bảo vệ thực vật thải ra đồng

ruộng, thậm chí cả các khu vực dân cư sinh song Héa chat bao vé thuc vat duoc coi

là một vũ khí có hiệu quả của con người trong việc phòng chống dich hai, bảo vệ

cây trồng Bên cạnh ưu điểm là bảo vệ năng suất cây trồng, thuốc bảo vệ thực vậtcòn gây ra nhiều tác tác hại khác như làm ô nhiễm môi trường, gây độc cho người

và gia súc, tăng chi phi sản xuất, và nhất là dé lại tồn dư trong nông sản gây ảnhhưởng đến chất lượng nông sản và sức khỏe người tiêu dùng Tác động tiêu cực củathuốc bảo vệ thực vật càng trở nên nghiêm trọng khi con người sử dụng không đúngcách và quá lạm dụng vào thuốc

Hóa chất bảo vệ thực vật có nhiều nhóm hóa chất khác nhau, trong đó có bốnnhóm chính là: phốt pho hữu co, clo hữu cơ, carbamat va pyrethroid Nhóm clo hữu

cơ đã bị cam sử dụng, nhóm pyrethroid vẫn đang được sử dụng nhưng độc tinhthấp, ít có khả năng gây nhiễm độc cho người sử dụng Còn lại 2 nhóm: lân hữu cơ

và carbamat đang được dùng rộng rãi trong nông nghiệp, có độc tính cao và là

nguyên nhân chính của phần lớn các vụ ngộ độc do ăn rau quả nhiễm hóa chất bảo

vệ thực vật ở nước ta hiện nay.

Với những lý do trên, chúng tôi đã lựa chọn đề tài: “Xác định hợp chất thuốctrừ sâu cơ phốt pho (OP) trong rau quả bằng phương pháp sắc ký khí ghép noi khốiphổ (GC/MS) ”

Mục tiêu thực hiện đề tài luận văn là:

1 Xây dựng phương pháp xác định du lượng thuốc trừ sâu cơ phốt pho trong

rau quả, bao gồm:

> Khảo sát các điều kiện tách chiết mẫu và phân tích

> Thâm định phương pháp đã xây dựng

2 Áp dụng phương pháp để khảo sát, xác định dư lượng thuốc trừ sâu cơ

phôt pho trên một sô mẫu rau, quả trên địa bàn Hà Nội.

Chương 1: TONG QUAN

1.1 Hoá chất bảo vệ thực vật và tình hình sử dụng hóa chất BVTV

1.1.1 Định nghĩa

Hóa chất bảo vệ thực vật là những chất hoặc hợp chất độc có nguồn sốc tự

nhiên hoặc tổng hợp hóa học dùng để phòng, trừ (diệt) các sinh vật gây hại tài

nguyên thực vật, các chế phẩm có tác dụng điều hòa sinh trưởng thực vật, các chế

phẩm có tác dụng xua đuổi các loại sinh vật gây hại cây trồng và nông sản

[6],[9],[15],[21].

1.1.2 Phan loai

Hóa chất BVTV được sử dung rộng rãi trên thé giới từ giữa thé ky 20 Theo tàiliệu biên soạn năm 2003 của Hội Bảo vệ thực vật Anh, có khoảng 860 hoạt chất

được sử dụng trong các sản phẩm hóa chất BVTV [6],[9]

Để thuận tiện trong quá trình sử dung cũng như công tác quan lý hóa chất

BVTV, người ta thường phân loại chúng thành các nhóm khác nhau Tuy theo mục

đích, người ta phân loại theo tác dụng hoặc theo cau trúc hoá học của hoạt chat

1.1.2.1 Phân loại theo đối tượng phòng trừ [15],[44]

Dựa vào đặc tính tiêu diệt dich hại của thuốc dé chia thành:

- Thuốc trừ sâu (insectiside): ding dé trừ côn trùng gây hại Một số loại thuốc

trừ sâu còn có tác dụng trừ nhện hại cây trồng Thuốc trừ sâu xâm nhập vào cơ thé

côn trùng qua vỏ cơ thé, qua đường tiêu hóa và qua đường hô hap

- Thuốc trừ bệnh: là những thuốc phòng trừ các loại vi sinh vật gây bệnh chocây (nam, vi khuẩn) Các thuốc trừ bệnh cho cây nói chung ít độc hơn so với thuốctrừ sâu và ngày càng được sử dụng nhiêu

- Thuốc trừ chuột: là những thuốc phòng trừ chuột và các loài găm nhắm khác

Các loại thuốc này rất có hại cho sức khỏe con người và gia súc

- Thuốc trừ nhện: là những loại thuốc chuyên phòng trừ các loại nhện hại câytrồng

- Thuốc trừ cỏ: là những thuốc phòng trừ các loại thực vật, rong tảo mọc lẫn ví

cây trông, làm cản trở đên sự sinh trưởng của cây trông Thuôc trừ cỏ ít độc hơn

thuốc trừ sâu nhưng lại rất dé gây hại cây trồng

1.1.2.2 Phân loại theo con đường xâm nhập

Dựa theo con đường xâm nhập, thuốc BVTV có thé chia thành [15].[21]:

- Thuốc có dạng tiếp xúc: là thuốc có thé gây độc cho cơ thể sinh vật khichúng xâm nhập qua biéu bì Các thuốc tiếp xúc còn được gọi là thuốc ngoại tác

động.

- Thuốc có tác dụng vị độc: là những thuốc có tác động đường ruột hay thuốc

nội tác động, gây độc cho cơ thể sinh vật khi chúng xâm nhập qua con đường tiêuhóa Những thuốc có tác động vị độc thường được dùng dé trừ các loài động vật

- Thuốc có tác dụng xông hơi: là các loại thuốc có khả năng biến thành hơi,

đầu độc bầu không khí bao quanh sâu bệnh và xâm nhập vào cơ thể sinh vật qua

đường hô hấp

- Thuốc nội hấp: là các loại thuốc có khả năng xâm nhập vào cây qua thân, láhoặc qua rễ và di chuyền được trong cây trồng

- Thuốc có tác dụng thấm sâu: là thuốc có khả năng xâm nhập qua tế bào biểu

bì lá cây và thâm sâu vào các lớp tê bào nhu mô.

1.1.2.3 Phân loại theo gốc hóa học [9],[15]

Dựa theo các nhóm hóa học ta có các nhóm sau:

a, Thuốc trừ sâu: có các nhóm chính là:

+ Nhóm thuốc thảo mộc: là những hoạt chất có trong thực vật, như cácnhóm Nicotin (trong cây thuốc lá và thuốc lào), Rotenone (trong rễ cây dây mật).Những chất này có tác động sinh học mạnh nhưng hiệu lực đối với sâu tương đốichậm, ít độc hại đối với con người và mau chóng phân hủy trong môi trường

+ Nhóm Clo hữu cơ: trong cấu trúc của những chất này có nhóm clo là

những dẫn xuất chlorobenzen (DDT), cychlohexan (BHC) Nhóm này có độ độc

cấp tính tương đối thấp nhưng tồn lưu trong cơ thé người, động vật và môi trườnggây độc mãn tính nên nhiều sản phẩm đã bị hạn chế và cắm sử dụng.

+ Nhóm Phét pho hữu cơ: độ độc cấp tính tương đối cao nhưng mau chóngphân hủy trong cơ thể người và môi trường hơn nhóm clo hữu cơ Ngoài tác độngtiếp xúc, vị độc, nhiều hợp chất còn có khả năng thấm sâu, nội hấp hoặc xông hơi.Một số loại thuốc loại đã bị cắm sử dụng như parathion

+ Nhóm Cacbamat: là những dẫn xuất của axit cacbamic những chất này có

độ độc cấp tính tương đối cao, khả năng phân hủy tương tự nhóm phốt pho hữu cơ

+ Nhóm Pyrethroide (cúc tổng hợp): là nhóm thuốc trừ sâu có cau tạo cóchất pyrethrin có trong cây cúc sát trùng (Pyrethrun) Những chất loại này rất dễbay hơi và phân hủy nhanh trong cơ thé con người và môi trường nên thường dùng

dé trừ sâu bọ cho rau, cây ăn qua

+ Các hóa chất điều hòa sinh trưởng côn trùng: là những chất làm rối loạnquá trình sinh trưởng, phát triển của côn trùng

+ Nhóm thuốc vi sinh: là các thuốc có chứa các loại vi sinh vật (thường là

nắm, vi khuẩn và một số ít virus) Về nắm phổ biến hiện nay có các loài

Metarhizium và Beauveria Vi khuân chủ yếu là các loài Bacillusthuringiens Cácloại này gây bệnh cho sâu, làm cho sâu chết

b, Thuốc trừ bệnh: gồm hai nhóm lớn là nhóm vô cơ và nhóm hữu cơ:

+ Nhóm thuốc vô cơ: chủ yếu là các nhóm hóa học Tác động chủ yếu củanhóm này là tiếp xúc, phổ tác dụng rộng, một số trừ vi khuan (đồng, thủy ngân), trừnhện (lưu huỳnh) Nhóm thuốc loại này có độ độc cấp tính thấp nhưng chậm phânhủy trong môi trường và cơ thể con người Một số loại đã bị cắm sử dụng trong

+ Nhóm hữu cơ: có nhiều nhóm hóa học như nhóm acetamid, nhóm

carbamate, nhóm Phospho hữu cơ, nhóm clo hữu co

d, Thuốc trừ chuột:

+ Nhóm thảo mộc: cây mã tiền, cây hành biển+ Nhóm vô cơ: điên hình là chất asen, kẽm phosphua+ Nhóm hữu cơ: chủ yếu là dẫn xuất của Hydroxy coumrin (như Wafazin,

Brodifacoum ) Các chất trong nhóm này tác động với chuột tương đối chậmnhưng it gây tính nhờn ba.

1.1.3 Tình hình sử dụng hóa chất BVTV [1]I2][5][9]

1.1.3.1 Sơ lược lịch sử phát minh và sử dụng hóa chất BVTV

Lịch sử phát minh và sử dụng hóa chất BVTV có thể chia làm 4 giai đoạn

chính:

* Giai đoạn I (trước năm 1940): chủ yếu sử dụng các hợp chất vô cơ, như

dùng thạch tím làm thuốc trừ sâu và diệt chuột; dùng đồng, lưu huỳnh, thủy ngân đểtrừ nắm bệnh [9],[15] Các chất này có độ độc cao và tồn lưu tương đối lâu trong

môi trường.

* Giai đoạn 2 (1946 đến 1960): đã phát minh ra hàng loạt các hợp chất hữu cơnhư OP, OC và carbamat, có thể được coi là thời kỳ cách mạng trong sản xuất và sử

dụng hóa chat BVTV Đáng chú ý nhất là phát minh ra thuốc trừ sâu DDT [49],[58]

DDT được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp sau đại chiến thế giới thứ II ở cácnước phát triển Các hóa chất sử dụng trong giai đoạn này được gọi chung là hóachất BVTV thế hệ 1 Nhiều hóa chất BVTV trong thời kỳ này để lại những hậu quả

to lớn cho nhân loại, đặc biệt là thảm họa sử dung DDT, chất diệt co 2,4,5 T (sau

này được dùng làm chat độc hóa học trong chiến tranh) va methyl thủy ngân gây ra

* Giai đoạn 3 (1960 đến 1980): Phát minh ra các nhóm PY, các thuốc trừ

bệnh, trừ cỏ hữu cơ, thuốc trừ sâu, thuốc trừ bệnh có nguồn sốc sinh học và các chấtđiều hòa sinh trưởng thực vật Khái niệm phòng trừ dịch hại tổng hợp được nêu ratrong thời kỳ này Trong giai đoạn này, hóa chat BVTV co Clo thế hệ 1 bắt đầu bị

cam sử dụng ở một số nước phát triển, DDT bị cắm sử dụng trong nông nghiệp tai

Mỹ và rút đăng ký ngày 01/01/1973 và bi cấm sử dụng trên toàn nước Mỹ năm

1976 Tuy nhiên các chất như DDT, Lindan vẫn được sử dụng ở các nước phát triển

trong đó có Việt Nam.

* Giai đoạn 4 (1980 đến nay): phát minh ra nhiều loại hóa chất BVTV cónguồn gốc sinh học và nguồn gốc mới Ngoài hiệu quả phòng trừ dịch hại, tính antoàn của hóa chất BVTV ngày càng được chú ý nhiều hơn Hầu như toàn bộ hóa

chất BVTV nhóm clo hữu cơ độc hại bị cắm sử dụng ở các quốc gia trên thé giới và

ở Việt Nam Nhiều OP có độ độc cao cũng bị cấm sử dụng Tuy nhiên, do trước đósản xuất với số lượng quá nhiều, chúng vẫn bị lạm dụng và không thể kiểm soátđược ở nhiều nước đang phát triển như Ấn Độ, Trung Quốc và Việt Nam [1][5]

1.1.3.2 Tình hình sử dụng hóa chất BVTV hiện nay [2][5][9]

Trên thé giới: theo thống kê của WHO, năm 1998 toàn thé giới sử dụng 6 triệu

tấn hoạt chất thuốc BVTV Mỗi năm tăng bình quân 5 - 7%, trong đó hóa chất

BVTV diệt côn trùng được sử dụng nhiều nhất Cho đến năm 2002, đã có khoảng

1400 hoạt chất thuốc diệt côn trùng đã được đăng ký

Ở Việt Nam: Việt Nam là nước sử dụng nhiều hóa chất BVTV xu hướng sửdụng ngày càng tăng ké cả về số lượng cũng như chủng loại, cụ thé:

- Từ năm 1986 đến 1990: nhập và sử dụng khoảng 13000 đến 15000 tấn hóa

chất BVTV

- Từ năm 1991 đến nay: nhập và sử dụng 20000 đến 30000 tấn hóa chấtBVTV mỗi năm Đó là chưa kể nhập lậu theo con đường tiểu ngạch, chủ yếu từTrung Quốc ước tính chiếm khoảng 30% số lượng nhập chính ngạch với các thànhphần độc hại và không ghi rõ nhãn mác

- Trong những năm gần đây, nông dân vẫn sử dụng trái phép một số thuốcBVTV đã bị cấm như methyl parathion (tên thương mại Wofatox),

methamindophos (tên thương mai Monitor).

- Riêng DDT vẫn được phép sử dụng tại Việt Nam trong nghành y tế để phòngchống bệnh sốt rét cho đến năm 1995

Danh mục hóa chất BVTV hạn chế và cắm sử dụng tại Việt Nam đã ban hànhkèm theo Thông tư số 38/2010/TT-BNNPTNT ngày 28 tháng 6 năm 2010 của BộNông nghiệp và Phát triển nông thôn bao gồm:

Danh mục thuốc bảo vệ thực vật hạn chế sử dụng ở Việt Nam:

* Thuốc sử dụng trong Nông nghiệp

- Thuốc trừ sâu: 5 hoạt chất với 10 tên thương phâm

- Thuốc trừ chuột: 1 hoạt chất với 3 tên thương phẩm

* Thuốc trừ mối: 2 hoạt chất với 2 tên thương phẩm

* Thuốc bảo quản lâm sản: 5 hoạt chất với 5 tên thương phâm

* Thuốc khử trùng kho: 3 hoạt chất với 9 tên thương phẩmDanh mục thuốc bảo vệ thực vật cắm sử dụng ở Việt Nam:

* Thuốc trừ sâu, thuốc bảo quản lâm sản: 21 hoạt chất

* Thuốc trừ bệnh: 6 hoạt chất

* Thuốc trừ chuột: 1 hoạt chất

* Thuốc trừ cỏ: | hoạt chat

Nhưng các loại thuốc nêu trên vẫn tiếp tục được sử dụng ở nơi này hoặc nơi

khác do:

Gia tăng sử dụng hóa chất BVTV: Theo Tomlin [65], nếu không sử dụng hóa

chất BVTV thì loài người cần đến 3 lần diện tích trồng cây như hiện nay Vì vậy,hóa chất BVTV cùng với phân bón hóa học là những phát minh quan trọng nhằmdam bảo an ninh lương thực cho loài người Tuy nhiên, mặt trái của hóa chất BVTV

là rất độc hại cho sức khỏe con người và có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường cao,

Ngoài ra, khi phun hóa chất BVTV thì có tới 50% lượng thuốc rơi vào đất và khi đóchúng sẽ bị biến đổi, phân tán theo nhiều con đường khác nhau gây ô nhiễm môitrường đất và nước

Hiện nay, nước ta chưa sản xuất được nguyên liệu hóa chất BVTV mà phảinhập khâu dé gia công hoặc nhập khâu thuốc thành phâm bao gói lớn dé sang chai,

đóng gói nhỏ tại các nhà máy trong nước So với năm 1995, tổng lượng thuốc sử

dụng hang năm tăng từ 1,2 - 1,5 lần (bảng 1.1)

Bảng 1.1 Lượng hóa chất BVTV nhập khâu vào Việt NamTổng khôi Thuốc trừ sâu Thuốc trừ bệnh Thuộc trừ cỏ

Nguồn: Cục Bao vệ Thực vat[5]

1.2 Ảnh hưởng của hóa chất BVTV đến môi trường và sức khỏe con người

1.2.1 Ảnh hưởng của hóa chất BVTV đến môi trường và hệ sinh thái

1.2.1.1 Sự tích tụ của hóa chất BVTV trong môi trường và hệ sinh thái[13][16][24]

Phân bố và lưu chuyên thuốc BVTV trong môi trường: thuốc BVTV mangtính độc đối với sinh vật và có khả năng vận chuyên, tồn dư, cho nên chúng ảnh

hưởng rất lớn đến môi trường sông và hệ sinh thái Khi phun thuốc cho cây trồng có

tới trên 50% lượng thuốc rơi xuống đất, chưa ké đến biện pháp bón thuốc trực tiếpvào đất Người ta cũng ước tính có 90% lượng thuốc sử dụng không tham gia vàodiệt sâu bệnh mà gây nhiễm độc cho dat, nước, không khí và nông sản Ở trong dat,một phần thuốc được cây hấp thụ, phần còn lại được keo đất giữ lại Sau đó sẽ phântán, biến đổi và phân giải theo nhiều con đường khác nhau qua các hoạt động sinhhọc của đất và qua tác động hóa lý Thuốc BVTV bị rửa trôi gây ô nhiễm các nguồn

nước Do có kha năng hòa tan cao trong lipid, thuốc BVTV đã được tìm thấy trong

mô mỡ động vật, chúng được lôi cuốn vào chuỗi thức ăn trong các hệ sinh thái Một

số nước trước đây dùng nhiều thuốc DDT có hiện tượng DDT xâm nhập vào chutrình trao đổi chất trong tự nhiên Mức độ tồn lưu của một hóa chất BVTV trong

môi trường thường được dựa vào thời gian bán hủy Do (ngày) cua nó trong môitrường, chất nào có DTso càng lớn thì nguy cơ gây ô nhiễm môi trường càng cao

[13],[16],[26].

1.2.1.2 Anh hưởng tới các sinh vật khác

Tính độc với cá, ong mật và chim; ảnh hưởng tới thiên địch: hầu hết các loạithuốc BVTV đều độc đối với cá, ong mật và chim ở mức độ khác nhau Độ độc đốivới cá được biéu thị bằng LDso (96 giờ đối với cá hồi hoa) là nồng độ gây chết 50%

số cá sau 96 giờ thí nghiệm Các thuốc BVTV có LDao < 0,01 mg/1 nước đều có tính

độc hại đối với tôm, cá và nguồn lợi thủy sản Thiên địch giữ vai trò quan trọngtrong việc khống chế sự phát triển của dịch hại, được coi là những sinh vật có ích

cần được bảo vệ Các thuốc diệt côn trùng nói chung đều độc hại đối với các loài

thiên địch [26],[48],[49].

1.2.2 Anh hưởng của hóa chất BVTV đến sức khỏe con người [7][28][30][55]

Hầu hết hóa chất bảo vệ thực vật đều độc với con người và động vật máu nóng

ở các mức độ khác nhau Theo đặc tính hóa chất bảo vệ thực vật được chia làm hai

loại: chất độc cấp tinh và chất độc mãn tính [28],[30]

- Chất độc cấp tính: Mức độ gây độc phụ thuộc vào lượng thuốc xâm nhậpvào cơ thé Ở dưới liều gây chết, chúng không đủ khả năng gây tử vong, dan dan bị

phân giải và bài tiết ra ngoài Loại này bao gồm các hợp chất Pyrethroid, những hợpchất Phốt pho hữu cơ, Cacbamat, thuốc có nguồn gốc sinh vật.

- Chất độc mãn tính: Có khả năng tích luỹ lâu dài trong cơ thể vì chúng rấtbên, khó bị phân giải và bài tiết ra ngoài Thuốc loại này gồm nhiều hợp chất chứaClo hữu cơ, chứa Thạch tín (Asen), Chì, Thuỷ ngân; đây là những loại rất nguyhiểm cho sức khoẻ

Các yếu tố quyết định mức độ độc hại của hóa chất BVTV phụ thuộc vào độ

độc hại của thuốc, tính mẫn cảm của từng người, thời gian tiếp xúc và con đườngxâm nhập vào cơ thé Có 3 con đường xâm nhập vào cơ thé con người:

- Đường hô hấp: Hít thở thuốc ở dạng khí, hơi bay bụi

- Hấp thụ qua da: khi thuốc dính bám vào da

- Đường tiêu hóa: do ăn uống phải thực ăn nhiễm thuốc BVTV

Con người tiếp xúc với hóa chất BVTV trong lao động, sản xuất, cất giữ,nhằm lẫn và thông qua dat, nước, thực phâm, không khí Hóa chất BVTV có thé gây

rác các tác hại sau:

- Ngộ độc do tiếp xúc trực tiếp, tự tử, uống nhằm

- Ngộ độc do ăn nhằm các loại rau, quả có chứa nhiều thuốc trừ sâu

- Gây ảnh hưởng di truyền (quái thai, vô sinh )

- Ô nhiễm nguồn nước, đất và không khí

- Tiêu diệt các loài côn trùng có lợi cho môi trường.

Những ảnh hưởng của hóa chất BVTV có thể là cấp tính hoặc mãn tính tùy

thuộc vào nồng độ và thời gian tiếp xúc Hóa chất BVTV cũng gây ra những phản

ứng khác nhau Theo tính chất tác động của hóa chất BVTV trên cơ thể con người,

có thê phân loại theo các nhóm sau đây:

- Kích thích gây khó chịu

- Gây di ứng, gây ngạt, gây ung thư

- Gây mê và gây tê, hư bảo thai

- Tác động đến hệ thống các cơ quan chức năng

- Ảnh hưởng đến các thế hệ tương lai (đột bién gen)

- Bệnh bụi phổiHóa chất bảo vệ thực vật có thể thâm nhập vào cơ thể con người và động vậtqua nhiều con đường khác nhau; thông thường qua 03 đường chính: hô hấp, tiêuhoá và tiếp XÚC trực tiếp Khi tiếp xúc với hóa chất bảo vệ thực vật, con người cóthé bị nhiễm độc cấp tính hoặc mãn tính, tùy thuộc vào phạm vi ảnh hưởng củathuốc.

* Nhiễm độc cấp tính: là nhiễm độc tức thời khi một lượng đủ lớn hoá chất

bảo vệ thực vật thâm nhập vào cơ thể Những triệu chứng nhiễm độc tăng tỉ lệ vớiviệc tiếp xúc và trong một số trường hợp nặng có thể dẫn tới tử vong Biểu hiệnbệnh lý của nhiễm độc cấp tính: mệt mỏi, ngứa da, đau đầu, lợm giọng, buồn nôn,hoa mắt chóng mặt, khô hong, mat ngủ, tăng tiết nước bọt, yếu cơ, chảy nước mắt,

say thai, nếu nặng có thé gây tử vong

* Nhiễm độc mãn tính: Là nhiễm độc gây ra do tích luỹ dần dần trong cơ thể.Thông thường, không có triệu chứng nào xuất hiện ngay trong mỗi lần nhiễm Saumột thời gian dài, một lượng chất độc lớn tích tụ trong cơ thể sẽ gây ra các triệuchứng lâm sàng Biểu hiện bệnh lý của nhiễm độc mãn tính: kích thích các tế bàoung thư phát triển, gây đẻ non, quái thai, di dạng, suy giảm trí nhớ và khả năng tập

trung, suy nhược nghiêm trọng, ảnh hưởng đến hệ thần kinh, gây tốn hại cho gan,thận và não.

1.2.3 Tình hình ngộ độc hóa chất bảo vệ thực vật

- Theo thống kê của Tổ chức Lao động Quốc tế ILO [46],[47] trên thế gidi,hàng năm có trên 40000 người chết vì ngộ độc rau trên tổng số 2 triệu người ngộ

độc Tại Việt Nam, con số người bị ngộ độc cũng không nhỏ Từ năm 1993 - 1998,

hàng chục ngàn người bị nhiễm độc do ăn phải rau quả còn dư lượng thuốc trừ sâu.

Nang nhất ở Đồng bang sông Cửu Long, năm 1995 có 13000 người nhiễm độc,

phạm vi toàn cầu, nhưng hiện có đến 1,3 tỷ lao động trong ngành nông nghiệp và cóthé hang triệu ca nhiễm độc hóa chat bảo vệ thực vật vẫn đang xảy ra hàng năm [2].

Năm 2000, Bộ y tế Braxin ước tính trong một năm nước này có 300000 canhiễm độc và 5000 ca tử vong do hóa chất bảo vệ thực vật Trong một nghiên cứu ởInđônêxia, 21% trong số các ca liên quan đến hóa chất bảo vệ thực vật có nhữngdấu hiệu hay triệu chứng về tâm thần, hô hấp và tiêu hoá Trong một cuộc khảo sát

của Liên hợp quốc, 88% nông dân Campuchia sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật đã

từng có triệu chứng nhiễm độc [4].

1.2.4 Tình hình tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật trong rau quả [5][7][8][9]

- Theo báo cáo của Cục Bảo vệ thực vật, có 23% số hộ nông dân vi phạm quyđịnh về sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, dẫn đến tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật trên

nông sản Một số loại thuốc trừ sâu độc hại đã bị cắm sử dụng nhưng hiện vẫn cónhiều người tìm cách đưa về nông thôn Số mẫu rau, quả tươi có dư lượng hóa chấtbảo vệ thực vật chiếm từ 30 - 60%, trong đó số mẫu rau, quả có dư lượng hóa chất

bảo vệ thực vật vượt quá giới hạn cho phép chiếm từ 4-16%, một số hóa chất bảo vệthực vật bị cắm sử dụng như Methamidophos vẫn còn dư lượng trong rau [7]

- Trong năm 2006, Chi cục bảo vệ thực vật TP Hồ Chí Minh đã kiểm tra 790

mẫu của 52 đơn vị kinh doanh rau an toàn trên địa bàn thành phó, phát hiện 26 mẫu

có dư lượng thuốc trừ sâu, chiếm tỷ lệ 3,29% Nắm rơm Trà Vinh, cần tây, cải thìa,

xà lách xong, rau ngót, bông cải xanh (súp lơ), rau dén, cần là những loại rau ăn lá

có tỷ lệ dư lượng thuốc trừ sâu cao (3,94%) Đặc biệt là tình trạng vượt nhiễm thuốctrừ sâu đối với các loại rau củ quả, trái cây nhập khẩu từ Trung Quốc Kết quả kiểmtra của Chi cục bảo vệ thực vật TP.HCM cho thấy, có 5 trong tổng số 26 mẫu hàng

Trung Quốc được kiểm tra có kết quả lượng thuốc trừ sâu tồn dư cao, chiếm tỷ lệđến 19,23% [46]

- Đầu năm 2009, Cục Bảo vệ thực vật đã lay 25 mẫu rau va năm mẫu quả tạicác tỉnh phía Bắc (TP Ha Nội và tinh Vĩnh Phúc) để kiểm định Kết quả có 11 mẫu

rau có dư lượng thuốc bảo vệ thực vat ở mức độ khác nhau Ở các tỉnh phía Nam,

11

trên 35 mẫu rau và 5 mẫu qua lay ở TP Hồ Chí Minh, Binh Dương, Tiền Giang, kếtquả trên 50% mẫu có dư lượng thuốc bảo vệ thực vật ở mức độ khác nhau [11].

- Tại TP Hồ Chí Minh, trong sáu tháng đầu năm 2009, qua kiểm nghiệm hơn

2200 mẫu rau, quả tại ba chợ đầu mối (Bình Điền, Hóc Môn, Thủ Đức), phát hiện

50 mẫu dương tính (tỷ lệ 2,4%), cao hơn so với cùng kỳ năm 2008 là 1,3% Còn tạiBinh Duong, phân tích gần 310 mẫu rau lay ở các chợ, vùng sản xuất, bếp ăn tập

thể trong tám tháng đầu năm 2009 có gần 80 mẫu có dư lượng thuốc bảo vệ thựcvật.

- Trên thế gidi, tại Ấn Độ, Cuộc điều tra được Bộ Nông nghiệp Ấn Độ tiếnhành trong một năm từ tháng 11 năm 2007 đến tháng 10 năm 2008 trên toàn đấtnước An Độ Kết quả là 18% rau và 12% hoa quả nội địa và nhập khẩu của An Độ

đều có dư lượng thuốc trừ sâu, ké cả những loại thuốc trừ sâu bị cấm, trong đó 4%

lượng rau và 2% lượng hoa quả có dư lượng thuốc trừ sâu cao hơn mức cho phép.Khoảng 18% (664 mẫu) trong tổng số 3648 mẫu rau như mướp tây, cà chua, bắp cải

và súp lơ đều có dư lượng thuốc trừ sâu Các loại rau như bắp cải, súp lơ và cà chua

có du lượng thuốc trừ sâu lớn nhất Các loại thuốc trừ sâu tim thấy trong các loại

quả chủ yếu là chlorpyriphos, monocrotophos, profenophos và cypermethrin [4]

1.2.5 Tác hại của hóa chất BVTV cơ Photpho và giới thiệu một số loại hóa chất

BVTV cơ Photpho thường dùng

1.2.5.1 Tác hại chung của hóa chat BVTV cơ Photpho [9],[10],[28]

Hóa chat BVTV nhóm Photpho được dùng rộng rãi và phô biến nhất trong cácloại hóa chất BVTV Các loại thuốc trừ sâu thường sử dụng là Wofatox (Metyl

parathion), thiophot (parathion), diazinon (basudin), metamidophot (tamaron, monitor), clorophot (diphterex), malathion (cacbophot), systoc (mecatophot)

a) Tat cả các hóa chất BVTV nhóm Photpho hữu co đều có công thức dang[27][34]

RL 8)

xế ga -X

Ở đây R là gốc alkyl, X là gốc hữu cơ Tùy theo oxi hay lưu huỳnh chiếm vịtrí 1 hoặc 2 mà người ta phải phân ra mấy loại như sau:

b) Nói chung trong các hợp chất cơ phốt pho khi S thay thé O thì ít độc hơn

Từ năm 1938 đến nay người ta đã tổng hợp được khoảng 50000 hợp chất cophotpho, có khoảng 50 chất được dùng làm hóa chất BVTV [28],[46]

13

c) Về hoạt tính sinh học, các hợp chất cơ photpho đều rất độc đối với người và

động vật máu nóng [28],[46].

d) Tính chất chung của hóa chất BVTV nhóm photpho hữu cơ [28],[46]

- Các hợp chất cơ photpho đều có áp suất hơi cao, dé bay hơi là những chatđộc đường hô hấp Chúng dễ hòa tan trong các dung môi hữu cơ và dầu mỡ, dễphân hủy nên khó thu hồi được chính phẩm ban dau

- Đặc điểm chung về hóa học của các hợp chất cơ photpho là dé bị thủy phân

OR O(®) OR O(S) OR

A as a

P< +OH > q2 Ny => OH SP=—=o + XOH

OR OX on

Tác nhân thủy phân đến gần chất phản ứng và tấn công vào nguyên tử

photpho Bước (I) xảy ra chậm hơn, bước (II) xảy ra nhanh hơn, tạo thành este đơn giản hơn của axit photphoric.

- Tính chất quan trọng thứ hai là phản ứng hoạt hóa nhân photpho Phản ứngxảy ra thường tạo thành chất ức chế enzym cholinesteraza mạnh hơn, phần lớnchuyên nhóm P=S thành nhóm P=S

Ss fe)

Han Tnhh.

+ O; + HO —> + H;SO¿

- Đi đôi với phản ứng hoạt hóa là phản ứng phân hủy Các hợp chất cơ

photpho chuyên hóa thành dẫn xuất trung gian kém độc hơn là chất chính phẩm

Đặc điểm này có thé tìm thấy ở dimetoat

on,c — ` Axit O,O - dimetyl dithiophotphoryl axetic

Axit O,O - đimetyl dithiophotphoryl axetic kém độc hon dimethoat đến 3400 lần.

14

* Đường xâm nhập của hóa chất BVTV nhóm cơ phoípho vào cơ thể:

Hóa chất BVTV nhóm cơ photpho xâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp,tiêu hóa, da Sự hấp thu các hợp chất cơ photpho ở niêm mạc đường tiêu hóa diễn rarất nhanh, chỉ sau vài phút đã xuất hiện các dấu hiệu nhiễm độc Quá trình hấp thụqua da chậm hơn khoảng sau 2 giờ mới bắt đầu có các dấu hiệu của sự ức chế enzimcholinesteraza, những dấu hiệu này kéo dài 2 ngày

* Chuyển hóa của hóa chất BVTV nhóm cơ photpho trong cơ thể

- Hóa chất BVTV nhóm cơ photpho dễ tan trong lipit Chúng được hấp thụnhanh chóng vào máu, các dịch thé của tô chức và dat được nồng độ cao trong cácsynap thần kinh trung ương và ngoại vi [46][55] Hóa chất BVTV nhóm cơ photpho

và các sản phẩm chuyền hóa của nó tập trung cao nhất ở gan và được thải trừ trừtheo đường tiết niệu

- Hóa chất BVTV cơ photpho có thé phân hủy thành những chat ít độc hơn,

những chất này có thê hòa tan vào trong nước và thải trừ qua đường tiết niệu

- Hóa chất BVTV cơ photpho chuyển hóa thành dạng khác, độc hơn, ức chếenzim cholinesteraza mạnh hơn Quá trình oxi hóa các hợp chất cơ photpho được

thực hiện ở gan, tạo nên axit thiophotphoric và dithiophotphoric Ngoài ra còn có

quá trình thủy phân nhờ phản ứng photphataza, cacboxyleseraza, cacboxylamiraza

[46][49].

* Cơ chế nhiễm độc

- Hóa chất BVTV cơ photpho là chất độc đối với nhiều enzym Nhưng cơ chếnhiễm độc chủ yếu là do ức chế hoạt động của enzim cholinesteraza, gây tình trạngtích lũy nhiều chất axetylcholin dẫn đến những rối loạn nghiêm trọng quá trình dẫn

truyền ở các synap thần kinh và hưng phấn quá mức độ hệ thống thần kinh trung

ương Vì vậy chúng được gọi là những chất độc thần kinh

- Bình thường enzim cholinesteraza tác dụng với axetylcholin Sau khi tác

dụng, enzim cholinesteraza được phục hồi nhờ phản ứng thủy phân của hợp chất

cholinesteraza - axetyl hóa.

15

- Trong trường hợp nhiễm độc hóa chất BVTV cơ phốt pho thì enzymcholinesteraza kết hợp với phân tử hóa chất trừ sâu cơ photpho tạo thành hợp chấtbền vững, khó thủy phân, kết quả là enzym cholinesteraza bị ức chế.

- Hóa chất BVTV cơ phốt pho được dùng dé: chống sâu bệnh cho các loại câycông nghiệp, cây ăn quả, rau, lúa màu, diệt cỏ dai, chống nam, làm rụng lá, diệt trừ

Tên hóa học: 0,0 - Dietyl-0-p-mitrophenyl photphothioat

Tên khác: Alkron, bladan, folidol, E605, etyl parathion, thiophot

Parathion là chất diệt côn trùng và sâu bọ Parathion là chất lỏng có màu nâu

sam, mùi giống như mùi tỏi, điểm sôi: 157-162°C/0,6 mmHg, áp suất hơi là 3,2.10

mmHg ở 30 °C Parathion dé tan trong các dung môi hữu cơ va dầu, ít tan trongnước.

- Cũng như các hóa chat BVTV cơ phốt pho, parathion dé bị thủy phân Tinhchất quan trọng thứ hai là phản ứng hoạt hóa nhân photpho, phản ứng xảy ra thường

tạo thành chất ức chế enzim cholinesteraza mạnh hơn Trong cơ thể parathionchuyền hóa thành paraoxon độc hơn parathion 1000 lần

- Parathion thuộc nhóm độc loại I Hợp chất này cực kỳ độc đối với động vật

có vú Parathion nhiễm độc qua đường hô hap, da, tiêu hóa Nó được chứng minh cótác hại mãn tính như gây các khối u trong thượng thận, chứng teo và thoái hóa các

võng mạc và sự thoái hóa của dây thần kinh hông Các tác giả đã kết luận rằng

parathion là chất gây khối u loại C, có khả năng gây ung thư trên người LDso là 13mg/kg, ADI: 0,005 mg/kg thé trọng

- Các đặc điểm về sinh ly và sinh hóa: Parathion là chất diệt côn trùng.Parathion tác động lên người bằng cách gây ức chế không hồi phục enzim

16

cholinesteraza, gây tích lũy axetylcholin Sự nhiễm độc làm giảm chức năng của hệthần kinh trung ương.

b, Methyl parathion [46]

CTCT: CạH¡oNO;PS, M = 263,2 Tén hóa học: 0-0-dimethyl 0,4-nitrophenyl-photphothiat Tên khác: Parathion-methyl, metaphot, E601, folidol M, parataf, paratox, wofatox

Methyl parathion thuộc chat diệt côn tring Methyl parathion là chất long maunâu, mùi hắc khó chịu, tan nhiều trong các dung môi hữu co, rat ít tan trong nước

Methyl parathion có áp suất hơi là 0,14 mmHg tại 20°C

Methyl parathion tương đối bền trong môi trường axit, thủy phân nhanh trongmôi trường kiềm và trung tính, không ăn mòn kim loại

Methyl parathion bị phân giải chuyển hóa thành metyl paraoxon độc hơnnhiều và dé gây ô nhiễm nguồn nước ngầm

Methyl parathion thuộc nhóm độc loại Ia, LDso là 14 mg/kg, ADI là 0,02

mg/kg thé trọng Methyl parathion có độc tính cao với các loại động vật khôngxương sống và các loài chim Methyl parathion có tác động gây ức chế không hồi

phục enzim cholinesteraza làm ứ đọng axetylcholin, gây nhiễm độ thần kinh

Methyl parathion có khả năng gây ung thư, quái thai, tác hại tới sự phát triển củabào thai Tuy là hóa chất BVTV cơ photpho nhưng nó có thê tồn tại lâu trong đất tới

5 năm ở mức cao và 16 năm ở mức độ thấp Những chất thải này tồn lưu này rất

độc, có thể giết chết các loài chim, đàn ong Với người methyl parathion gây nhiễm

độc cấp tính hàng loạt, tác hại mãn tính đến sức khỏe Methyl parathion đã bị cam

sử dung ở nhiều nước Methyl parathion cũng bi hạn chế sử dung ở nước ta

HsC „Z le)

SHC SA,

Monitor là chất lỏng màu vàng nhạt, mùi rất khó chịu, bền trong môi trườngkhô, không bên trong môi trường nước, axit, kiềm và nhiệt độ cao (> 40°C), ăn mònsắt thép, hợp kim đồng

Monitor thuộc nhóm độc Ib, LDsp là 30 mg/kg, ADI là 0,004 mg/kg thé trọng.Monitor là chất độc than kinh, gây nhiễm độc cấp tính hàng loạt và tác hại mãn tính

đến sức khỏe giống như parathion và methyl parathion Ngày nay monitor đã bị cắm

dùng ở nhiều nước và bị hạn chế hạn sử dụng ở nước ta

Monitor được dùng để trừ rệp, trừ nhện cho rau và cây ăn quả, trừ sâu xám,

sâu xanh, sâu khoang, sâu tơ cho rau.

d, Chlorpyrifos Tên hoá học:

0,0 - diethyl 0 - (3,5,6 - trichloro - 2 - pyridinyl) phosphorothicate CTPT: CoH;¡CI:NO:PS

Nhóm độc: Nhóm II (WHO).

ADI: 0,01 mg/kg trọng lượng cơ thé/ ngày

RML (Chất tồn dư là Chlorpyrifos): Lúa 0,1; ngô 0,5; rau ăn lá 1,0; rau ăn quả

0,5; quả hạt cứng (nhãn, vải) và quả (táo, lê) 1,0; cam quýt 2,0; qua mong nước

(dứa, chuối) 1,0 ppm

Quan hệ sinh thái và môi trường:

Chlorpyrifos độc với chim: LDs9 đường miệng gà con 32 - 102 mg/kg, LCso (8

ngày) chim cút 423 mg/kg thức ăn Rất độc với cá: LCso (96 giờ) cá hồi 0,003 mg/l.Rất độc với ong: LDso (tiếp xúc) 0,059, đường miệng 0,250 kg/cá thé Daphnia

Lso (48 gid) 1,7 ug/] nước.

Trong động vật (qua đường miệng, với chuột cống, chó và các động vật có vúkhác) Chlorpyriphos bị chuyền hóa nhanh và chủ yếu thải ra đường nước tiêu

Đối với thực vật, Chlorpyriphos không có tính nội hấp, không bị rễ cây hấp

thụ.

18

Trong đất, Chlorpyriphos phân giải chậm, DTs) khoảng 60 - 120 ngày, sảnpham chuyền hóa 3,5,6-trichloropyridin-2-ol tiếp tục phân giải thành hợp chat clo

hữu cơ và khí CO¿.

Chlorpyrifos ức chế hoạt động của men Cholinesterase

Thuốc tác động tiếp xúc, vị độc và xông hơi Phổ tác dụng rộng Dùng trừnhiều loại sâu bộ cánh cứng, bộ 2 cánh, bộ cánh đều và bộ cánh vảy hại lúa, rau

màu, cây công nghiệp, cây ăn quả Cũng được dùng dé trừ mối mot trong kho tàng

và trừ côn trùng trong y tế, thú y

Thuốc độc trung bình với người và gia súc, gia cầm Rất độc với cá Rất độc

với ong Phân huỷ chậm trong môi trường.

Là thuốc trừ sâu tác động tiếp xúc, vị độc và xông hơi Dùng phòng trị các loài

sâu ăn lá, sâu đục thân và sâu chích hút Cũng được dùng dé xử lý đất, xử lý hạt

giống.

Trên lúa, trừ sâu cuốn lá, sâu đục thân; trên rau, trừ sâu tơ, sâu ăn lá, rép; trên

đậu xanh, đậu tương, trừ sâu xanh.

1.3 Các phương pháp phân tích dư lượng hóa chất BVTV

1.3.1 Phương pháp sắc ký khí (GC)

Là kỹ thuật chia tách trong đó các thành phần của mẫu phân tích phân bố giữa

hai pha: pha tĩnh với diện tích tiếp xúc rất lớn, pha động có bản chất khí thâm quapha tĩnh Các mẫu được làm bay hơi và được mang theo khí mang (pha động) đi quacột Mẫu được phân bồ trên pha tĩnh lỏng dựa vào độ hòa tan ở nhiệt độ nhất định.Các thành phần của mẫu được phân tách ra khỏi nhau dựa trên áp suất hơi tương đối

và ái lực khác nhau của chúng đối với pha tinh [25],[38],[45] Các loại detector sử

dụng cho phương pháp GC gồm có: TCD, NPD, ECD, FPD, MS

“ Các tác giả Ligang Wang, Yongchao Liang, Xin Jiang [51] đã tién hành xác

định 8 loại thuốc trừ sâu nhóm phốt pho hữu co trong rau bằng phương pháp sắc ký khí

với detector NPD Các chất OP được chiết ra khỏi mẫu bằng ethylacetat, ly tâm, lọcqua giấy lọc whatman; dịch lọc được cô quay để loại bớt dung môi đến 0,5ml rồi dem

19

đo Giới hạn phát hiện đối với các chất OP trong khoảng 0,001 đến 0,005 pg/ml, hiệusuất thu hồi đạt từ 83% đến 125%.

s* Các tác giả Xiaozhong Hu, Yu Jianxin, Yan Zhigang, Ni Lansun, Zhang

Yibin [66] đã tiến hành xác định da dư lượng thuốc trừ sâu trong nước táo bằngphương pháp sắc ký khí khối phố Mẫu nước táo được chiết bằng phương phápkhuếch tán trên nền pha ran diatomaceous (tảo cát) và rửa giải bằng dung môihexan:diclometan = 1:1 tốc độ 5ml/phút Phương pháp có độ thu hồi 70— 110% và

hệ số biến thiên từ 1,62 — 18,3% với khoảng nồng độ 0,01 — 0,2mg/kg

s* Các tác gia Conacher HB, Page BD, Lau BP, Lawrence JF, Bailey R,

Calway P, Hanchay JP, Mori B [34] đã tiến hành xác định ethylcarbamat trong đồuống bằng phương pháp sắc ký khí với detector bắt điện tử và sắc ký khí khối phổ.Các mẫu được pha loãng bằng ethanol 10% rồi được chiết bằng diclometan Dịch

chiết được đem cô đến gần cạn và đem đo Phương pháp này đã được đánh giá ở 5phòng thí nghiệm với 4 phòng sử dung detector ECD va 1 phòng sử dung detector

MS Giới hạn phát hiện của phương pháp thấp, khoảng 5ug/kg đối với detectorECD và 0,5ug/kg đối với detector MS

s* Các tác giả Masuru Kawasaki, Tsuyoshi Inoue, Katsuharu Fukuhara, Sadao

Uchiyama [54] đã tiến hành xác định thuốc trừ sâu carbamat trong thực phẩm bằng

phương pháp sắc ký khí khối phổ Phương pháp đã xác định đồng thời 29 loại thuốctrừ sâu trong một số thực phẩm như táo, khoai tây, gạo, chuối Mẫu được chiếtbằng aceton và được làm sạch bang 3 loại cột chiết pha răn khác nhau: cột

20

diatomaceous, cột diatomit kết hợp với cột C18, cột florisil Hiệu suất chiết các mẫuthực phẩm bằng 3 loại cột đều trên 80% Sau đó, mẫu được xác định bằng phươngpháp sắc ký khí khối phổ Chương trình chạy khối phổ được chia làm 7 cửa số thờigian lưu và mỗi cửa số có từ 10 — 15 mảnh ion con Giới hạn phát hiện của phươngpháp thấp từ 0,01 — 0,1ug/ml.

1.3.2 Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC)

s* Phương pháp này rất có hiệu quả trong việc tách các hợp chất có khối

lượng phân tử trung bình Trong phương pháp này, pha tĩnh có độ phân cực lớn hơn

pha động Pha tĩnh bao gồm silicagel trần, silica biến tính phân cực cùng các chấthap thụ ran khác như oxit nhôm, magie silicat Pha động là các dung môi phâncực trung bình, không phân cực, không nước vì chúng có khả năng hòa tan tốt cácchat phân tích Các detecto kết hợp với HPLC bao gồm: detecto UV-VIS, huỳnhquang, điện hóa, mảng diot quang hoặc kết hợp với khối phô [55]

s* Các tác gia Hans G.J.Mol, Ruud C.J Van Dam, Odile M.Steijger [43] đã

tién hành xác định các hop chat thuốc trừ sâu nhóm phốt pho phân cực bang phươngpháp LC/MS/MS Các chat cần phân tích được chiết với ethylacetat, ly tâm và đượclọc qua mang PTFE rồi tiễn hành xác định Hiệu suất thu hồi đạt 80% đến 105% với

RSD <11% Giới hạn định lượng 0,01mg/kg và giới hạn phát hiện khoảng 0,001đến 0,004mg/kg

s* Tác giả Min Liu, Yuki hashi, Yuanyuan Song và Jin-Ming Lin [56],[57]

đã tiến hành xác định đồng thời nhóm cacbamat và nhóm phốt pho hữu cơ trong rauquả bằng phương pháp LC/MS Các chất cần phân tích được chiết ra khỏi mẫu bằngacetonitril và làm sạch bang chat hấp phụ PSA Hiệu suất thu hồi nam trong khoảng

từ 80% đến 110% với RSD <8% Giới hạn định lượng khoảng từ 0,5 đến 35ug/kg

s* Tác giả Elvira Grou và cộng sự [36] đã xác định thuốc bảo vệ thực vật

carbamat trong đất và nước bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao sử dụng

detector UV ở bước sóng 254nm Các mẫu nước được chiết lỏng lỏng vớidiclometan, các mẫu đất được làm sạch băng cột florisil Dịch chiết được đem cô

21

quay đến cạn, hòa cặn bằng 1ml metanol và đem đo Giới hạn phát hiện của phươngpháp đối với mẫu nước từ 0,005 — 0,01 ug/g, đối với mẫu đất từ 0,05 - 0,lug/g.

1.3.3 Phương pháp điện di mao quản

Nguyên tắc: là dựa trên cơ sở tính chất điện di của các phần tử chất tan (cácion chất tan, chat phân tích) trong mao quản (đường kính 25 - 100 um ID) trên nềncủa dung dịch chất điện giải và có chất đệm pH thích hợp, dưới tác dụng của một từtrường điện E nhất định được cung cấp bởi một nguồn thế cao một chiều (V: 15 - 40kV) đặt vào hai đầu mao quản Nghĩa là CEC là kỹ thuật tách được thực hiện trongmao quản nhờ lực từ trường điện E điều khiển sự tách của các chất Việc dùng cộtmao quản có nhiều ưu việt, như tốn ít mẫu và các hoá chất khác phục vụ cho sự

tách, nhưng số đĩa hiệu dung Nes lớn, sự tách các chất xây ra nhanh và hiệu quả cao.

* Cơ chế điện di: Sự điện di của các phần tử chất tan (các ion) trong ống maoquản là cơ chế di chuyên khác nhau của chat tan (chất phân tích), dưới tác dụng củalực điện trường E nhất định và tính chất của dòng điện di thâm thấu (Electro-

Osmotic Flow: EOF), trong sự phụ thuộc vào điện tích và kích thước cua chúng.

Ki thuật điện di mao quản là một kĩ thuật mới được phát triển khoảng hơn 10năm trở lại đây Đây là một kĩ thuật có thời gian phân tích nhanh, tốn ít dung môi và

hóa chất Việc xác định các hóa chất bảo vệ thực vật bằng thiết bị này vẫn đang

được nghiên cứu và chưa có nhiều loại thuốc trừ sâu được xác định bằng phương

pháp này.

s* Cac tác giả Gordon Ross, Monika Dittmann Agilent Technologies,

Waldbronn, Germany, Thomas Adam thuộc dai hoc Mainz, Đức [40] đã tién hanhxác định các herbicides bằng phương pháp CEC Thiết bi sử dung của hãng Agilent

kết hợp với detecto mảng diot Các dung dịch đệm được lọc và làm khô trước khi sử

dụng Hình 1.1 mô tả cho quá trình tách của các loại thuốc diệt cỏ.

22

Hình 1.2 Sắc đồ của một số loại thuốc diệt cỏ tách bang CE

s* Các tác gia Gordon Ross, Kaho Minoura [41] đã tiến hành xác định cácchất diệt cỏ trên thiết bị CE/MS Kết quả cho thấy thiết bị tách nhanh và chính xáccác loại thuốc diệt cỏ (hình 1.2) Khảo nghiệm có khả năng tái cho Độ lặp lại rất tốtđối thời gian lưu là 0,14 đến 0,16% RSD và đối với diện tích pic là 4,2% đến 4,5%

RSD Khoảng tuyến tính từ 0 đến 10mg/ml với rˆ là 0,99928

s* Tac giả Xiaoping Wu và cộng sự [65] đã tách và xác định dư lượng

thuốc trừ sâu carbamat băng phương pháp điện di mao quản dang áp Cột mao quan

có đường kính 75um được nhồi hạt ODS 3um Pha động bao gồm 30% acetonitril

và 70% dung dịch đệm CH;COONH, 5mM (pH = 6,5) chứa ImM SDS và 0,01%

trietylamine (TEA) Tại các điều kiện tối ưu, 10 carbamat đã được tách nhanh trongvòng 20 phút Các mẫu rau được làm sạch qua SPE Phương pháp có giới hạn pháthiện từ 0,05 - 1,6mg/kg và hiệu suất thu hồi từ 51,3 - 109,2% với độ lệch chuẩnRSD < 11,4% Phương pháp đã được áp dụng để xác định 10 loại carbamat trongmột số loại rau

s* Các tác giả Yugui Tao, Yaoming Wang, Lianbin Ye, Hefei Li, Qiang

Wang (2008) [67] đã sử dụng phương pháp điện di mao quản và phương pháp tối

ưu hóa mặt mục tiêu để phát hiện đồng thời của omethoate và dichlorvos Kết quảcho thấy các điều kiện tối ưu cho omethoate và xác định dichlorvos là: pH 7.64;

nồng độ SDS 67,5mM, tách điện áp 19,0 KV

Khoảng tuyến tính định lượng 1,0-300 ng/mL omethoate và dichlorvos với hệ số

tương quan tương ứng là 0,9967 và 0,9965.

23

0012 0012

0010 010

0.008 0.008 0.006 0.006

¬ 0004 0004 —

=< n00z 0002 ®

o.000 fy" 0.000

0.002 0.002 0.004 0.004 -0.008 0.006

0.0 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Minutes

Hình 1.3 Sắc đồ của Omethoat và Dichlovos

Các giới hạn phát hiện là 0,046 ng/mL và 0,03 1ng/mL cho omethoate và dichlorvos,với độ lệch tiêu chuẩn tương đối 3,6% (RSD) Hiệu suất thu hồi của omethoate vàdichlorvos từ 94,1% đến 106,0% (Bảng 1.2)

Bảng 1.2 Hiệu suất thu hồi của Omethoate và Dichlorvos

Analytes Added Found Recovery R.S.D (%)

40 4.31 105.2 1.86

10.0 958 95.8 2.52

1.3.4 Phuong phap pho UV-VIS

Phương pháp phổ UV-VIS là một trong những phương pháp chính dé xác định

dư lượng thuốc trừ sâu Tuy nhiên phương pháp này đã không còn được sử dụngnhiều trong những năm gần đây Phương pháp này dựa trên nguyên tắc sự hấp thụcủa các chất Việc sử dụng phương pháp phổ UV-VIS dé xác định dư lượng thuốc

BVTV bị giới han bởi độ nhạy và độ chon lọc thấp.

s* Tác giả Turner [63] đã sử dụng 4-(4-nitro-benzyl)-pyridine dé làm thuốc

thử cho hầu hết các loại thuốc trừ sâu Tuy nhiên độ nhạy của phương pháp thấp cỡmicrogam.

“* Các tác gia Sunitha B Mathew, Ajai K Pillai, Vinay K [60] đã dùng

phương pháp phô UV-VIS dé xác định các thuốc trừ sâu loại OP như malthion,

24

dimethoate và phorate Nguyên tắc của phương pháp dựa trên quá trình oxy hóa củathuốc trừ sâu nhóm OP với sự có mặt dư của N-bromosuccinimide (NBS) và đượcxác định với Rhodamine B (Amax: 550nm) Khoảng nồng độ của các chất tuân theođịnh luật Beer lần lượt là phorate (0,108-1,08)g/ml; malathion (0,056-0,56)g/ml;Dimethoate (0,028-0,28)g/ml với độ lệch chuẩn <2% (RSD) Phương pháp này đạtđược hiệu suất thu hồi rất tốt từ 94% đến 96%.

1.3.5 Phương pháp cực phố

Trong phương pháp này, người ta phân cực điện cực giọt thủy ngân bang một

điện áp một chiều biến thiên tuyến tính với thời gian để nghiên cứu các quá trình

khử cực của chất phân tích trên điện cực đó Vì vậy, thiết bị cực phô gồm hai phầnchính là máy cực phổ và hệ điện cực bao gồm điện cực giọt thuỷ ngân và điện cực

so sánh Đường cực phổ biểu diễn sự phụ thuộc của chiều cao cường độ dòng với

nồng độ chat phân tích Dé xác định các lượng nhỏ chất thường dùng cực phổ cổ

điển Dé xác định các lượng chất cực nhỏ thường dùng các phương pháp cực phô

hiện đại như cực phổ sóng vuông, cực phô xung vi phân [14].

s* Cac tác gia Yongnian Ni, Ping Qiu, Serge Kokot (2004) [68], đã xác định

3 loại thuốc trừ sâu là methyl parathion (PTM), fenitrothion (FT) va parathion (PT)

bằng phương pháp cực phổ xung vi phân với một điện cực thả treo thủy ngân(HMDE) Các mẫu sau khi được xử lý sẽ được xác định bằng phương pháp cực phô

với các điều kiện như sau: tốc độ quét 20mV/s, trong khoảng từ 10 mv đến 1000mV, đỉnh pic của các chất lần lượt đối với Methyl parathion -458mV,fenitrothion -461mV và parathion -509mV Khoảng tuyến tính của 3 loại OP trên từ0,01 đến 0,12mg/1 với độ lệch chuẩn tương đối là 2,1; 1,8 và 1,9 cho lần lượt cácchất Giới hạn phát hiện lần lượt là 4,8; 4,5 và 4,5 đối với Methyl parathion,fenitrothion va parathion Hiệu suất thu hồi nằm trong khoảng 75% đến 125%

-s* Cac tác giả Guiberteau, Galeano Diaz, Salinas và J.M Ortiz [29] đã xác

định carbaryl và carbofuran bằng phương pháp cực phô xung vi phân Phương phápđược ứng dụng xác định các mẫu nước sông Các mẫu nước sau khi xử lí sẽ đượcxác định bằng phương pháp cực phô xung vi phân với các điều kiện sau: tốc độ quét

25

20mV/s (bước nhảy thế: 5mV, khoảng thời gian 0,25s), biên độ xung 50mV trong

khoảng từ + 0,4V đến + 0,8V Khoảng tuyến tính của carbaryl từ 5.10” đến 10M

và của carbofuran từ 5.107 — 5.10°M với độ lệch chuẩn tương đối tương ứng là1,62 và 1,86%.

1.3.6 Phương pháp sắc ký lớp mỏng

Sắc ký lớp mỏng là phương pháp đơn giản, rẻ tiền, có thể tiến hành ở mọiphòng thí nghiệm, định tính và bán định lượng được hầu hết các loại hóa chấtBVTV Bản mỏng dé phân tích thuốc BVTV làm bang thủy tinh phẳng, kích thước20x20 cm hay 20x10 cm, được rải lớp huyền phù silicagel, oxit nhôm, than hoạttính v.v Say khô bản mỏng, cham dịch chiết lên bản mỏng cách mép dưới 1,5

cm Đợi bay hết dung môi Đặt thắng đứng bản mỏng vào bình chứa dung môi, cóchiều cao lớp dung môi Icm Day kín bình dé phát triển dung môi Khi dung môilan lên cách mép trên bản mỏng 2cm, đưa ra ngoài chờ bay hết dung môi Phun lên

bản mỏng thuốc thử để nhận biết chất cần phân tích Dung môi chạy bản mỏng

thường là dung môi hữu cơ hay hỗn hợp dung môi hữu cơ Lựa chọn hệ dung môithích hợp để các hoạt chất có trong mẫu được tách ra khỏi nhau, được đặc trưngbang hệ số chạy R¿ Giá tri Ry là tỉ số chiều cao hoạt chất di chuyển được trên bản

mỏng (tính từ tâm vết) so với chiều cao dung môi di chuyên, đặc trưng cho sự tương

tác giữa hoạt chất - dung môi - chất hấp phụ Thông qua giá trị R; có thê định tính

và qua diện tích vết dé bán định lượng chat cần phân tích Dé có thể kết luận chính

xác cần phải chạy 2 đến 3 hệ dung môi khác nhau

Thuốc thử nhận biết các hóa chất BVTV nhóm clo hữu cơ là dung dịch bạcpha trong aceton Sau đó soi bản mỏng dưới ánh đèn tử ngoại, nhận biết các chất

qua vết màu nâu đen

Dung dịch p-Nitrobenzylpyridine, Tetraacetylenpentamine, Paladiclorua lànhững thuốc thử thông dụng đối với nhóm lân hữu cơ được phun lên bản mỏng sau

khi oxi hóa chúng trong hơi benzen.

Có nhiều loại thuốc thử cho nhóm carbamat, những thuốc thử nhạy là:

p-Dinitro diazonium fluoborate pha trong etanol Sau khi chạy bản mỏng, phun lên

26

một lớp dung dịch KOH Các chất carbamat bị thủy phân phản ứng với p-Dinitrodiazonium fluoborate cho các hợp chất phức huỳnh quang mau hồng.

Ở nước ta, phương pháp sắc ký lớp mỏng đã được áp dung dé phân tích BHC,

Methyl parathion, Dimethoate trong gạo, đậu tương, chè [19],[20],[24].

1.3.7 Xử lý mẫu (các kỹ thuật chiết, làm sạch và làm giàu hóa chất BVTV)

1.3.7.1 Chiết thông thường:

a, Chiết lỏng - lỏng

Nguyên tắc: Sử dung dung môi hữu cơ dé chiết đối tượng phân tích tan trong

dung môi ở nhiệt độ thường những mẫu đã làm nhỏ Có thể dùng thêm một số tácnhân bồ trợ như: lắc cơ học, khuấy trộn siêu tốc, sóng siêu 4m

Ap dụng va wu nhược điểm: chiết long - lỏng được sử dụng phổ biến dé chiếtcác hóa chat BVTV từ nông sản Dé chiết các hợp chất cơ phốt pho, cơ clo, trong

các mẫu nông sản thường dùng các loại dung môi ít phân cực như aceton,

acetonitril, ethyl acetate Kỹ thuật đơn giản, ít tốn kém Tuy nhiên là sử dụng

dung môi hữu cơ, ít nhiều ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe con người

s* Tác giả Leoni (1991) [50] đã sử dụng acetonnitril dé chiết 7 loại hóa chấtbảo vệ thực vật cơ phốt pho trong rau quả Sasaki (1987) trong báo cáo của mình đã

sử dung aceton và benzen dé chiết các 23 loại OP trong mẫu rau qua Blaha (1985)[31] cũng đã sử dụng aceton, methylen clohexan Leomi (1992) [50] đã dùng aceton

dé chiết OP ra khỏi mẫu rau quả

b, Chiết Soxhlet:

Nguyên tắc: dùng dung môi ở nhiệt độ cao sẽ chiết liên tục và chiết kiệt đốitượng phân tích trong mẫu đã làm nhỏ Thời gian chiết phụ thuộc bản chất mẫu

Ap dung và wu, nhược điểm: một số tác giả đã sử dụng chiết Soxhlet để chiết hóa

chat BVTV trong nông san [8], chè, được liệu [24] Day là kỹ thuật chiết kinh điểnnhưng khá hiệu quả Nhược điểm là thường tốn dung môi hữu cơ và thời gian chiết

đài.

27

Hình 1.4 Mô hình chiết Soxhlet

1.3.7.2 Chiết pha rắn (SPE) [12][25][48]

SPE là kỹ thuật xử lý mẫu dựa trên nguyên tắc sắc ký lỏng nhằm loại các ảnhhưởng của nền mẫu hoặc làm giàu đối tượng phân tích trước phân tích

* Một số loại cột và pha tĩnh thường dùngThân cột: thường làm bằng thủy tinh hoặc chất dẻo tinh khiết chịu dung môi

(polypropylen), có dạng hình trụ (hình 1.4).

Pha tinh: pha tĩnh thường dùng: C¡;, Cg, Cy, C2, Cyclohexan, Phenyl (Pha

đảo); Silica, Florisil, Amino, Cyano, Diol, Alumina (Pha thường); SAX (Trao đôi

anion); SCX (Trao đổi catrion)

* Cơ chế chiết: tương tự sắc ký lỏng - rắn

- Hấp phụ (pha thuận): sử dụng ngay các nhóm chức trên bề mặt nguyên liệu

hấp phụ Về cơ bản, sử dụng các điều kiện sắc ký pha thuận Chất hấp phụ hay được

dùng nhiều nhất là silicagel, magie silicat (Florisil), nhôm oxit

- Phân bố trên pha liên kết (pha đảo): bề mặt chất hấp phụ đã thay đổi, đượcgăn thêm các nhóm chức hóa học khác nhau tạo ra cơ chế chiết theo kiểu sắc ký

phân bó Kiểu pha thuận: pha tĩnh phân cực giữ lại các chất phân tích phân cực, cho

phép các chất phân tích không phân cực đi qua cột Kiểu này thường sử dụng các

28

dung môi ít hoặc không phân cực Kiểu pha đảo: pha tĩnh không phân cực, kiểu nàyngược lại với kiểu trên, dung môi sử dụng thường có độ phân cực nhất định.

- Trao đổi ion: bề mặt chất hấp phụ được gắn với các nhóm chức có thể ionhóa Cơ chế tách chiết tương tự sắc ký trao đồi ion

Không có tính ion, phân

là “me Mã Mã

Trao đôi ion

Hình 1.5 Cơ chế SPE phân tích mẫu trong dung môi nước

Mẫu trong môi trường khác nước

lon phân cực Không có tính ion, phân cực Không phân cực

Hình 1.6 Cơ chế SPE phân tích mẫu trong dung môi khác nước

29

s* Cac bước thực hiện:

Hình 1.7 Cac bước thực hiện của phương pháp SPE

© Chọn cột chiết pha rắn: tùy thuộc kiểu chiết mô tả ở trên, thể tích mẫu, mức

độ tạp chất, mà chọn cột có thể tích, lượng và loại pha tĩnh khác nhau.

e Luyện cột: cho dung môi đi qua chất hap thu dé thấm ướt và solvat hóa cácnhóm chức, đồng thời loại bỏ các khí trong cột và thay thế vào đó là dung môi

© Nap mẫu vào cột chiết: chuyên mẫu lên cột, sau đó sử dụng áp suất giảm

hoặc để mẫu tự chảy

e Rửa loại tạp chất: đây là giai đoạn rửa giải cá tạp chất Điều quan trọng

nhất của quá trình này là chất phân tích không được tan trong dung dịch rửa

© Rửa giải chọn lọc lấy chất phân tích: dùng dung môi thích hợp dé lay chat

cần phân tích

* Ap dụng và wu nhược điển: một số tác giả đã sử dung kỹ thuật SPE dé chiết

và làm sạch hóa chất BVTV trong rau quả Ưu điểm là lượng dung môi sử dụngthường nhỏ (< 10 ml), thời gian chiết nhanh, tỷ lệ thu hồi cao, không tạo nhũ tương,

độ lặp lại tốt Tuy nhiên cột SPE nhồi sẵn có giá thành tương đối cao

s* Các tác giả Fillion (2000) [37] đã sử dụng cột C18 và aminopropyl dé

làm sạch các thuốc trừ sâu dạng OP trong rau quả, hiệu suất thu hồi dat 80% đến

30

125% Cook (1990) [33] đã sử dụng cột C18 để làm sạch các OP trong mẫu nho,cam, xà lách, cà chua, hiệu suất thu hồi đạt 82% đến 112% Alvin Chai L.K và LauSeng (2004) [27] đã sử dụng cột C18 dé làm sạch các OP trong các mẫu rau cải, dưachuột và đậu xanh với hiệu suất thu hồi đạt 71% đến 107%.

1.3.7.3 Vi chiết pha rắn (SPME)

Nguyên tắc: SPME là quá trình chiết và tự làm giàu một cách chọn lọc chất

phân tích không phân cực từ mẫu lỏng phân cực lên pha tĩnh lỏng không phân cực

phủ trên bề mặt sợi vi chiết SPME là quá trình chiết đạt tới cân bằng tuân theo định

luật phân bố, trong quá trình chiết thì mẫu luôn được khuấy trộn [24][39]

Thiết bị: Sợi làm băng silica nung chảy phủ lớp pha tĩnh mỏng (carbowax,PDMS), đặt trong lòng một chiếc kim gắn với một pit - tông làm bằng thép không

gi Tổ hợp này được đặt trong bộ phận bảo vệ (sy-ranh)

Tri êm chất bp ga niệm ni được

hướng eo dụng dot chết ote cot

ch okt bấy tes chal pie, chs tong:

hee poe Oi gio Hag

a

Dong 4c dort các Prec

De lảc ty “”

Hình 1.8 Mô hình phương pháp SPME

Ap dụng va wu nhược diém: ban dau SPME duoc ap dung dé chiết các chất cơ

clo trong môi trường [53] Gần đây SPME đã được áp dụng trong nhiều lĩnh vựcnhư dược phẩm, sinh học Ưu điểm của phương pháp là rất nhạy, không sử dụng

dung môi hữu cơ Nhược điểm là giá thành còn đắt, thời gian chiết kéo dài

31