Phương pháp lấy mẫu thụ động Passive Sampling với bộ lấy mẫu PO IS thời gian qua đã được sử dụng trong giám sát nồng độ các loại dược phẩm trong môi trường nước trên thế giới, tuy nhiên,
MỞ ẦU
ẶT VẤN Ề
Những năm gần đây, việc sử dụng kháng sinh và thuốc trừ sâu cho các ngành nông nghiệp nhƣ chăn nuôi, trồng trọt, đặc biệt trong nuôi trồng thủy sản ngày càng phổ biến Tuy nhiên, công tác lựa chọn kháng sinh và liều dùng chỉ đƣợc quyết định chủ yếu dựa trên kinh nghiệm của chủ hộ chăn nuôi, hơn thế nữa các chủ hộ này lại không tuân thủ theo quy chế về việc ngừng sử dụng kháng sinh trước khi thu hoạch sản phẩm
(NAFIQAD, 2009) iều này làm phát sinh nhiều vấn đề liên quan đến lƣợng chất tồn dƣ húng có thể tích lũy trong cơ thể vật nuôi hoặc nghiêm trọng hơn là theo dòng chảy truyền vào môi trường tạo mối nguy tiềm tàng rất lớn: phá hoại môi sinh, tạo vi khuẩn kháng thuốc, gây bệnh ở người… hính vì vậy, công tác giám sát hàm lượng kháng sinh và thuốc trừ sâu trong môi trường nước mặt trở nên cấp thiết
Có nhiều công cụ đƣợc sử dụng để hỗ trợ công tác giám sát hàm lƣợng chất ô nhiễm trong môi trường nước mặt Trong số đó, phương pháp lấy mẫu thụ động (Pasive Sampling) với bộ lấy mẫu POCIS (Polar Organic Chemical Integrative
Sampler) đã đƣợc sử dụng nhƣ một công cụ giám sát hữu ích cho nhiều chất gây ô nhiễm môi trường nước ( lvarez et al., 2004; Booijet al., 2007; Huckins et al., 1999)
Hơn thế nữa, những dữ liệu phân tích cho thấy rằng việc sử dụng PO IS cung cấp một bức tranh toàn diện về tình hình ô nhiễm hơn là các phương pháp lấy mẫu truyền thống (Alvarez et al., 2005)
Tuy nhiên, các nghiên cứu về việc ứng dụng phương pháp lấy mẫu thụ động với bộ lấy mẫu PO IS cho kháng sinh và thuốc trừ sâu trong môi trường nước mặt còn ít và tồn tại nhiều hạn chế do chỉ sử dụng phương pháp cho một vài chất hoặc một nhóm chất Việc sử dụng phương pháp lấy mẫu thụ động với bộ lấy mẫu PO IS cho cùng một lúc nhiều chất hoặc các nhóm chất khác nhau còn nhiều khuyết điểm tiêu biểu nhƣ không tính đến sự tác động của ngoại cảnh (pH, độ mặn, độ dẫn điện,…) dẫn đến
2 không thể áp dụng rộng khắp trên các vùng lãnh thổ với các điều kiện tự nhiên khác nhau
Vì những lý do đó, đề tài “P t tr ển p ươn p p lấy mẫu t ụ độn (Pass ve
Sampling) để x c địn k n s n và t uốc trừ sâu tron mô trườn nước mặt” đƣợc lựa chọn thực hiện.
MỤ T ÊU N ÊN ỨU
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là: phát triển phương pháp phân tích chất kháng sinh và thuốc trừ sâu trong môi trường nước mặt bằng phương pháp lấy mẫu thụ động (Passive Sampling).
NỘ DUN N ÊN ỨU
ể đạt đƣợc mục tiêu nghiên cứu cần thực hiện các nội dung sau:
1 Lựa chọn chất kháng sinh và thuốc trừ sâu nghiên cứu
2 Phát triển phương pháp lấy mẫu thụ động để xác định hàm lượng kháng sinh và thuốc trừ sâu trong môi trường nước mặt
3 Áp dụng phương pháp đã phát triển để xác định hàm lượng kháng sinh và thuốc trừ sâu tại các vùng khác nhau.
Ố TƢỢN VÀ P M V N ÊN ỨU
ác chất kháng sinh và thuốc trừ sâu trong môi trường nước mặt từ các trại nuôi tôm thâm canh ở Long n và ần Giờ.
P ƢƠN P P N ÊN ỨU 1 Phương pháp luận
Trình tự quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài đƣợc minh họa bởi sơ đồ sau:
Sơ đồ phương pháp luận
p dụng phương pháp đã phát triển để giám sát hàm lƣợng kháng sinh và thuốc trừ sâu tại các vùng khác nhau
Nước mặt khu vực nuôi tôm Long An
Nước mặt khu vực nuôi tôm ần Giờ
PHÁT TR ỂN P ƢƠN P P LẤY
Kháng sinh và thuốc trừ sâu nghiên cứu
Khả năng phân tích của phòng thí nghiệm
Lƣợng sử dụng trong ngành nuôi trồng thủy sản
ặc tính bền vững và tác động trong môi trường của kháng sinh và thuốc trừ sâu
là khối lƣợng chất cần phân tích thu lại trong mỗi bộ lấy mẫu thụ động ánh giá tính chính xác khi áp dụng phương pháp lấy mẫu thụ động và Phát triển phương pháp
So sánh kết quả tính toán chỉ số RS với các tài liệu liên quan
RS là tốc độ lấy mẫu (L/ngày)
t là thời gian đặt mẫu (ngày)
là nồng độ hoạt chất trong nước (sử dụng kết quả đo của các mẫu có đƣợc từ phương pháp lấy mẫu tức thời)
Trong đề tài thực hiện đồng thời các phương pháp nghiên cứu sau đây: a) P ươn p p t u t ập t ôn t n tà l ệu l ên quan:
- Phương pháp này áp dụng thực hiện ở cả 3 nội dung - Các thông tin thu thập bao gồm: số liệu, tài liệu liên quan đến lấy mẫu thụ động, các văn bản pháp quy về kháng sinh và thuốc trừ sâu, đặc tính bền vững trong môi trường nước của kháng sinh và thuốc trừ sâu Nguồn sưu tầm thông tin từ các tài liệu đã đƣợc công bố, các bài luận, tài liệu nghiên cứu, internet,…
- Khảo sát thực tế được thực hiện nội dung (2) “Phát triển phương pháp Lấy mẫu thụ động để xác định hàm lượng kháng sinh và thuốc trừ sâu trong môi trường nước mặt” và nội dung (3) “Áp dụng phương pháp đã phát triển để xác định hàm lƣợng kháng sinh và thuốc trừ sâu tại các vùng khác nhau”, nhằm thu thập các thông tin về kháng sinh thường dùng tại các đại lý phân phối thuốc và trang trại nuôi tôm thâm canh tại Long An và Cần Giờ b) P ươn p p lấy mẫu và p ân t c mẫu
- Phương pháp được áp dụng trong quá trình thực hiện nội dung (2) “Phát triển phương pháp Lấy mẫu thụ động để xác định hàm lượng kháng sinh và thuốc trừ sâu trong môi trường nước mặt” và nội dung (3) “Áp dụng phương pháp đã phát triển để xác định hàm lƣợng kháng sinh và thuốc trừ sâu tại các vùng khác nhau”
- ó 2 phương pháp lấy mẫu được thực hiện là: Lấy mẫu thụ động (Passive Sampling) và Lấy mẫu tức thời (Grab Sampling)
- Kỹ thuật xử lý mẫu trước khi đưa vào phân tích là kỹ thuật chiết pha rắn SPE (Solid phase extraction) Sử dụng kỹ thuật này nhằm loại bỏ các chất không cần thiết và giữ lại các chất cần nghiên cứu
- Phân tích các chỉ tiêu bằng máy Sắc ký lỏng ghép đầu dò khối phổ LCMS/MS (tại EPFL-Thụy Sĩ và tại Phòng thí nghiệm trọng điểm HQG Tp.H M ông nghệ Hóa học và Dầu khí thuộc trường H Bách Khoa - HQG Tp.H M) c) P ươn p p xử lý số l ệu:
- Phương pháp này được áp dụng trong nội dung (2)“Phát triển phương pháp Lấy mẫu thụ động để xác định hàm lƣợng kháng sinh và thuốc trừ sâu trong môi trường nước mặt” và nội dung (3) “Áp dụng phương pháp đã phát triển để xác định hàm lƣợng kháng sinh và thuốc trừ sâu tại các vùng khác nhau”
- Các số liệu sau khi đƣợc khảo sát, điều tra và phân tích đƣợc xử lý bằng phần mềm excel Các kết quả được biểu diễn dưới dạng bảng biểu, đồ thị giúp minh họa các đánh giá và kết luận
6 Ý N Ĩ N ÊN ỨU 6.1 Ý nghĩa khoa học
Sử dụng phương pháp lấy mẫu thụ động đã phát triển cho các nghiên cứu giám sát môi trường và giảng dạy
Phát triển phương pháp lấy mẫu thụ động để lấy mẫu kháng sinh và thuốc trừ sâu trong môi trường nước mặt Ứng dụng phương pháp đã phát triển vào giám sát nồng độ chất kháng sinh, thuốc trừ sâu và môt số chất ô nhiễm khác trong môi trường nước mặt
ƢƠN 1: TỔN QU N
1.1 TỔN QU N VỀ LẤY MẪU T Ụ ỘN VÀ PO S
1.1.1 Lấy mẫu thụ động (Passive Sampling)
Lấy mẫu thụ động (Passive Sampling) là phương pháp lấy mẫu dựa trên nguyên lý khuếch tán, các phần tử chất di chuyển từ các dụng cụ lấy mẫu vào một thiết bị thu thập do sự chênh lệch thế điện hóa (Gorecki & Namiesnik, 2002) Sự di chuyển của các phân tử sẽ kéo dài cho đến khi quá trình cân bằng xảy ra hoặc cho đến khi mẫu đƣợc thu thập o đó, hình thức này lấy mẫu sẽ không cần bất kỳ nguồn năng lƣợng bên ngoài nào nhƣng sẽ phụ thuộc vào một số thông số nhƣ nồng độ, áp suất, nhiệt độ,
Báo cáo đầu tiên về lấy mẫu thụ động đã xuất hiện từ năm 1973, trong một nghiên cứu về vệ sinh lao động, khi đó lấy mẫu thụ động đƣợc thiết kế để đo nồng độ khí NO 2 (Palmes & Gunnison, 1973) Tuy nhiên, phải đến thập niên 80, khái niệm về lấy mẫu thụ động trong môi trường mới được phát triển, và sau đó được triển khai cho mục đích nghiên cứu vào những năm 1990 (EPA, 2012) Lấy mẫu thụ động đã đƣợc phát triển với nhiều loại hình bộ lấy mẫu cho những mục đích phân tích khác nhau (Bảng 1.1)
Bảng 1.1: Một số loại hình của lấy mẫu thụ động
STT Loại hình bộ lấy mẫu Mô tả hất phân tích Nguồn
Là thiết bị bao gồm màng Polyethylene mật độ thấp (L PE) đƣợc phủ một lớp mỏng lipid cao phân tử (Triolein) hất hữu cơ kỵ nước (có log K OW * > 3) nhƣ thuốc trừ sâu organochlorine polybrominated diphenyl ethers (PBDEs), dioxins, furans
STT Loại hình bộ lấy mẫu Mô tả hất phân tích Nguồn
Thiết bị bao gồm một thanh khuấy đƣợc tráng polydimethylsiloxane (P MS) kèm theo một lớp màng làm bằng cellulose tái sinh hoặc LDPE hất hữu cơ bền trong nước như P Bs, P Hs
Thiết bị bao gồm 2 vòng thép có chất hấp phụ nằm giữa 2 lớp màng polyethersulphone (PES) hất hữu cơ ưa nước (có log K OW < 4) nhƣ thuốc trừ sâu và một số dƣợc phẩm
Thiết bị bao gồm một đĩa đường kính khoảng
4 cm và màng lọc có 2 lớp gel, gel bên ngoài là lớp khuếch tán và gel thứ hai đóng vai trò pha nhận
Thiết bị bằng plastic, gồm 2 chiếc đĩa chứa chất hập thụ và màng hất hữu cơ ưa nước và kỵ nước, kim loại
Vrana et al., 2006 ( * log KOW : thước đo độ kị nước của chất hữu cơ: tỷ số giữa hàm lượng phân bố chất hữu cơ trong pha octanol và trong pha nước)
Ƣu điểm của lấy mẫu thụ động ác phương pháp lấy mẫu nước mặt thông thường bao gồm: lấy mẫu tức thời - (Grab Sampling), lấy mẫu tự động ( utomatic Sampling) và lấy mẫu thụ động (Passive Sampling) Trong đó:
Lấy mẫu tức thời (Hình 1.1) chỉ phản ánh dƣ lƣợng thành phần ô nhiễm tại thời điểm lấy mẫu
Hình 1.1: Lấy mẫu tức thời (Thomas, 2014)
Lấy mẫu tự động (Hình 1.2) đại diện hơn lấy mẫu tức thời nhƣng tốn kém và yêu cầu năng lƣợng Ngoài ra, đối với các chất ô nhiễm không cực (nhƣ P B) có nồng độ thấp trong nước, lấy mẫu tự động đòi hỏi phải thu thập một lượng lớn mẫu nước iều này làm việc vận chuyển các mẫu nước đến các phòng thí nghiệm cũng phải gặp nhiều khó khăn và các chất ô nhiễm có nguy cơ bị thất thoát
Thiết bị Lấy mẫu chủ động (Endress+Hauser, 2015)
Lấy mẫu thụ động (Hình 1.3) cho phép xác định nồng độ trung bình tải trọng theo thời gian (TWA) của chất gây ô nhiễm nước trong thời gian dài, cho phép phát hiện các và các chất ô nhiễm siêu vi lượng Phương pháp này hiệu quả và mang lợi ích kinh tế so với các kỹ thuật lấy lấy mẫu thông thường (Kot et al., 2000).
Hình 1.3: Lấy mẫu thụ động với bộ lấy mẫu PO S
PO IS đƣợc phát triển bởi lvarez và các cộng sự ở Trung tâm nghiên cứu môi trường olumbia USGS vào năm 2000 ( lvarez at el., 2004) POCIS bao gồm 2 đĩa thép không gỉ có chất hấp phụ kẹp giữa hai tấm màng ( lvarez et al., 2008.) ác tấm màng này cho phép nước đi qua, tạo điều kiện cho các vật liệu hấp phụ các chất gây ô nhiễm quan tâm (Hình 1.4)
ấu trúc PO S
ó hai loại PO IS đƣợc sử dụng là pesticide-POCIS và pharmaceutical-POCIS iểm khác biệt giữa 2 loại PO IS này là chất hấp phụ và thành phần các chất hóa học mà mẫu sẽ hấp thu
Pesticide-POCIS sử dụng chất hấp phụ là một hỗn hợp ba pha gồm Isolute ENV, polystyrene divinylbenzene và Ambersorb 1500 na S-X3 Biobeads Ban đầu pesticide- PO IS đƣợc thiết kế cho lấy mẫu các loại thuốc trừ sâu và kích thích tố
Pharmaceutical-POCIS có chất hấp phụ Oasis HLB Oasis HLB thường được coi là một chất hấp phụ phổ quát trong phân tích môi trường và đã được sử dụng để trích xuất hàng loạt hóa chất trong nước Ngoài ra Oasis HLB còn có lợi thế trong việc khôi phục các hóa chất từ các chất hấp phụ (Reemtsma and Quintana, 2006; Buchberger, 2007; Pacáková and others, 2009)
PO IS có thể được triển khai trong hàng loạt các môi trường nước bao gồm hồ tù đọng, sông, suối, hệ thống cửa sông và nước thải Kỹ thuật này đặc biệt có lợi thế đối với các mẫu nước có chất gây ô nhiễm hiện diện chỉ trong từng giai đoạn, chẳng hạn nhƣ trong các cơn bão Triển khai điển hình của POCIS kéo dài khoảng 30 ngày (Alvarez et al., 2008)
1.2 TỔN QU N VỀ N S N VÀ T UỐ TRỪ SÂU 1.2.1 Tổng quan về kháng sinh a) K n ệm
Kháng sinh (Antibiotics) là chất hóa học nguồn gốc vi sinh (nấm hoặc vi khuẩn), có khả năng ức chế, thậm chí tiêu diệt một số vi khuẩn hay vi sinh vật ác chất này đƣợc điều chế bằng cách chiết xuất hay bán tổng hợp (Waksman, 1961) Ở nước ta, kháng sinh được định nghĩa “là những chất kháng khuẩn được tạo ra bởi các chủng vi sinh vật (vi khuẩn, nấm, ctinomycetes), có tác dụng ức chế sự phát triển của các vi sinh vật khác” (Bộ Y tế, 2015) b) P ân loạ eo cấu trúc óa ọc: Kháng sinh đƣợc chia thành 9 nhóm nhỏ theo Bảng 1.2 sau
Bảng 1.2: Phân loại kháng sinh theo cấu trúc hóa học (Bộ Y tế, 2015)
TT Tên nhóm Phân nhóm
Các penicilin Các cephalosporin Các beta-lactam khác Carbapenem
Monobactam ác chất ức chế beta-lactamase
TT Tên nhóm Phân nhóm
2 Aminoglycosid Streptomycin, Neomycin, Kanamycin, Amikacin,
Gentamycin, Tobramycin, 3 Macrolid Erythromycin, Spiramycin, Azthromycin, Rovamycin, Tylosin 4 Lincosamid Licomycin, Clidamycin
Thế hệ 1 (Tetracycline, Oxytetracycline, Chlotetracycline)
Thế hệ 2 (Rolitetracycline , Pipacycline, Tetralysal, Apicycline , Minocycline, Metacycline)
Thế hệ 1 (Flumequine, Nalidixic, Romidic, Rosoxacine)
Các fluoroquinolon: Thế hệ 2, 3, 4 (Norfloxacine, Enrofloxacine, Refloxacine, Danofloxacine, Ciprofloxacine)
5-nitroimidazol Clotrimazole, Metronidazole, Tinidazole, Secnidazole,
Miconazole, ornidazole eo c ức năn :
Kháng sinh kìm khuẩn (hay tĩnh khuẩn) không có tác dụng hủy diệt mầm bệnh mà chỉ có tác dụng ức chế sự nhân lên của chúng
Kháng sinh sát khuẩn (hay diệt khuẩn) có hoạt tính tiêu diệt vi khuẩn
Sự phân biệt này chỉ có tính tương đối vì bất kỳ kháng sinh nào cũng có tác dụng kìm khuẩn và sát khuẩn tùy theo liều lƣợng cung cấp Tuy nhiên, đối với những kháng sinh chỉ có tác dụng sát khuẩn ở nồng độ rất cao trong máu (có thể gây độc tính hoặc tai biến) thì chỉ đƣợc sử dụng với mục đích kìm khuẩn ở liều thấp hơn eo cơ c ế t c độn : Kháng sinh đƣợc chia làm 4 nhóm (Bảng 1.3)
Ức chế sinh tổng hợp vách tế bào vi khuẩn
Tác động lên màng tế bào chất
Tác động lên sự tổng hợp acid nucleic
Tác động đến quá trình tổng hợp protein của tế bào vi khuẩn.
Phân loại chất kháng sinh theo cơ chế tác động
1 Ức chế sinh tổng hợp vách tế bào vi khuẩn: ngăn cản sinh tổng hợp lớp peptidoglycan nên không tạo đƣợc khung murein – tức là vách không đƣợc hình thành Tế bào con sinh ra không có vách, vừa không sinh sản đƣợc vừa dễ bị tiêu diệt hoặc bị li giải, đặc biệt ở vi khuẩn Gram-dương Như vậy, những kháng sinh này có tác dụng diệt khuẩn nhƣng chỉ với những tế bào đang phát triển
Tác động lên màng tế bào chất (màng bào tương): chức năng đặc biệt quan trọng của màng bào tương là thẩm thấu chọn lọc; khi bị rối loạn các thành phần (ion) bên trong tế bào bị thoát ra ngoài và nước từ bên ngoài ào ạt vào trong, dẫn tới chết
Tác động lên sự tổng hợp acid nucleic: Ngăn cản sự sao chép của N mẹ tạo
ADN con, ngăn cản sinh tổng hợp RN, ức chế sinh tổng hợp các chất chuyển hóa cần thiết cho tế bào
Tác động đến quá trình tổng hợp protein của tế bào vi khuẩn: làm cho các phân tử protein không đƣợc hình thành hoặc đƣợc tổng hợp nhƣng không có hoạt tính sinh học làm ngừng trệ quá trình sinh trưởng và phát triển
15 c) n bền vữn tron mô trườn
Các đặc tính hóa lý quan trọng quyết định tính bền vững trong môi trường của kháng sinh là: độ bền ánh sáng, khả năng liên kết, hấp phụ, phân hủy sinh học, và độ tan trong nước (Thiele-Bruhn, 2003)
Nhóm Tetracycline bền vững trong không khí nhưng không bền dưới ánh sáng, dễ bị phân hủy khi tiếp xúc với dung dịch có pH < 2 (Osol, A and J.E Hoover, et al (eds.))
Nhóm Sulfonamide tan tốt ởcpH=9-10, ít tan trong nước và môi trường acid yếu (Thiele-Bruhn, 2003)
Nhóm Aminoglycoside là những hợp chất phân cực, hòa tan cao trong nước, không bền dưới ánh sáng và có pH tối ưu từ 6-8 (Thiele-Bruhn, 2003)
Hầu hết các Macrolid đƣợc có cấu trúc lacton gồm hơn 10 nguyên tử C liên kết với nhau bởi liên kết glycosid yếu, do đó không ổn định trong môi trường axit, Khá bền, kém tan trong nước, tan tốt trong dung môi hữu cơ, pH tối ưu từ 7-8
Các Penicillin thuộc nhóm Beta-lactam là kém bền nhất trong các loại kháng sinh Rất hút ẩm và bị thủy giải nhanh, pH tối ƣu từ 6-6.5, dễ bị phân hủy trong môi trường kiềm và axit (Thiele-Bruhn, 2003)
Nhóm Quinolone có tính lưỡng tính, tan yếu trong nước ở pH 6-8, hoạt tính giảm khi tiếp xúc ánh sáng (Thiele-Bruhn, 2003)
Nhóm Phenicol tan nhiều trong alcohol, pH tối ƣu từ 2-9 và bị mất hoạt tính bởi tác nhân oxy hóa, khử (Thiele-Bruhn, 2003)
Tuy nhiên, độ bền vững của kháng sinh trong môi trường không chỉ phụ thuộc vào tính chất của kháng sinh mà còn phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh Bảng 1.4 cho thấy số liệu về chu kỳ bán rã của một số loại kháng sinh trong các điều kiện môi trường khác nhau
hu kỳ bán rã của một số kháng sinh
Kháng sinh Môi trường nền hu kỳ bán rã
Gilbertsonet al., 1990 ất cát 49 ất sét pha bùn 41 Nước
16 iều kiện 4 0 C, không tiếp xúc ánh sáng
Samuelsen, 1989 10 iều kiện 4 0 C, tiếp xúc ánh sáng 7 iều kiện 15 0 C, không tiếp xúc ánh sáng 5 iều kiện 15 0 C, tiếp xúc ánh sáng
Chlortetracycline Phân bón 7 37 0 C Morrisonet al.,1969
Tylosin Nước mặt 9.5-40 Ingerslevet al.,
1 cm Hektoenet al.,1995 100 Lớp trầm tích 5-
Các dữ liệu từ Bảng 1.4 cho thấy rằng trong khi một số kháng sinh (nhƣ Olaquindox) hoàn toàn phân hủy trong vòng 30 ngày, thì một số thuốc kháng sinh khác rõ ràng tồn tại dai dẳng hơn trong môi trường Hơn nữa, sự phân hủy sinh học còn phụ thuộc vào nhiệt độ; nhiệt độ thấp làm giảm tỷ lệ suy thoái như trường hợp của Chlortetracycline, Oxytetracycline (Hektoen et al., 1995)
Một số nghiên cứu chu kỳ bán rã của một số loại kháng sinh khác nhau trong trầm tích biển đã công bố thời gian bán rã của Oxytetracycline, Sulfadiazine trong trầm tích biển ở độ sâu 5-7 cm là lớn hơn gấp đôi so với khi ở độ sâu 0-1 cm Từ đó cho thấy kháng sinh có thể tồn tại lâu hơn trong các lớp đất sâu và ở các vùng nước sâu (Hektoen et al., 1995)
1.2.2 Tổng quan về thuốc trừ sâu a) K n ệm
Thuốc trừ sâu (Pesticides): là các chất nhằm ngăn chặn, phá hủy, thu hút, đẩy lùi, hoặc kiểm soát bất kỳ loài côn trùng bao gồm cả các loài thực vật hoặc động vật bất lợi trong quá trình sản xuất, lưu trữ, vận chuyển, phân phối và chế biến thực phẩm, hàng hóa nông nghiệp, thức ăn chăn nuôi hoặc có thể đƣợc dùng cho động vật để kiểm soát ký sinh trùng (Bộ Khoa học và ông nghệ, 2014)
Thuật ngữ này bao gồm các chất được sử dụng như chất điều chỉnh tăng trưởng thực vật, chất làm rụng lá, thuốc ức chế, chất làm khô trái cây, hoặc các chất ức chế nảy mầm và sử dụng cho cây trồng trước hoặc sau khi thu hoạch để bảo vệ hàng hóa chống hư hỏng trong quá trình bảo quản và vận chuyển Thuật ngữ này thường không bao gồm phân bón, chất dinh dƣỡng thực vật và động vật, phụ gia thực phẩm và thuốc thú y (Bộ Khoa học và ông nghệ, 2014) b) P ân loạ T eo bản c ất o ọc: Phần lớn thuốc trừ sâu có thể phân loại theo ba nhóm: thuốc trừ sâu vô cơ, thuốc trừ sâu hữu cơ, thuốc trừ sâu sinh học (Jan, 1991)
T eo cơ c ế t c độn : Khi thuốc trừ sâu tiếp xúc với cơ thể côn trùng thì nó sẽ tác động lên một hay nhiều quá trình sống của côn trùng làm côn trùng ốm, mắc bệnh, rối loạn hành vi sinh trưởng, chuyển hoá, khả năng sinh đẻ, và có thể dẫn đến chết ưới đây là phân loại thuốc theo cơ chế tác động (Jan, 1991)
Tác động vị độc: thuốc trừ sâu đi vào cơ thể qua đường miệng, hấp thụ qua hệ thống tiêu hoá
Tác động tiếp xúc: thuốc trừ sâu đi vào cơ thể bằng cách tiếp xúc qua chân hoặc ngấm vào cơ thể
Tác động xông hơi: thuốc trừ sâu đi vào cơ thể thông qua hệ thống hô hấp
Tác động nội hấp: thuốc trừ sâu có độ tan trong nước cao để có thể đi vào cây trồng qua đường rễ, thân, lá và di chuyển trong cây, đi vào cơ thể côn trùng chích hút cây thông qua đường miệng
Tác động ngạt: làm bí cơ chế thở của sâu c) n bền vữn tron mô trườn
Tính bền vững của thuốc trừ sâu trong môi trường được qết định bởi các đặc tính: độ bền quang học, phân hủy hóa học và phân hủy vi sinh vật Tỷ lệ phân hủy phụ thuộc vào đặc tính hóa học của thuốc trừ sâu cũng như về điều kiện môi trường Nhiệt độ, pH của đất và nước, hoạt động của vi sinh vật, và một số yếu tố khác đều có khả năng ảnh hưởng đến sự bền vững thuốc trừ sâu
Phân hủy quang học là sự phân hủy của thuốc trừ sâu dưới ánh sáng mặt trời ƣờng độ ánh sáng, thời gian tiếp xúc, và tính chất của các thuốc trừ sâu đều ảnh hưởng đến tỷ lệ phân hủy quang học Thuốc trừ sâu phun trên tán lá hoặc bề mặt đất dễ bị phân hủy quang học hơn dưới mặt đất Thuốc trừ sâu có thể bị phân hủy nhanh hơn trong nhà kính phủ plastic hơn là nhà kính phủ kính thủy tinh, vì thủy tinh có khả năng ngăn chặn tia cực tím là tác nhân phân hủy thuốc trừ sâu (Kerle et al 2007)
Phân hủy hóa học xảy ra khi một loại thuốc trừ sâu phản ứng với nước, oxy, hoặc hóa chất khác Khi pH đất trở nên cực kỳ có tính axit hoặc kiềm, hoạt động của vi sinh vật thường giảm tuy nhiên đây lại là điều kiện thuận lợi để sự phân hủy hóa họcxảy ra
Tỷ lệ và loại phản ứng hóa học xảy ra đều bị ảnh hưởng bởi các liên kết của thuốc trừ sâu vào môi trường nền, nhiệt độ môi trường, độ pH,…Phân hủy sinh học là sự phân hủy của thuốc trừ sâu do vi sinh vật nhƣ nấm, vi khuẩn và vi sinh vật khác ác đặc điểm như độ ẩm, nhiệt độ, độ thoáng khí, pH đều ảnh hưởng sự phân hủy của vi sinh vật Hoạt động của vi sinh vật thường mạnh mẽ nhất trong môi trường ấm, ẩm, thoáng khí và pH trung tính Khả năng phân hủy của vi sinh vật trong đất có xu hướng tăng khi: nhiệt độ thuận lợi, độ ẩm phù hợp, độ phì của đất cao và thoáng khí Sự phân hủy của vi sinh vật đạt tỷ lệ cao hơn trong các tầng đất bề mặt, đặc biệt là ở các khu vực có chất hữu cơ cao Thông thường, tốc độ phân hủy giảm dần theo độ sâu trong đất, nơi có điều kiện nhƣ độ ẩm, nhiệt độ và độ thông thoáng khí không có lợi cho hoạt động của vi sinh vật (Kerle et al 2007)
Tính bền vững trong môi trường của thuốc trừ sâu thường được thể qua chu kỳ bán rã Thuốc trừ sâu có thể đƣợc chia thành ba loại dựa trên chu kỳ bán rã: thuốc trừ sâu kém bền với chu kỳ bán rã trong môi trường đất ít nhất là 30 ngày, thuốc trừ sâu có độ bền trung bình với chu kỳ bán rã từ 30 đến 100 ngày, và thuốc trừ sâu bền vững với chu kỳ bán rã hơn 100 ngày (Bảng 1.5)
hu kỳ bán rã của một số thuốc trừ sâu (Acie, 1982) ém bền
(chu kỳ bán rã 100 ngày)
1.3 TÌN ÌN SỬ DỤN N S N VÀ T UỐ TRỪ SÂU TRON NUÔ TRỒN T ỦY SẢN T V ỆT N M
Tại Việt Nam, xu hướng sử dụng dược phẩm (bao gồm kháng sinh, vitamin và các thuốc diệt ký sinh trùng) ngày càng tăng, trong đó kháng sinh chiếm phần lớn nhất - 70% trong tổng số thuốc ( n, 2009) ặc biệt trong lĩnh vực nuôi trồng thủy sản tuy chƣa có số liệu chính thức nhƣng việc sử dụng kháng sinh ngày càng phổ biến Theo báo cáo từ chính phủ Hà Lan có khoảng 700 g kháng sinh đƣợc sử dụng trên mỗi tấn cá trong nuôi trồng thuỷ sản ở Việt Nam, cao gấp 7 lần so với các quốc gia khác (NVWA, 2009)
Tuy Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã ban hành anh mục thuốc, hoá chất, kháng sinh cấm sử dụng, hạn chế sử dụng (Phụ lục 1),nhƣng trên thực tế, các chủ trang trại còn sử dụng nhiều loại kháng sinh này (Bảng 1.6)
Các loại kháng sinh thường được sử dụng (Van, 2010)
STT Tên kháng sinh Tỷ lệ sử dụng (%) log K OW
Việc lựa chọn kháng sinh và liều dùng đƣợc quyết định chủ yếu dựa trên kinh nghiệm của chủ trang trại dẫn đến kết quả dƣ lƣợng thuốc kháng sinh trong sản phẩm
21 và môi trường tăng cao (Bảng 1.7), làm sụt giảm giá trị kinh tế và tổn hại tài nguyên nước.
Dƣ lƣợng kháng sinh trong nuôi trồng thuỷ sản ( n, 2009)
Kháng sinh giới hạn sử dụng
Tương tự kháng sinh, thuốc trừ sâu được sử dụng ngày càng nhiều trong nông nghiệp và đặc biệt là nuôi trồng thủy sản chủ yếu với mục đích diệt tạp và xử lý nước, cải tạo ao, (bảng 1.8)
Bảng 1.8: Một số loại thuốc trừ sâu sử dụng trong nuôi trồng thủy sản ở Sóc
Trăng, Cà Mau, Bạc Liêu (Huỳnh et al, 2006)
Tên thuốc Tên thương mại % hộ sử dụng Mục đích sử dụng
Chlorine Indo, Kaporit 65 41,7 iệt khuẩn và diệt tạp, bao gồm giáp xác đầu vụ nuôi
Dipterex 20,0 iệt ký sinh trùng
Khử trùng, diệt các sinh vật trong môi trường bao gồm nấm, vi khuẩn, ngoại ký sinh trùng trên tôm
Tên thuốc Tên thương mại % hộ sử dụng Mục đích sử dụng
Diệt khuẩn, diệt tảo, tăng oxy hoà tan, giảm chất hữu cơ trong nước ao nuôi
Diệt cá tạp, giáp xác trong ao tôm giai đoạn xử lý nước đầu vụ nuôi
Potassium thiosulfate Vikon 10,0 iệt tạp, khử trùng Benzalkonium chloride BKC 80, Clear 80 11,7 Khử trùng
Povidine 11,7 iệt khuẩn trong nước, sát trùng dụng cụ nuôi tôm
Copper sulfate CTC90, Copper control 5,0 iệt tảo
Dichlorvos Fos 500EC 3,3 iệt giáp xác
Humic acid D best 1,7 iệt tảo
1.4 TÌN ÌN N ÊN ỨU TRON NƯỚ VÀ QUỐ TÉ 1.4.1 Tình hình nghiên cứu trong nước
Tại Việt Nam, có khá nhiều nghiên cứu về tình trạng ô nhiễm kháng sinh và thuốc trừ sâu, tuy nhiên lại hầu như không có những nghiên cứu về ứng dụng phương pháp lấy mẫu thụ động - PO IS để giám sát hàm lƣợng kháng sinh và thuốc trừ sâu trong môi trường nước
Về k n s n và t uốc trừ sâu: Theo ƣơng Hồng nh năm 2015, Ciprofloxacin được tìm thấy trong mẫu nước ao tôm lấy tại Giao n, Giao Thủy, Nam ịnh có nồng độ 0,07 – 0,35 àg/L Mặt khỏc, ở cỏc tỉnh ven biển khu vực phớa Bắc, tất cả cỏc địa phương nghiên cứu đều phát hiện mẫu bị nhiễm Quinolone với nồng độ dư lượng cao nhất là 145 àg/L và thấp nhất là 0,4 àg/L ( ăng et al, 2008) Kết quả khảo sỏt nước ao nuôi tôm và kênh rãnh cấp nước tại 7 điểm ở các tỉnh Kiên Giang, à Mau, Sóc Trăng,
Bến Tre cho thấy, tất cả các mẫu nước đều tồn tại thuốc trừ sâu và có 70% mẫu vượt quá mức quy định (Ngô Trọng Thuận, 2007) Kết quả đo đạc trong nghiên cứu của Pham Van Toan et al (2013) đối với 13 hoạt chất đƣợc sử dụng phổ biến ở khu vực ÐBS L buprofezin, butachlor, cypermethrin, α-endosulfan, β-endosulfan, endosulfan- sulfate, fenobucarb, fipronil, isoprothiolane, pretilachlor, profenofos, propanil, và propiconazole cho thấy nồng độ trung bình của các hoạt chất trong nước mặt đã ở ngƣỡng 3,34 àg/L, nồng độ cao nhất ghi nhận đƣợc là của hoạt chất isoprothiolane (11,24 àg/L)
N ên cứu về lấy mẫu t ụ độn : Nước ta đến nay hầu như không có các nghiên cứu về xác định hàm lượng hoạt chất trong nước nhờ phương pháp lấy mẫu thụ động với bộ lấy mẫu PO IS Tuy nhiên, lấy mẫu thụ động lại đƣợc nghiên cứu ứng dụng khá hiệu quả trong quan trắc khí và có xu hướng phát triển các bộ lấy mẫu thương mại (tiêu biểu nhƣ bộ lấy mẫu LANWATSU)
1.4.2 Tình hình nghiên cứu quốc tế
Trên Thế giới, kỹ thuật lấy mẫu thụ động với bộ lấy mẫu PO IS đã đƣợc phát triển và ứng dụng Tại Mỹ, POCIS đã đƣợc sử dụng và thành công phát hiện zithromycin, fluoxetine (thuốc chống trầm cảm), levothyroxin, omeprazole (thuốc chống loét), và các loại thuốc bất hợp pháp khác (Jones Lepp et al., 2004)
Ngoài ra, USGS Mỹ đã tiến hành so sánh PO IS và lấy mẫu truyền thống qua kết quả quan trắc nước thải Khu vực được chọn tiến hành nghiên cứu là Assunpink Creek gần Trenton, NJ, US POCIS đã được triển khai cho 54 ngày và mẫu nước được lấy trong 14 ngày POCIS chiết xuất và các mẫu nước đã được phân tích bằng LC-MS và
GC-MS Hóa chất đƣợc xác định trong PO IS bao gồm dƣợc phẩm thuốc trừ sâu, chất chống cháy, các chất chuyển hóa chất tẩy rửa không ion, nước hoa, chất hoá dẻo và chất gây ô nhiễm nước thải Những dữ liệu phân tích cho thấy rằng việc sử dụng các
24 phương pháp lấy mẫu PO IS tích hợp cung cấp một bức tranh toàn diện hơn các phương pháp lấy mẫu lấy truyền thống (Alvarez et al, 2005)
Năm 2002, PO IS đã được sử dụng như là một phần của một chương trình giám sát Storstroms ounty, an Mạch Trong số 63 loại thuốc trừ sâu có mục tiêu cho nghiên cứu này, 36 đã đƣợc tìm thấy bao gồm 2,6-dichlorbenza-mide (BAM), bentazon, 4,6-dinitro-o-cresol (DNOC), ethofumesate, và p-nitrophenol và định lƣợng đƣợc 22 trong số 36 loại thuốc trừ sâu đó (hơn 50%) (Alvarez, 1999) Ở Vương quốc nh, PO IS được áp dụng cho giám sát dược phẩm Các chất chiết xuất đượcphân tích bằng L -MS Trong hầu hết các trường hợp, các hệ số biến thiên của PO IS trong tất cả các cuộc điều tra ít hơn 20% và thường ít hơn 10% (Alvarez et al., 2007)
Tuy nhiên, các nghiên cứu này thường mang tính cục bộ do không tính đến sự tác động của ngoại cảnh (pH, độ mặn, độ dẫn điện,…) và chỉ ứng dụng cho một vài chất hoặc một nhóm chất
T Ự ỆN
N S N VÀ T UỐ TRỪ SÂU LỰ ỌN N ÊN ỨU
ựa trên các kết quả thu đƣợc trong các khảo sát (Phụ lục 2) và nghiên cứu tài liệu về các loại thuốc kháng sinh chính đƣợc sử dụng trong nuôi tôm, sự lựa chọn của các hợp chất nghiên cứu được tập trung vào mười hai phân tử được mô tả trong Bảng 2.1
ác kháng sinh và thuốc trừ sâu lựa chọn nghiên cứu
7 Malachite Green picrote Malachite Green
Tuy nhiên, có một số hợp chất thường được sử dụng trong nuôi trồng thủy sản nhƣng lại không đƣợc phát hiện trong điều kiện phân tích thực tế tại thời điểm nghiên cứu, đó là: Diuron, Enrofloxacin, Leucomalachite Green, Malachite Green picrote, Oxytetracycline, Sulfadiazine
Nhƣ vậy, chỉ còn lại 6 loại chất kháng sinh và thuốc trừ sâu đƣợc phân tích và giám sát, bao gồm: Atrazine, Ciprofloxacin, Erythromycin, Sulfadimethoxine, Sulfamethoxazol và Trimethoprim
Nghiên cứu đƣợc triển khai tại một trang trại nuôi tôm ở huyện Tân Trụ, tỉnh Long An (Hình 2.1& 2.2).Trại nuôi tôm có diện tích nhỏ và nằm trong một khu vực tập trung nhiều trại tôm nằm liền kề nhau ây là mô hình nuôi tôm thâm canh nước ngọt
ịa điểm lấy mẫu từ vệ tinh oogle Earth
2.3 Ế O LẤY MẪU ể thực hiện mục đích nghiên cứu, đề tài cần phải tiến hành thêm một phương pháp lấy mẫu khác nhằm đối chiếu với phương pháp lấy mẫu thụ động o đó: phương pháp lấy mẫu tức thời (Grab Sampling) được thực hiện song song cùng lúc với phương pháp lấy mẫu thụ động (Passive Sampling) tại cùng một ao nuôi tôm đang hoạt động trong suốt 14 ngày (03/04/2015-17/04/2015) Phân bố thời gian đặt và lấy mẫu nhƣ sau:
GS1 GS2 GS3 GS4 GS5 GS6 GS7 GS8 GS9 GS10 GS11 GS12 GS13 GS14 GS15
PS: Passive sample; GS:Grab sample
Thời gian lấy mẫu của cả 2 phương pháp
ối với các mẫu lấy được bằng phương pháp lấy mẫu tức thời, để mẫu mang tính đại diện hơn cho đặc điểm của nước tại ao nuôi tôm trong một ngày, đề tài thực hiện lấy mẫu với tần suất 3 lần/ngày vào 3 thời điểm khác nhau (sáng-trƣa-chiều) Sau đó tiến hành trộn lẫn và xử lý theo sơ đồ sau:
Sơ đồ xử lý mẫu thu được theo phương pháp lấy mẫu tức thời
Ngày ặt tất cả 8 POCIS vào ao
Phân tích bằng LCMS/MS 200 mL
29 ôi với các mẫu thu được bằng phương pháp lấy mẫu thụ động, thời gian lấy mẫu cũng là 15 ngày với tần suất lấy mẫu theo bảng 2.2 dưới đây, trong đó:
POCIS 1-2: lấy sau 4 ngày đặt (ngày 1-ngày 5) POCIS 3-4: lấy sau 8 ngày đặt (ngày 1-ngày 9) POCIS 5-6: lấy sau 11 ngày đặt (ngày 1-ngày 12)
POCIS 7-8: lấy sau 14 ngày đặt (ngày 1-ngày 15)
Thời gian đặt PO S
POCIS 3-4
POCIS 7-8: lấy sau 14 ngày đặt (ngày 1-ngày 15) ảng 2.2: Thời gian đặt PO S
Mục đích của việc lấy mẫu cách ngày để khảo nghiệm tính chính xác của Lấy mẫu thụ động trong việc tính nồng độ trung bình với một giai đoạn khảo sát Sau khi thu hồi các bộ lấy mẫu PO IS, cần tiến hành theo các bước được biểu diễn theo sơ đồ sau:
ác bước xử lý mẫu thu được từ bộ lấy mẫu PO S
Thu lại POCIS Thu hồi chất hấp phụ
Tính toán hệ số R S bằng công thức
2.4.1 Tốc độ lấy mẫu hiệu chuẩn (R Scal ) của phương pháp lấy mẫu thụ động đƣợc tính toán theo công thức sau:
R Scal là tốc độ lấy mẫu hiệu chuẩn (L/ngày) t là thời gian đặt mẫu (ngày) là khối lƣợng chất cần phân tích thu lại trong mỗi bộ lấy mẫu thụ động (ng) là nồng độ chất trong nước từ các mẫu có được từ phương pháp lấy mẫu tức thời (ng/L)
2.4.2 Nồng độ các chất trong nước được tinh toán theo công thức sau:
: nồng độ chất trong môi trường nước (ng/L) : nồng độ chất trong chất hấp thu (ng/g) : tốc độ lấy mẫu hiện trường (L/ngày)
Trong đó, Tốc độ lấy mẫu hiện trường được tính toán bằng công thức sau:
(Schopfer Adrien, 2014) là tốc độ lấy mẫu hiện trường (L/ngày) là tốc độ lấy mẫu hiệu chuẩn (L/ngày) là tỷ lệ giải hấp của PR (DIA-d5) hiện trường (ngày -1 ) là tỷ lệ giải hấp của PR (DIA-d5) hiệu chuẩn (ngày -1 ) Ct là nồng độ PR (DIA-d5) sau thời gian t đặt mẫu (ng/g) là nồng độ PR ( I -d5) ban đầu (ng/g)
2.5 UẨN Ị MẪU VÀ ẶT MẪU 2.5.1 ác bước chuẩn bị bộ lấy mẫu POCIS
Bộ lấy mẫu PO IS đƣợc chuẩn bị theo sơ đồ sau
Hình 2.6 : Sơ đồ chuẩn bị và lắp đặt PO S
PRC và dichloromethane (6 μg PR /1 g HLB;
0,3 μg PRC/1mLdichlorome thane ƣa và bể siêu âm trong 5 phút
Làm khô bằng máy cô quay chân không
Thổi qua khí Nito trong 30 phút
Cân 200mg chất hấp phụ cho mỗi PO IS
Lắp PO IS Bước 1: huẩn bị dụng cụ
Bước 2: huẩn bị chất hấp thu
Bước 3: Làm khô chất hấp thu
2.5.2 ách thức đặt mẫu: ác PO IS được sắp xếp theo một đường thẳng vuông góc với các thiết bị sục khí ở khoảng cách khoảng 5 mét, nhƣ thể hiện trong hình 2.7 & 2.8
Hình 2.7: ặt PO S trong ao nuôi tôm
Hình 2.8: Vị trí đặt PO S so với thiết bị sục khí
2.6 ỂM TR TÍN ỔN ỊN Ủ PR (D -d5) TRON ẤT ẤP THU : huẩn bị DIA-d5 trong chất hấp thu Oasis HLB ở nồng độ khoảng 6 μg/g Bột này đƣợc tiến hành pha loãng với dichloromethane và bốc hơi đến khô trong một thiết bị cô quay chân không và thổi khô dưới dòng nitơ (Bước 1,2 &3 hình 2.6) Bột này sau đó đã được chia thành ba phần và lưu trữ dưới ba điều kiện nhiệt độ khác nhau trong phòng thí nghiệm của trung tâm CARE RESCIF lần lƣợt là: 30°C, 5°C và - 6°C
Sau đó tiến hành rửa giải bằng phương pháp SPE và phân tích bằng L MS/MS qua các thời gian lần lƣợt là: 3 ngày, 10 ngày và 30 ngày
2.7 P ƢƠN P P P ÂN TÍ MẪU 2.7.1 Tiền xử lý mẫu
Mẫu nước trước khi phân tích phải được điều chỉnh về pH trung tính bằng Orthophosphoric acid (25%) hoặc NaOH (5%) Sau đó, 500 mL mẫu đƣợc lọc qua màng lọc sợi thủy tinh 0.47 μm (Whatman) nhằm loại bỏ chất rắn lơ lửng uối cùng, thêm vào 0.1% Na 2 -EDTA 1 M và ISs (Dinh et al., 2011)
2.7.2 Phương pháp chiết pha rắn SPE ột chiết sử dụng dạng cartrigde (60mg, 30 mL) và chất nhồi cột đƣợc chọn là
Oasis hydrophilic – lipophilic - balance (HLB) Bước đầu tiên, cột được hoạt hóa bằng 3 mL MeOH và 3mL nước Sau đó, mẫu nước đã qua bước tiền xử lý được chảy qua cột với tốc độ dòng 2-3 mL/phút Sau khi nước hoàn toàn chạy qua chất hấp thu,cột đƣợc rửa sạch bằng 3 mL MeOH (5%), và làm khô chân không trong suốt 10 phút uối cùng, các chất phân tích đƣợc rửa giải bằng 5 mL MeOH
MeOH mang chất chiết xuất này sẽ được thổi khô dưới dòng nitơ ở 40◦ rồi được tái tạo đến 0,5 mL bởi dung dịch MeOH (10%) với 0,1% axit formic Sau đó chiết xuất lại được lọc một lần nữa qua đầu lọc ống tiờm 0.2 àm trước khi cho vào lọ để phõn tớch bằng sắc ký lỏng ghép khối phổ (L -MS / MS) (Dinh et al., 2011)
2.7.3 Phương pháp sắc ký lỏng ghép đầu dò khối phổ L MS/MS
Hệ thống sắc ký lỏng sử dụng là hệ thống mô-đun tách với bơm nhị phân ( gilent 1200 series) ác thông số phân tích LC-MS/MS cũng đƣợc mô tả bởi ( inh et al., 2011) Cột tỏch là loại cột Agilent Zorbax Eclipse C18 (2.1 mm ID x 150 mm, 3,5 àm)
Pha động là hỗn hợp dung môi N ( ) và dung dịch đệm (B) đƣợc axit hóa với 0,01% axit formic (H OOH) theo một tỷ lệ ban đầu là A:B= 90:10 Quá trình tách diễn ra ở 35 ° với tốc độ dòng chảy 0,5 mL/phút với tỷ lệ (A: B) từ 90:10 đến 75:25 trong 2 phút, 4 phút tại 65:35, 7 phút tại 25:75; 0: 100 trong 3 phút Sau đó, hệ thống đƣợc cân bằng trong 2,4 phút trước khi tiêm tiếp theo (tổng thời gian chạy: 12,5 phút) Thể tớch tiờm mẫu đƣợc đặt ở 10 àL
Hệ thống hoạt đồng với đầu dò tứ cực (Agilent 6410) và nguồn ion hóa ESI, Argon (99,9%, Hồ hí Minh, Việt Nam) đã đƣợc sử dụng nhƣ khí va chạm trong khi nitơ đã đƣợc sử dụng nhƣ là khí mang (11.0 L/h) Nhiệt độ nguồn đƣợc đặt ở 350◦ ối với mỗi chất phân tích, hai tín hiệu đƣợc theo dõi, là ion mẹ và hai ion con có tín hiệu mạnh nhất ữ liệu đƣợc thu thập bằng cách sử dụng hàng loạt phần mềm từ Agilent Technologies ối với định lƣợng, mỗi IS đã đƣợc sử dụng để định lƣợng một hoặc một số loại kháng sinh ịnh lƣợng đƣợc thực hiện bằng cách tính toán các yếu tố phản ứng của mỗi chất phân tích liên quan đến IS tương ứng của nó và nồng độ được xác định bằng cách phân tích hồi quy tuyến tính của tỷ lệ diện tích peak (Dinh et al., 2011)
ƢỢ
T ÔN SỐ LÝ Ó Ủ MÔ TRƯỜN
ác thông số hóa lý đƣợc đo 3 lần sau mỗi 2 tuần, để có thể mang tính đặc trƣng cho môi trường và có thể xác định được xu hướng biến thiên của chúng Trong các đợt khảo sát hiện trường, các thông số lý-hóa học được xác định thông qua các đầu dò đa thông sốvà cánh đo gió cầm tay bao gồm: tốc độ của nước, nhiệt độ nước, độ mặn, độ dẫn điện, pH và nồng độ oxy hòa tan, thu đƣợc kết quả sau:
Kết quả đo đạc các thông số hóa lý của ao tôm lấy mẫu
Thông số Lần đo 1 Lần đo 2 Lần đo 3 Trung bình
Tốc độ dòng chảy bề mặt (cm/s)
– thiết bị sục khí hoạt động 19 16 18 17.67
Tốc độ dòng chảy đáy (cm/s) – thiết bị sục khí hoạt động 8 5 7 6.67
Tốc độ dòng chảy bề mặt (cm/s) – thiết bị sục khí không hoạt động
Tốc độ dòng chảy đáy (cm/s) – thiết bị sục khí không hoạt động 0 0 0 0
Nhiệt độ nước ( 0 C) 28.5 30.1 31.5 30.03 ộ mặn (‰) 6.7 7 7.6 7.10 ộ dẫn điện (mS/cm) 11.77 12 12 11.92 pH 8.4 8.06 8.3 8.35
Từ các dữ liệu trên, có thể xác định rằng: môi trường nền có tốc độ dòng chảy bề mặt và đáy trung bình khi cho thiết bị sục khí hoạt động, nhiệt độ nước vào khoảng
30 0 C, độ dẫn điện cũng vào khoảng trung bình, độ mặn ao trung bình là 7.1 ‰ chỉ ra môi trường nước trong ao nuôi là nước lợ, pH hơi cao do chủ ao nuôi đã nâng chỉ số pH nhằm tạo môi trường sống lý tưởng cho tôm nuôi, lượng oxy hoàn tan cao do trong ao nuôi có thiết bị sục khí giúp hổ trợ quá trình phát triển của tôm nuôi O ở lần đo
37 thứ 3 có giá trị cao (10.11) là do sự phát tán của phân lợn vào thời điểm này, tạo ra hiện tƣợng phú dƣỡng
3.2 ết quả tính toán hệ số R scal
R scal đƣợc tính toán theo công thức 1.1 ở mục 2.4.1
3.2.1 Nồng độ kháng sinh và thuốc trừ sâu trong nước phân tích từ các S :
Kháng sinh và thuốc trừ sâu trong nước được xác định nồng độ bằng phương pháp L MS/MS từ các mẫu nước ao nuôi được lấy theo phương pháp lấy mẫu tức thời Kết quả đạt đƣợc đƣợc biểu thị bằng bảng 3.2 sau
Nồng đồ kháng sinh và thuốc trừ sâu phân tích từ các S (ng/L)
3.2.2 hối lƣợng kháng sinh và thuốc trừ sâu phân tích từ các PO S
Khối lượng kháng sinh và thuốc trừ sâu cũng được xác định từ nhờ phương pháp L MS/MS tuy nhiên mẫu sử dụng phân tích là bột hấp thu đƣợc thu hồi từ mỗi bộ lấy mẫu PO IS được đặt dưới ao nuôi Kết quả phân tích được miêu tả trong bảng 3.3 sau
hối lƣợng kháng sinh và thuốc trừ sâu thu đƣợc từ các PO S (ng)
3.2.3 Tốc độ lấy mẫu hiệu chuẩn R Scal
Từ kết quả của bảng 3.2 và 3.3, tốc độ lấy mẫu của Trimethoprim,
Sulfamethoxazole và Atrazine ở các giai đoạn khác nhau đƣợc tính toán và thể hiện ở bảng 3.4 sau
ết quả tính toán hệ số R Scal
Thời gian đặt mẫu Rs (L/ngày)
Những giá trị này được so sánh với những người được tìm thấy trong các tài liệu trong Bảng 3.5:
So sánh tốc độ lấy mẫu hiệu chuẩn tính toán cho các thời điểm khác
nhau với những nghiên cứu từ trước
Rscal (L/ngày) Trimethoprim Sulfamethoxazole Atrazine
Rscal môi trường nước ngọt (Sửderstrửm et al., 2009) 0.09-0.36 Rscal môi trường nước ngọt
Rscal môi trường nước ngọt/mặn/lợ (Shi et al., 2009) 0.031-1.48 0.027-0.136 Rscal môi trường nước biển
Kết luận: Các giá trị của tỷ lệ mẫu hiệu chuẩn tính toán trùng tương đối tốt với những giá trị tìm thấy trong các nghiên cứu tương tự, trừ trường hợp ngoại lệ của sulfamethoxazole Như vậy, hoàn toàn có thể áp dụng phương pháp Lấy mẫu thụ động để xác định kháng sinh và thuốc trừ sâu trong môi trường nước mặt tại Việt Nam
3.3 Tính ổn định DIA-d5 trong chất hấp thu ác kết quả của I -d5 của bài kiểm tra sự ổn định đƣợc tóm tắt trong các bảng 3.6 dưới đây:
Nồng độ D -d5 trong chất hấp thu qua các giai đọan thời gian
Ban đầu 3 ngày 10 ngày 30 ngày
-6 0 C 5423 5559 5545 - ựa vào các số liệu trên, có thể xác định đã lỗi xảy ra dẫn đến các kết quả đƣợc tô đậm Lỗi này là do sự kết hợp của nhiều yếu tố: không chính xác khi xử lý và cân chỉnh, tính không đồng nhất của sự tập trung I -d5 trong bột HLB và tỷ lệ biến đối ở các mẫu khác nhau tùy thuộc vào thời gian bay hơi dưới tốc độ dòng chảy nitơ hoặc methanol khi rửa giải
Mặc dù không chắc chắn trong kết quả ở 10 ngày đầu tiên của thí nghiệm, tuy nhiên, nồng độ của I -d5 giảm trong khoảng thời gian từ ngày thứ 10 đến ngày thứ 30 khá rõ ràng o đó, chúng ta có thể kết luận rằng bột HLB của phân tử này có thể không lưu trữ được trong 30 ngày ở nhiệt độ phòng hoặc trong tủ lạnh
LƢỢN N S N VÀ T UỐ TRỪ SÂU TRON MÔ TRƯỜN NƯỚ MẶT
M S T NƯỚ MẶT U VỰ NUÔ TÔM UYỆN TÂN TRỤ, LONG AN
ể đánh giá tình trạng nước mặt khu vực nuôi tôm tại huyện Tân Trụ, tác giả đã thực hiện 5 đợt đặt và lấy mẫu Mỗi đợt cách nhau trung bình 2 tuần lễ (tức là mỗi PO IS được đặt trong môi trường 14 ngày ngoại trừ đợt lấy mẫu thứ ba thời gian kéo dài hơn do trùng với lịch nghĩ lễ) ợt 1: 20/03/2015-03/04/2015 ợt 2: 03/04/2015-17/04/2015 ợt 3: 17/04/2015-11/05/2015 ợt 4: 11/05/2015-26/05/2015 ợt 5: 26/05/2015-09/06/2015 ối với mỗi đợt đặt mẫu, một bộ dụng cụ chứa hai PO IS đƣợc đặt trong ao nuôi tôm, ở một khoảng cách ngang 5 m so với thiết bị sục khí, cùng một vị trí nơi mà các PO IS hiệu chuẩn được đặt Hai POCIS khác được đặt tại con kênh dẫn nước của khu vực ao nuôi Và có hai POCIS đặt thử nghiệm trên sông Vàm ỏ Tây, nhƣng chƣa thu hồi đƣợc vì mức độ dao động của thủy triều (Hình 4.1).
Vị trí đặt mẫu giám sát chất lượng nước khu nuôi tôm Tân Trụ
: Nơi đặt POCIS : Thiết bị sục khí
Tây
Thông số lý hóa của môi trường khu vực nuôi tôm Tân Trụ
ể phục vụ cho mục tiêu giám sát chất lượng nước cho khu vực ao nuôi, các thông số môi trường nền của ao nuôi và kênh dẫn nước đã được khảo sát và các thông số hóa lý cũng được đo 3 lần sau mỗi 2 tuần, để có thể mang tính đặc trưng cho môi trường và có thể xác định được xu hướng biến thiên của chúng a) ôn số óa lý ao nuô tôm
Từ các số liệu của bảng 3.1, các thông số hóa lý môi trường ao nuôi được biểu diễn bằng đồ thị sau:
ác thông số hóa lý khu vƣc ao nuôi tôm Tân Trụ
44 b) ôn số óa lý kên dẫn nước
Tương tự như ao nuôi, các thông số hóa lý của kênh dẫn cũng được biểu diễn bằng đồ thị
ác thông số hóa lý kênh dẫn nước khu vực nuôi tôm Tân Trụ
Từ 2 đồ thị trên, có thể nhận thấy:
- Có một xu hướng ấm lên của môi trường nước, cũng như biến động về độ mặn và vận tốc của nước trong các kênh rạch Hai hiện tượng có thể được giải thích một cách dễ dàng bởi sự nóng lên toàn cầu và sự tăng cường của bức xạ mặt trời thường được tìm thấy trong khu vực này vào thời điểm này trong năm, và hiện tƣợng thủy triều
- Nồng độ oxy hòa tan cũng khác biệt đáng kể trong các kênh dẫn iều này có thể là do sự phát tán của của các gia đình chăn nuôi lợn trong khu vực, tạo ra hiện tƣợng phú dƣỡng Tuy nhiên, nồng độ oxy hòa tan không phải là một tham số ảnh hưởng đáng kể tỉ lệ hấp thụ của POCIS [Harman et al., 2012]
4.1.2 Nồng độ kháng sinh và thuốc trừ sâu đƣợc tính toán từ các mẫu PO S tại Tân Trụ a) ốc độ lấy mẫu ện trườn tạ k u vực nuô tôm ân rụ
Mục đích của việc tính tốc độ lấy mẫu hiện trường là để có thể tính toán nồng độ của kháng sinh và thuốc trừ sâu trong nước (ng/L) từ kết quả nồng độ kháng sinh và thuốc trừ sâu trong chất hấp thụ (ng/g) có đƣợc từ việc phân tích mẫu thu đƣợc từ bộ lấy mẫPO IS bằng công thức công thức 1.2 ở mục 2.4.2 của 3 chất Trimethoprim, Sulfamethoxazole và trazine đƣợc lấy từ kết quả tính toán của Bảng 3.4, các chất còn lại được sưu tầm từ các tài liệu nghiên cứu liên quan ưới đây là bảng tóm tắt các giá trị dùng cho các thuật toán bên dưới
Rscal [L/ngày] đƣợc sử dụng để tính toán nồng độ kháng sinh và thuốc
trừ sâu trong nước trong 14 ngày
Ciprofloxa cin (Bailly et al., 2013)
Tỷ lệ giải hấp hiệu chuẩn đƣợc tính dựa trên nồng độ PR ( I -d5) đƣợc phân tích từ mẫu thu đƣợc bởi các PO IS ở bảng 3.3 Trong đó mẫu blank chứa I -d5 ban đầu và PO IS 7-8 chứa I -d5 đã được đặt trong môi trường ao nuôi 14 ngày Kết quả tính toán tỷ lệ giải hấp hiệu chuẩn đƣợc biểu thị bằng bảng 4.2 sau
ết quả tính toán tỷ lệ giải hấp hiệu chuẩn (ngày -1 )
m t m HLB trung bình C t C t trung bình t
: khối lƣợng I -d5 ban đầu trong chất hấp thụ (ng) mt : khối lƣợng I -d5 sau thời gian t trong chất hấp thụ (ng) mHLB: khối lƣợng HLB thu lại đƣợc (g) t: thời gian đặt mẫu (ngày)
: nồng độ I -d5 ban đầu trong chất hấp thụ HLB (ng/g) t: nồng độ I -d5sau thời gian t trong chất hấp thụ HLB (ng/g)
Tương tự cách tính , tỷ lệ giải hấp hiện trường được tính dựa trên nồng độ PR ( I -d5) đƣợc phân tích từ mẫu thu đƣợc bởi các PO IS đặt theo hình 4.1
Trong đó mẫu blank chứa I -d5 ban đầu và PO IS khác chứa I -d5 đã đƣợc đặt trong môi trường ao nuôi và kênh dẫn lần lượt theo từng đợt đặt và lấy mẫu Kết quả tính toán tỷ lệ giải hấp hiện trường được biểu thị bằng bảng 4.3 sau
ết quả tính toán tỷ lệ giải hấp hiện trường (ngày -1 )
t (ngày)
ết quả tính toán Tân Trụ Lần
đặt mẫu Mẫu Trimethop rim
Kênh dẫn 2 0.09 0.16 0.22 0.07 0.09 0.13 b) N n độ k n s n và t uốc trừ sâu được t n to n từ c c mẫu POCIS
Từ kết quả tính toán tốc độ lấy mẫu hiện trường và kết quả phân tích nồng độ hoạt chất trong pha rắn (chất hấp thu trong mỗi PO IS đặt tại khu vực nuôi tôm Tân Trụ), nồng độ hoạt chất trong nước được tính toán theo công thức 1.2 ở mục 2.4.2
Từ công thức trên, nồng độ Trimethoprim trong nước được tính toán và thu được kết quả sau
Nồng độ Trimethoprim trong môi trường nước khu vực nuôi
Lần đặt mẫu Mẫu (ng/g) T (ngày)
Ao nuôi 2 95.0 0.23 14 29.50 ênh dẫn 1 355.0 0.15 14 169.05 204.33 ênh dẫn 2 301.9 0.09 14 239.60
Ao nuôi 2 116.9 0.21 14 39.76 ênh dẫn 1 153.8 0.13 14 84.51 94.17 ênh dẫn 2 116.3 0.08 14 103.84
Những kết quả thu được từ bảng 4.5 trên được biểu diễn bằng đồ thị dưới đây
Hình 4.4: Nồng độ Trimethoprim trong ao nuôi và kênh dẫn tại Tân Trụ
Tương tự Trimethoprim, nồng độ các chất khác cũng được tính toán và biểu diễn dưới dạng đồ thị, bao gồm: Sulfamethoxazole, iprofloxacin, Ofloxacine, Erythromicin và Atrazine
Hình 4.5: Nồng độ Sulfamethoxazole trong ao nuôi và kênh dẫn tại Tân Trụ
Hình 4.6: Nồng độ Ciprofloxacin trong ao nuôi và kênh dẫn tại Tân Trụ
Hình 4.7: Nồng độ Ofloxacine trong ao nuôi và kênh dẫn tại Tân Trụ
Hình 4.8: Nồng độ Erythromicin trong ao nuôi và kênh dẫn tại Tân Trụ
Hình 4.9: Nồng độ Atrazine trong ao nuôi và kênh dẫn tại Tân Trụ Nhận xét:
Trừ Sulfamethoxazole, nồng độ các chất tìm thấy trong ao nuôi và kênh dẫn là không quá cao
Nồng độ Trimethoprim tăng nhẹ trong ao nuôi mặc dù giảm trong kênh dẫn Xu hướng biến thiên của Sulfamethoxazole cũng tương tự như Trimethoprim: tăng trong ao nuôi và giàm ở kênh dẫn, tuy nhiên, về mức độ lại có sự khác biệt Nồng độ của Sulfamethoxazole tăng vọt từ đợt lấy mẫu thứ 2 Nguyên nhân dẫn đến việc này có thể là do chủ trang trại đã phối hợp hai loại kháng sinh này nhằm tăng hiệu quả điều trị và giảm khả năng kháng thuốc của tôm nuôi (thông thường, các chủ trang trại thường phối hợp 2 loại kháng sinh này theo tỷ lệ Trimethoprim: Sulfamethoxazole = 1:5)
Nồng độ của iprofloxacin, Ofloxacine, Erythromicin trong ao nuôi có giá trị 0, điều này chứng tỏ, chủ trang trại không sử dụng các loại kháng sinh để hổ trợ sự tăng trường và phát triển của tôm nuôi Sự xuất hiện của iprofloxacin, Ofloxacine, Erythromicin trong kênh dẫn là có thể là hệ quả từ việc chăn nuôi lợn của một số hộ gia đình sống gần khu vực kênh dẫn
Xu hướng biến thiên của trazine trong ao nuôi và kênh dẫn ờ đợt lấy mẫu 1 và 2 khá tương đồng Nguyên nhân của sự xuất hiện trazine là do chủ trang trại sử dụng để kiểm soát cỏ dại Tuy nhiên, nồng độ trazine trong kênh dẫn ở đợt lấy mẫu lần 3 đột nhiên tăng nhẹ, đây có thể là do trazine dùng để diệt cỏ ở các trang trại hoặc các hộ lân cận
4.2 M S T NƯỚ MẶT U VỰ NUÔ TÔM ẦN Ờ ể đánh giá tình trạng nước mặt khu vực nuôi tôm tại huyện ần Giờ, tác giả đã thực hiện 5 đợt đặt và lấy mẫu tại một trang trại nuôi tôm có diện tích khoảng 60 ha, là mô hình nuôi tôm thâm canh nước mặn Mỗi đợt cách nhau 2 tuần lễ (tức là mỗi PO IS được đặt trong môi trường 14 ngày ngoại trừ đợt lấy mẫu thứ ba thời gian kéo dài hơn do trùng với lịch nghĩ lễ) ợt 1: 21/03/2015-04/04/2015 ợt 2: 04/04/2015-18/04/2015 ợt 3: 18/04/2015-05/05/2015 ợt 4: 05/05/2015-19/05/2015 ợt 5: 1905/2015-02/06/2015 ối với mỗi đợt lấy mẫu, một bộ dụng cụ chứa hai PO IS đƣợc đặt trong ao nuôi tôm, ở một khoảng cách ngang 10 m so với thiết bị sục khí ể phân biệt những chất ô nhiễm đã hiện diện trong nước của những ao nuôi, hai PO IS cũng đã được sắp xếp trong bể xử lý sinh học uối cùng, hai PO IS cũng đƣợc đặt trong kênh dẫn (Hình 4.10)
Hình 4.10:Vị trí đặt mẫu giám sát chất lượng nước khu nuôi tôm ần iờ
(Google Earth 10°30'19.40"N, 106°45'50.11"E) 4.2.1 Thông số hóa lý của môi trường môi trường khu nuôi tôm ần iờ ể phục vụ cho mục tiêu giám sát chất lượng nước cho khu vực ao nuôi, các thông số môi trường nền của ao nuôi, bể sinh học và kênh dẫn nước đã được khảo sát và các thông số hóa lý cũng đƣợc đo 3 lần sau mỗi 2 tuần, để có thể mang tính đặc trƣng cho môi trường và có thể xác định được xu hướng biến thiên của chúng a) ôn số óa lý Bể s n ọc
Bể sinh học là một bể trung gian giữa hồ chứa nước bơm lên từ sông Sài Gòn và ao nuôi Tại bể sinh học này, chủ trang trại tiến hành thêm các loại chế phẩm vi sinh để nâng cao chất lượng nước cũng như loại trừ các vi sinh vật trôi nổi và các mầm bệnh
Sau đó, nước từ bể này sẽ được phân phối vào các ao nuôi tôm (hình 4.11) Vì nước ở bể sinh học này là nước đầu vào cung cấp cho ao nuôi, nên phải tiến hành giám sát các thông số hóa lý (hình 4.12) để có thể tìm hiểu những ảnh hưởng đến kết quả phân tích nếu có
Thông số hóa lý bể sinh học tại khu vực nuôi tôm ần iờ
b) ôn số óa lý Kên dẫn
Tương tự như bể sinh học, các thông số hóa lý của kênh dẫn cũng được biểu diễn bằng đồ thị
Thông số hóa lý kênh dẫn tại khu vực nuôi tôm ần iờ
So với khu vực nuôi tôm Tân Trụ, sự khác biệt lớn nhất về môi trường nền chính là độ mặn, độ mặn trung bình ở bể sinh học và kênh dẫn lần lƣợt là 22.13‰ và 23.90 ‰, chứng tỏ đây là khu vực sử dụng nước mặn để nuôi tôm
4.2.2 Nồng độ kháng sinh và thuốc trừ sâu đƣợc tính toán từ các mẫu PO S tại ần iờ a) ốc độ lấy mẫu ện trườn tạ k u vực nuô tôm Cần G ờ
Tương tự cách tính của khu vực nuôi tôm Tân Trụ, tốc độ lấy mẫu hiện trường tại ần Giờ cũng được tính toán và tóm tắt bằng bảng 4.6 sau
ết quả tính toán ần iờ
Lần lấy mẫu Mẫu Trimethoprim Sulfamethoxazole Ciprofloxacin Ofloxacine Erythromicin Atrazine
58 khu vực nuôi tôm Tân Trụ, từ kết quả Rs insitu (Bảng 4.6) và lƣợng kháng sinh và thuốc trừ sâu phân tích đƣợc từ PO IS, nồng độ các chất tại khu vực nuôi tôm ần Giờ cũng được tính toán và biểu diễn dưới dạng đồ thị sau
Hình 4.14: Nồng độ Trimethoprim trong ao nuôi và kênh dẫn tại ần iờ
Hình 4.15: Nồng độ Sulfamethoxazole trong ao nuôi và kênh dẫn tại ần iờ
Hình 4.16: Nồng độ Ciprofloxacin trong ao nuôi và kênh dẫn tại ần iờ
Hình 4.17: Nồng độ Ofloxacine trong ao nuôi và kênh dẫn tại ần iờ
Hình 4.18: Nồng độ Erythromicin trong ao nuôi và kênh dẫn tại ần iờ
Hình 4.19: Nồng độ Atrazine trong ao nuôi và kênh dẫn tại ần iờ Nhận xét:
Nồng độ Trimethoprim và Sulfamethoxazole tăng dần sau mỗi lần lấy mẫu, nguyên nhân dẫn đến tình trạng này là do nhu cầu sử dụng 2 loại kháng sinh này tăng theo chu kỳ sinh trưởng của tôm nuôi
Ciprofloxacin xuất hiện với xu hướng tăng dần trong mỗi đợt lấy mẫu, đặc biệt là trong kênh dẫn Tuy nhiên, xu hướng này khá trùng lắp với xu hướng biến thiên của Trimethoprim và Sulfamethoxazole (bắt đầu tăng vọt từ lần lấy mẫu thứ 4), chứng tỏ bắt
Sự xuất hiện của Ofloxacine và Erythromicin trong kênh dẫn là khá bất ngờ, bởi vì xung quanh khu vực nuôi tôm này không có hộ gia đình cũng nhƣ khu chăn nuôi gia súc nhƣ ở Tân Trụ, Long n
Khác với khu vực nuôi tôm Tân Trụ, Long n, trazine không đƣợc phát hiện ở bể sinh học và ao nuôi, chứng tỏ chủ trang trại không sử dụng trazine để trừ cỏ, điều này phù hợp với mô hình ao nuôi là sử dụng các chế phẩm sinh học để tạo môi trường lý tưởng cho tôm phát triển Nồng độ trazine ở kênh dẫn tại khu nuôi tôm ần Giờ được phát hiện với nồng độ không cao (< 25 ng/L) iều này không chứng minh đƣợc các trang trại xung quanh có sử dụng trazine để diệt trừ cỏ
Ngoài ra, còn có thể nhận thấy quan hệ của bể sinh học và kênh dẫn vì các đường đồ thị của chúng ở cả 6 loại chất khảo sát đều gần nhƣ là trùng nhau
ẾT LUẬN
Nghiên cứu giám sát các hoạt chất trong môi trường nước bao gồm năm loại kháng sinh và một loại thuốc trừ sâu đã đƣợc thực hiện trong khoảng 3 tháng ở Long n và ần Giờ Nghiên cứu đặt mẫu hiệu chuẩn khác kéo dài 2 tuần lễ cũng đƣợc thực hiện, nhờ đó tốc độ lấy mẫu hiệu chuẩn đã đƣợc tính toán để làm cơ sở tính tốc độ lấy mẫu hiện trường ó 3 chất có thể tính toán được tốc độ lấy mẫu hiện trường và 3 chất còn lại phải sưu tầm từ các nghiên cứu liên quan Vì vậy, đã có thể tính toán gần đúng nồng độ các chất trong ao nuôi, kênh dẫn và bể sinh học ở 2 khu vực đang có sự phát triển về nuôi trồng thủy sản đặc biệt là tôm thẻ chân trắng là Long n và ần Giờ
Kết quả cho thấy, việc sử dụng kháng sinh để chữa bệnh và kích thích sự phát triển của tôm đang là mối nguy cơ đe dọa đến môi trường sinh thái của các khu vực lân cận
Nên có sự quản chế về mặt pháp lý cũng nhƣ thành lập các lớp đào tạo cho chủ trang trại và người nuôi nhỏ lẻ Mặt khác, cần áp dụng các biện pháp kỹ thuật đơn giản và tiêu tốn ít kinh phí để xử lý chất thải là dƣ lƣợng kháng sinh và thuốc trừ sâu nhƣ công trình nghiên cứu của Huang et al năm 2015 dùng wetland để xử lý nước thải trang trại lợn chứa Tetracyclines
Tuy nhiên, nghiên cứu chỉ có thể phân tích 6 chất qua L MS/MS, đạt một nữa so với mong muốn ban đầu iều này mở ra một cơ hội nghiên cứu mới, trong tương lai có thể phát triển thêm phương pháp phân tích, nhằm xác định được toàn bộ nồng độ của các hơp chất mong muốn
Acie C Waldron (1982) Pesticides and Groundwater Contamination, Ohio State University Extension Bulletin 820 [online] Available at: http://ohioline.ag.ohio- state.edu/b820/index.htmL
Alvarez D.A (1999) “Development of an Integrative Sampling Device for Hydrophilic Organic Contaminants” Aquatic Environments, University of Missouri-Columbia,
Alvarez D.A., Cranor W.L., Perkins S.D., SchroederV.L., WernerS., FurlongE.T., and HolmesJ.(2008) “Investi-gation of organic chemicals potentially responsible for mortality and intersex in fish of the North Fork of the Shenandoah River, Virginia, during spring of 2007” U.S Geological Survey Open-File Report 2008–1093, p 16
Alvarez D.A., Huckins J.N, Petty J.D, Jones-Lepp T.L., Stuer-Lauridsen F., Getting , Goddard J.P., Gravell (2007) “Tool for monitoring hydrophilic contaminants in water: polar organic chemical integrative sampler (POCIS)”, in
Comprehensive analytical chemistry volume 48, Wilson and Wilson’s, pp 171-197
Alvarez D.A., Petty J.D., Huckins J.N, Jones-Lepp T.L., Getting D.T., Goddard J.P., Manahan S.E (2004).“Development of a Passive, In Situ, Integrative Sampler for Hydrophilic Organic Contaminants” in Aquatic Environments, Environ, Tox Chem, pp 1640-1648
Alvarez D.A., Stackelberg P.E., Petty J.D., Huckins J.N., Furlong E.T., Zaugg S.D and Meyer M.T (2005) “Comparison of a novel passive sampler to standard water- column sampling for organic contaminants associated with wastewater effluents entering a New Jersey stream”, in Chemosphere vol 61, p 610 -622
An N.Q.(2009) Report of antibiotic use in animal in Vietnam, Presentation in the 1st
Bailly Emilie, Yves Levi, Sara Karolak (2013) Calibration andfield evaluation of polar organic chemical integrative sampler (POCIS) for monitoring pharmaceuticals in hospital wastewater Environmental Pollution 174, pp 100-105
Bộ Khoa học và ông nghệ (2014) êu c uẩn quốc a về an toàn t ực p ẩm đố vớ sản p ẩm độn vật – t uật n ữ và địn n ĩa NXB Hà Nội, 2014, p 25
Booij, K., Vrana, B., Huckins, J.N (2007) “Theory, modelling and calibration of passive samplers used in water monitoring”,in Passive Sampling Techniques in Environmental Monitoring Elsevier, Amsterdam, pp 141-169
Buchberger W.W (2007) Novel analytical procedures for screening of drug residues in water, waste water, sediment and sludge Analytical Chimica Acta, v 593, pp 129 –
Bueno María Jesús Martínez, María Dolores Hernando, Ana Agüera, Amadeo R
Fernández-Alba (2009) Application of passive sampling devices for screening of micro-pollutants in marine aquaculture using LC–MS/MS Talanta 77, pp.1518–
Dinh Quoc Tuc, Fabrice Alliot, Elodie Moreau-Guigon, Joởlle Eurin, Marc Chevreuil, Pierre Labadie (2011) Measurement of trace levels of antibiotics in river water using on-line enrichment and triple-quadrupole LC-MS/MS Talanta 85(3), 1238-1245 ương Hồng nh (2015) “Xác định dư lượng kháng sinh Floquinolon trong nước, bùn và tôm tại khu vực nuôi tôm quảng canh Giao n, Giao Thủy, Nam ịnh”, ạp c
K oa ọc Đ QG N: K oa ọc ự n ên và Côn n ệ, tập 31, số1, pp 1-7
Endress+Hauser (2015) Technical Information Liquistation CSF48 [online] Available: https://portal.endress.com/wa001/dla
EPA (2012) Specifications of Guidelines for Using Passive Samplers to Monitor Organic Contaminants at Superfund Sediment Sites, OSWER Directive 92001.1-110
Gilbertson, T J., Hornish, R E., Jaglan, P S., Koshy, K T., Nappier, J L., Stahl, G L., Cazer, A R., Nappier, J M., Kubicek, M F., HoVman, G A., and HamLow, P J
(1990) Environmental fate of ceftiofur sodium, a cephalosporin antibiotic: Role of animal excreta in its decomposition J Agric Food Chem.38, 890–894
Gorecki T., Namiesnik J.(2002) Passive Sampling Trends in analytical chemistry, 21(4), pp 276-291
Review.” Environmental Toxicology and Chemistry 31 (12): 2724–38
Hektoen, H., Berge, J A., Hormazabal, V., and Yndestad, M (1995) Persistence of antibacterial agents in marine sediments Aquaculture 133, 175–184
Huckins J.N., Petty J.D., Orazio C.E., Lebo J.A., Clark R.C., Gibson V.L., Gala W.R., Echols K.R.(19990 Determination of uptake kinetics (sampling rates) by lipid- containing semipermeable membrane devices (SPMDs) for polycyclic aro-matic hydrocarbons (PAHs) in water Environ Sci Technol 33, pp 3918-3923
Huckins J.N., Petty J.D., Prest H.F., Clark R.C., Alvarez D.A., Orazio C.E., Lebo J.A., Cranor W.L., and John-son B.T (2002), “A guide for the use of semipermeable membrane devices (SPMDs) as samplers of waterborne hydrophobic organic contaminants” in Report for the American Petroleum Institute (API), API publication number 4690
Huckins, J.N., Petty, J.D., Booij, K., (2006) Monitors of organic chemicals in the environment Semipermeable Membrane Devices Springer, Science+Business
Huỳnh Thị Tú, Nguyễn Thanh Phương, Frédéric Silvestre, aroline Douny,Châu Tài Tảo, Guy Maghuin-Rogister, Patrick Kestemont (2006) “Khảo sát tình hình sử dụng thuốc - hóa chất trong nuôi tôm và sự tồn lưu của Enrofloxacin và Furazolidone trong tôm sú”, ạp c N ên cứu K oa ọc Đ Cần ơ 2006, pp.70 -78, 2006
Ingerslev, F., Tora ăng, L., Loke, M‐L., Halling‐Sứrensen, B., and Nyholm, N (2001)
Primary biodegradation of veterinary antibiotics in aerobic and anaerobic surface water simulation systems.Chemosphere44, 865–872
Jan H Oudejans (1991) Agro-pesticides: Properties and Functions in Integrated Crop Protection, United Nations, pp 82-84
Jones Lepp, T, D A Alvarez, J D Petty, and J N Huckins (2004) Polar organic chemical intergrative sampling and liquid chromatography-electrospray/ion-trap mass spectrometry for assesing selected presscription and illicit drugs in treated
Kerle EA, Jenkins JJ and Vogue PA (2007) Understanding pesticide persistence and mobility for groundwater and surface water protection Oregon State Univ Extension
Kot, A., Zabiegala, B., Namiesnik, J., (2000) Passive sampling for long-term monitoring of organic pollutants in water Trac-Trends Anal Chem 19, pp 446-459
Morrison, S M., Grant, D W., Nevins, M P., and Elmund, K (1969) “Role of excreted antibiotics in modifying microbial decomposition of feedlot waste” Animal Waste Management, Cornell University Conf on Agric Waste Management, 13–15 Jan
1969, pp 336–339 Syracuse, NY Cornell Univ Press, Ithaca, NY
NAFIQAD (2009) Monthly Report of Antibiotic Residue in Aquaculture[online]
Available: http://www.nafiqad.gov.vn/d-chuong-trinh-giam-sat/a-du-luong
Ngô Trọng Thuận (2007) “ òng chảy mùa cạn ở BS L”, uyển tập b o c o ộ t ảo k oa ọc lần t ứ 0, Viện Khoa học khí tượng thủy văn và Môi trường, TPH M
NVWA (2009) Adv es nzake de r s co’s van ekweekte v s VWA, BuR, 13186
Osol, A and J.E Hoover, et al (eds.) (1975) Remington's Pharmaceutical Sciences 15th ed Easton, Pennsylvania: Mack Publishing Co., p 1143
Pacáková, V., Loukotková, L., Bosáková, Z., and Štulik, K, (2009), “ nalysis of estrogens as environmental pollutants” in A review: Journal of Separation Science, v
Palmes E.D., Gunnison A.F(1973) “Personal monitoring device for gaseous contamin” in American Industrial Hygiene Association Journal 34, 1973, pp 78-81
Phạm Kim ăng, ặng Vũ Bình , Phạm Hồng Ngân, Marie- Louise SCIPPO, Caroline
DOUNY , Guy MAGHUIN-ROGISTER , Guy DEGAND (2007) “The status quo of shrimp production and use of antibiotics in shrimp farming in Quang Ninh province”, ạp c K K Nôn n ệp Tập V, Số 2, pp 28-35, Mar 2007
Pham Van Toan, Zita Sebesvari, Melanie Blọsing, Ingrid Rosendahl, Fabrice G Renaud (2013) “Pesticide management and their residues in sediments and surface and
Reemtsma, T., and Quintana, J.B.(2006) “ nalytical methods for polar pollutants”, in
Organic Pollutants in The Water Cycle, Weinheim, Wiley-VCH, pp 1–40
Samuelsen, O B (1989) Degradation of oxytetracycline in sea water at two diVerent temperatures and light intensities, and the persistence of oxytetracycline in the sediment from a fish farm Aquaculture 83, pp.7–16
Schopfer Adrien, Estoppey Nicolas, OmLin Julien, Udrisard Robin, Esseiva Pierre and de Alencastro Luiz Felippe (2014) “The Use of Passive Samplers to Reveal Industrial and Agricultural Pollution Trends in Swiss Rivers” in CHIMIA International Journal for Chemistry, Volume 68, Number 11, November 2014, pp 778-782
Sengelứv, G., Agersứ, Halling‐Sứrensen, B., Baloda, S B., Andersen, J S., and Jensen, L B (2003) Bacterial antibiotic resistance levels in Danish farmLand as a result of treatment with pig manure slurry.Environ Int.28, 587–595
Shi, X., J.L Zhou, H Zhao, L Hou, and Y Yang (2014) “ pplication of Passive Sampling in Assessing the Occurrence and Risk of Antibiotics and Endocrine Disrupting Chemicals in the Yangtze Estuary, hina.” Chemosphere111 (2014,
Sửderstrửm Hanna, Richard H Lindberg, Jerker Fick (2009) Strategies for monitoring the emerging polar organic contaminants in water with emphasis on integrative passive sampling Journal of Chromatography A, 1216, pp 623–630
Thiele-Bruhn, S (2003) Pharmaceutical antibiotic compounds in soils-A review.J Plant
Thomas J Danielson (2014, April) Protocols for Collecting Water Grab Samples in Rivers, Streams, and Freshwater Wetlands [online] Available: http://www.maine.gov/dep/water/monitoring/biomonitoring/materials
Van Kinh Nguyen (2010) “Situation nalysis ntibiotic Use and Resistance in Vietnam”, in Report GARP Situation Analysis 2010, p.34
Vrana B., Popp P., Paschke A., Schuurmann G Anal Chem (2001) Membrane-enclosed sorptive coating; An integrative passive sampler for monitoring organic contaminants in water Anal Chem 73, pp 5191-5200
Waksman SA (1961) “The role of antibiotics in nature” in Perspectives in biology and medicine, vol IV, pp 271–286
Waldron, Acie C (1992) Pesticides and Groundwater Contamination, Ohio State Extension Bulletin 820 The Ohio State University Extension [online]
Available:http://ohioline.osu.edu/b820/index.htmL(Accessed 17 April 2012)
Zhang H & Davison W.(1995) “Performance haracteristics of Diffusion Gradients in Thin Films for the in Situ Measurement of Trace Metals” in Aqueous Solution Analytical Chemistry, vol 67, no 19, pp 3391-3400
D N MỤ O ẤT, N S N ẤM SỬ DỤN TRON SẢN XUẤT, N DO N T ỦY SẢN
(Ban hành kèm theo Thông tƣ số 15/2009/TT-BNN ngày 17 tháng 3 năm 2009 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn)
TTT Tên hóa chất, kháng sinh ối tƣợng áp dụng
1 ristolochia spp và các chế phẩm từ chúng
Thức ăn, thuốc thú y, hóa chất, chất xử lý môi trường, chất tẩy rửa khử trùng, chất bảo quản, kem bôi da tay trong tất cả các khâu sản xuất giống, nuôi trồng động thực vật dưới nước và lƣỡng cƣ, dịch vụ nghề cá và bảo quản, chế biến
2 Chloramphenicol 3 Chloroform 4 Chlorpromazine 5 Colchicine 6 Dapsone 7 Dimetridazole 8 Metronidazole 9 Nitrofuran (bao gồm cả Furazolidone) 10 Ronidazole
11 Green Malachite (Xanh Malachite) 12 Ipronidazole
17 Trichlorfon (Dipterex) 18 Gentian Violet (Crystal violet) 19
Nhóm Fluoroquinolones (cấm sử dụng trong sản xuất, kinh doanh thủy sản xuất khẩu vào thị trường Mỹ và Bắc Mỹ) 20 Trifluralin
(Ban hành kèm theo Thông tƣ số 15/2009/TT-BNN ngày 17 tháng 3 năm 2009 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn)
TT Tên hóa chất, kháng sinh Dƣ lƣợng tối đa (MRL)(ppb)
• Khi nào (giai đoạn nào) thì bơm nước vào hồ ? Bơm khoảng trong bao lâu ?
• Lấy nước từ sông hay lấy từ nước giếng (nước ngầm)
• Trong thời gian tôm sinh trưởng có khi nào nước sông bị cạn hay không Nếu có thì xảy ra có thường xuyên không ? Bao lâu một lần ?
• Thủy triều có làm Nước từ sông có chảy vào kênh hoặc hồ hay không ? 2 Quá trình chuẩn bị ao nuôi
• Tại thời điểm nào thì cho tôm vào hồ ?
• Xử lý hồ nuôi tôm bằng biện pháp gì ?
• Sử dụng thuốc diệt cỏ
• Nạo vét đáy hồ 3 Xử lý nước ao nuôi
• Nước có được lọc hay không ? ó sử dụng hóa chất hay không ?
• Phải cho nước vào hồ trong khoảng thời gian bao lâu thì mới cho tôm vào ? 4 Quá trình sinh trưởng của tôm nuôi
• Trong thời gian khoảng bao lâu thì tôm lớn hoàn toàn ?
• Thời điểm nào trong năm thì tôm lớn, các giai đoạn phát triển của tôm là khi nào trong năm ó thể nuôi tôm vào bất cứ thời điểm nào trong năm hay không ? Hay phải phụ thuộc vào từng vụ trong năm ?
• Thức ăn của tôm là gì ? ó phải dạng cám viên không ?
• Tôm có đƣợc cho ăn hàng ngày hay không ? Bao nhiêu lần 1 ngày
• Sử dụng bao nhiêu loại thức ăn cho tôm ? Trong các giai đoạn phát triển của tôm có sử dụng thức ăn khác hay không
• ác loại thuốc trừ sâu sử dụng ? Sử dụng khi nào ?
