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

Để thuận tiện trong quá trình sử dụng cũng như công tác quản lý hóa chất BVTV, người ta thường phân loại chúng thành các nhóm khác nhau.. Phân loại theo gốc hóa học [9],[15] Dựa theo c

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU………

Chương 1 TỔNG QUAN 1

1.1 Hóa chất BVTV và tình tình sử dụng hóa chất BVTV 1

1.1.1 Định nghĩa 1

1.1.2 Phân loại 1

1.1.3 Tình hình sử dụng hóa chất BVTV 4

1.2 Ảnh hưởng của hóa chất BVTV đến môi trường và sức khỏe con người 7

1.2.1 Ảnh hưởng của hóa chất BVTV đến môi trường 7

1.2.2 Ảnh hưởng của hóa chất BVTV đến con người 8

1.2.3 Tình hình ngộ độc hóa chất BVTV 10

1.2.4 Tình hình tồn dư hóa chất BVTV trong rau quả 11

1.2.5 Tác hại và giới thiệu một số hóa chất BVTV cơ phốt pho 12

1.3 Các phương pháp phân tích dư lượng hóa chất BVTV 19

1.3.1 Phương pháp sắc ký khí (GC) 19

1.3.2 Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao 21

1.3.3 Phương pháp điện di mao quản 22

1.3.4 Phương pháp phổ UV-VIS 24

1.3.5 Phương pháp cực phổ 25

1.3.6 Phương pháp sắc ký bản mỏng 26

1.3.7 Các phương pháp xử lý mẫu 27

1.3.7 Phương pháp phân tích định tính và định lượng 32

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33

2.1 Đối tượng, mục tiêu và nội dung nghiên cứu 33

2.1.1 Đối tượng và mục tiêu nghiên cứu 33

2.1.2 Nội dung nghiên cứu 33

2.2 Phương tiện nghiên cứu 34

2.2.1 Thiết bị 34

2.2.2 Dụng cụ 34

2.2.3 Dung môi, hóa chất 35

2.3 Xây dựng quy trình phân tích các hóa chất BVTV 35

2.3.1 Phương pháp lẫy mẫu 35

2.3.2 Phương pháp phân tích mẫu 36

2.3.3 Quy trình phân tích mẫu 37

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39

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

3.1.1 Chọn các điều kiện bơm mẫu 39

3.1.2 Chọn cột tách 39

3.1.3 Chọn chương trình nhiệt độ cho buồng cột 39

3.1.4 Lựa chọn các thông số cho detector khối phổ 40

3.1.5 Khảo sát tốc độ khí mang Heli 40

3.1.6 Khảo sát nhiệt độ bộ phận ghép nối GC/MS (Interface) 43

3.2 Đánh giá phương pháp phân tích 45

3.2.1 Khảo sát lập đường chuẩn 45

3.2.2 Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) 51

3.2.3 Độ lặp lại của thiết bị 56

3.3 Khảo sát điều kiện chiết tách 57

3.3.1 Khảo sát dung môi chiết 58

3.3.2 Khảo sát dung môi rửa giải 60

3.3.3 Khảo sát thể tích dung môi rửa giải 62

3.4 Đánh giá độ chính xác của phương pháp 63

3.5 Phân tích mẫu thực tế 65

Chương 4 KẾT LUẬN 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

PHỤ LỤC 77

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ADI : Acceptable Daily Intake - Lượng chất độc ăn vào hàng ngày chấp

nhận được ACN : Acetonitril

LC50 : Lethal Concentration - Liều gây chết 50 của thuốc xông hơi

LD50 : Lethal Dose - Liều gây chết 50

LOD : Limit of detection - Giới 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 cơ clo

OP : Organophosphorous Pesticide - HC BVTV nhóm cơ 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 chuẩn

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

SKĐ : Sắc ký đồ

SPE : Solid phase Extraction - Chiết pha rắn

tR : Rettention time - Thời gian lưu

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

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

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Lượng hóa chất BVTV nhập khẩu vào Việt Nam 7

Bảng 1.2 Hiệu suất thu hồi và %RSD của Omethoate và Dichlovos 24

Bảng 3.1 Chương trình nhiệt độ cho nhóm OP 38

Bảng 3.2a Các thông số tối ưu cho quá trình chạy sắc ký 45

Bảng 3.2b Chương trình nhiệt độ cho nhóm phốt pho hữu cơ 45

Bảng 3.3 Sự phụ thuộc của diện tích pic vào nồng độ OPs 46

Bảng 3.4 Thời gian lưu của các chất phân tích nhóm phốt pho hữu cơ 46

Bảng 3.5 Các thông số của đường chuẩn OP 53

Bảng 3.6 LOD và LOQ của phương pháp 53

Bảng 3.7 Giới hạn phát hiện của Thionazin, Sulfotep, Phorate, Disulfoton 55

Bảng 3.8 Giới hạn phát hiện của Methyl parathion và parathion 56

Bảng 3.9 Độ lặp lại của thiết bị tại nồng độ các OP 50 ppb 56

Bảng 3.10 Độ lặp lại của thiết bị tại nồng độ các OP 500 ppb 57

Bảng 3.11 Độ lặp lại của thiết bị tại nồng độ các OP 1000 ppb 57

Bảng 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

Bảng 3.14 Hiệu suất rửa giải từng phân đoạn với hỗn hợp chuẩn OP 1000 ppb 63

Bảng 3.15 Hiệu suất thu hồi và RSD của các OPs với các mẫu spike 0,05 mg/kg 64

Bảng 3.16 Kết quả phân tích một số mẫu rau, quả 66

DANH MỤC C C N P Ụ LỤC

Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo của một hệ thống sắc ký 20

Hình 1.2 Sắc đồ của một số loại thuốc diệt cỏ tách bằng CE 23

Hình 1.3 Sắc đồ của Omethoate và Dichlovos 24

Hình 1.4 Mô hình chiết Soxhlet 28

Hình 1.5 Cơ chế SPE phân tích mẫu trong dung môi nước 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 30

Hình 1.8 Mô hình phương pháp SPME 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 nối 220oC 43

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

Hình 3.8 Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 1000 ppb với với nhiệt độ kết nối 280oC 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 46

Hình 3.11 Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 100 ppb 47

Hình 3.12 Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 500 ppb 47

Hình 3.13 Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 1000 ppb 48

Hình 3.14 Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 1500 ppb 48

Hình 3.15 Sự phụ thuộc của diện tích pic vào nồng độ Thionazin và đường chuẩn của Thionazin 49

Hình 3.16 Sự phụ thuộc của diện tích pic vào nồng độ Sulfotep và đường chuẩn của Sulfotep 49

Hình 3.17 Sự phụ thuộc của diện tích pic vào nồng độ Phorate và đường chuẩn của Phorate 50

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

và đường chuẩn của Disulfoton 50

Hình 3.19 Sự phụ thuộc của diện tích pic vào nồng độ Methyl parathion và đường chuẩn của Methyl parathion 51

Hình 3.20 Sự phụ thuộc của diện tích pic vào nồng độ Parathion và đường chuẩn của Parathion 51

Hình 3.21 Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 50 ppb 54

Hình 3.22 Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 20 ppb 55

Hình 3.23 Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OPs 10 ppb 55

Hình 3.24 Sắc ký đồ OPs chiết bằng dung môi Acetone 58

Hình 3.25 Sắc ký đồ Ops chiết bằng dung môi Acetonitril 39

Hình 3.26 Sắc ký đồ các OP 200ppb rửa giải hỗn hợp dung môi loại I 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 biểu 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 200µg/kg 66

Phụ lục 1: Bảng MRL các loại HC BVTV theo cac tiêu chuẩn trên thế giới 77

Phụ lục 2: Sắc ký đồ của mẫu cải xanh không thêm chuẩn và thêm chuẩn 200µg/kg 79

Phụ lục 3: Sắc ký đồ của mẫu bắp cải không thêm chuẩn và thêm chuẩn 200µg/kg 81

Phụ lục 4: Sắc ký đồ của mẫu dưa leo không thêm chuẩn và thêm chuẩn 200µg/kg 83

Phụ lục 5: Sắc ký đồ của mẫu nho đỏ không thêm chuẩn và thêm chuẩn 200µg/kg 85

Phụ lục 6: Sắc ký đồ của mẫu táo đỏ không thêm chuẩn và thêm chuẩn 200µg/kg 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 và kinh doanh hoá chất phát triển rất mạnh, đặc biệt là hoá chất dùng trong nông nghiệp Hoá chất dùng trong nông nghiệp được sản xuất và sử dụng nhiều vì lợi ích kinh 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 bất lợi đến môi trường và sức khoẻ cộng đồng nhiều khu vực Các vấn đề môi trường và sức khoẻ đã được Đảng và Nhà nước ta đặt thành vấn đề hết sức cụ thể 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 hiệu quả 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 thôn vẫn 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 sống Hóa chất bảo vệ thực vật được coi

là một vũ khí có hiệu quả của con người trong việc phòng chống dịch hại, bảo vệ cây trồng Bên cạnh ưu điểm là bảo vệ năng suất cây trồng, thuốc bảo vệ thực vật còn 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 để lại tồn dư trong nông sản gây ảnh hưởng đến chất lượng nông sản và sức khỏe người tiêu dùng Tác động tiêu cực của thuốc bảo vệ thực vật càng trở nên nghiêm trọng khi con người sử dụng không đúng cách và quá lạm dụng vào thuốc

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

cơ đã bị cấm sử dụng, nhóm pyrethroid vẫn đang được sử dụng nhưng độc tính thấp, 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 thuốc

trừ sâu cơ phốt pho (OP) trong rau quả bằng phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ (GC/MS)”

Mục tiêu thực hiện đề tài luận văn là:

1 Xây dựng phương pháp xác định dư lượng thuốc trừ sâu cơ phốt pho trong rau quả, bao gồm:

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

 Thẩm định phương pháp đã xây dựng

2 Áp dụng phương pháp để khảo sát, xác định dư lượng thuốc trừ sâu cơ phốt pho trên một số mẫu rau, quả trên địa bàn Hà Nội

1.1.2 Phân loại

Hóa chất BVTV được sử dụng rộng rãi trên thế giới từ giữa thế kỷ 20 Theo tài liệu 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 dụng cũng như công tác quản lý hóa chất BVTV, người ta thường phân loại chúng thành các nhóm khác nhau Tuỳ theo mục đích, người ta phân loại theo tác dụng hoặc theo cấu trúc hoá học của hoạt chất

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

Dựa vào đặc tính tiêu diệt dịch hại của thuốc để chia thành:

- Thuốc trừ sâu (insectiside): dùng để 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 thể côn trùng qua vỏ cơ thể, qua đường tiêu hóa và qua đường hô hấp

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

- Thuốc trừ chuột: là những thuốc phòng trừ chuột và các loài găm nhấm 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 cây trồng

- Thuốc trừ cỏ: là những thuốc phòng trừ các loại thực vật, rong tảo mọc lẫn ví cây trồng, làm cản trở đến sự sinh trưởng của cây trồng Thuốc trừ cỏ ít độc hơn thuốc trừ sâu nhưng lại rất dễ gây hại cây trồng

1.1.2.2 Phân loại theo con đường xâm nhập

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

- Thuốc có dạng tiếp xúc: là thuốc có thể gây độc cho cơ thể sinh vật khi chúng xâm nhập qua biểu 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 tiêu hóa Những thuốc có tác động vị độc thường được dùng để 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, lá hoặc qua rễ và di chuyển 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 thấm sâu vào các lớp tế 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 các nhóm 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 đối chậm, 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 thể người, động vật và môi trường gây độc mãn tính nên nhiều sản phẩm đã bị hạn chế và cấm sử dụng

+ Nhóm Phốt pho hữu cơ: độ độc cấp tính tương đối cao nhưng mau chóng phân hủy trong cơ thể người và môi trường hơn nhóm clo hữu cơ Ngoài tác động tiếp xúc, vị độc, nhiều hợp chất còn có khả năng thấm sâu, nội hấp hoặc xông hơi Một số loại thuốc loại đã bị cấm 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 cấu tạo có chất pyrethrin có trong cây cúc sát trùng (Pyrethrun) Những chất loại này rất dễ bay hơi và phân hủy nhanh trong cơ thể con người và môi trường nên thường dùng

để trừ sâu bọ cho rau, cây ăn quả …

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

+ Nhóm thuốc vi sinh: là các thuốc có chứa các loại vi sinh vật (thường là nấm, vi khuẩn và một số ít virus) Về nấm phổ biến hiện nay có các loài Metarhizium và Beauveria Vi khuẩn chủ yếu là các loài Bacillusthuringiens Các loại 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 của nhóm này là tiếp xúc, phổ tác dụng rộng, một số trừ vi khuẩn (đồng, thủy ngân), trừ nhện (lưu huỳnh) Nhóm thuốc loại này có độ độc cấp tính thấp nhưng chậm phân hủy trong môi trường và cơ thể con người Một số loại đã bị cấm sử dụng trong nông nghiệp

+ Nhóm thuốc hữu cơ: có nhiều nhóm khác nhau như nhóm clo, phospho, cacbamat, pyrethroid …

c, Thuốc trừ cỏ:

+ Nhóm vô cơ: có các chất copper sulphate, sodium chlorate … những chất này chủ yếu tác động với cây cỏ lá rộng và phân hủy chậm trong môi trường

+ Nhóm hữu cơ: có nhiều nhóm hóa học như nhóm acetamid, nhóm carbamate, nhóm Phospho hữu cơ, nhóm clo hữu cơ …

d, Thuốc trừ chuột:

+ Nhóm thảo mộc: cây mã tiền, cây hành biển

+ Nhóm vô cơ: điển 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 chậm nhưng ít gây tính nhờn bả

1.1.3 Tình hình sử dụng hóa chất BVTV [1][2][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 1 (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 để trừ nấm 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 cơ

như OP, OC và carbamat, có thể được coi là thời kỳ cách mạng trong sản xuất và sử dụng hóa chất 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 các nước phát triển Các hóa chất sử dụng trong giai đoạn này được gọi chung là hóa chất 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 dụng DDT, chất diệt cỏ 2,4,5 T (sau

này được dùng làm chất độc hóa học trong chiến tranh) và 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 gốc sinh học và các chất điều hòa sinh trưởng thực vật Khái niệm phòng trừ dịch hại tổng hợp được nêu ra trong thời kỳ này Trong giai đoạn này, hóa chất BVTV cơ Clo thế hệ 1 bắt đầu bị cấm sử dụng ở một số nước phát triển, DDT bị cấm sử dụng trong nông nghiệp tại

Mỹ và rút đăng ký ngày 01/01/1973 và bị 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 có

nguồn gốc sinh học và nguồn gốc mới Ngoài hiệu quả phòng trừ dịch hại, tính an toàn 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 cấm sử dụng ở các quốc gia trên thế giới và

ở Việt Nam Nhiều OP có độ độc cao cũng bị cấm sử dụng Tuy nhiên, do trước đó sản xuất với số lượng quá nhiều, chúng vẫn bị lạm dụng và không thể kiểm soát được 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 thế giới: theo thống kê của WHO, năm 1998 toàn thế 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 sử dụng ngày càng tăng kể cả về số lượng cũng như chủng loại, cụ thể:

- 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 chất BVTV mỗi năm Đó là chưa kể nhập lậu theo con đường tiểu ngạch, chủ yếu từ Trung Quốc ước tính chiếm khoảng 30% số lượng nhập chính ngạch với các thành phần độc hại và không ghi rõ nhãn mác

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

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

Danh mục hóa chất BVTV hạn chế và cấm sử dụng tại Việt Nam đã ban hành kèm theo Thông tư số 38/2010/TT-BNNPTNT ngày 28 tháng 6 năm 2010 của Bộ Nông 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 phẩm

- 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 phẩm

* Thuốc khử trùng kho: 3 hoạt chất với 9 tên thương phẩm

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

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

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 đó chúng sẽ bị biến đổi, phân tán theo nhiều con đường khác nhau gây ô nhiễm môi trường đất và nước

Hiện nay, nước ta chưa sản xuất được nguyên liệu hóa chất BVTV mà phải nhập khẩu để gia công hoặc nhập khẩu thuốc thành phẩm bao gói lớn để sang chai, đóng gói nhỏ tại các nhà máy trong nước So với năm 1995, tổng lượng thuốc sử dụng hằng năm tăng từ 1,2 - 1,5 lần (bảng 1.1)

Bảng 1.1 Lƣợng hóa chất BVTV nhập khẩu vào Việt Nam

tới trên 50% lượng thuốc rơi xuống đất, chưa kể đến biện pháp bón thuốc trực tiếp vào đất Người ta cũng ước tính có 90% lượng thuốc sử dụng không tham gia vào diệt sâu bệnh mà gây nhiễm độc cho đất, nước, không khí và nông sản Ở trong đất, một phần thuốc được cây hấp thụ, phần còn lại được keo đất giữ lại Sau đó sẽ phân tán, biến đổi và phân giải theo nhiều con đường khác nhau qua các hoạt động sinh học của đất và qua tác động hóa lý Thuốc BVTV bị rửa trôi gây ô nhiễm các nguồn nước Do có khả 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 chu trình 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 DT50 (ngày) của nó trong môi trường, chất nào có DT50 càng lớn thì nguy cơ gây ô nhiễm môi trường càng cao [13],[16],[26]

1.2.1.2 Ảnh hưởng tới các sinh vật khác

Tính độc với cá, ong mật và chim; ảnh hưởng tới thiên địch: hầu hết các loại thuốc BVTV đều độc đối với cá, ong mật và chim ở mức độ khác nhau Độ độc đối với cá được biểu thị bằng LD50 (96 giờ đối với cá hồi hoa) là nồng độ gây chết 50%

số cá sau 96 giờ thí nghiệm Các thuốc BVTV có LD50 < 0,01 mg/l nước đều có tính độc hại đối với tôm, cá và nguồn lợi thủy sản Thiên địch giữ vai trò quan trọng trong 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 Ảnh 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 tính và chất độc mãn tính [28],[30]

- Chất độc cấp tính: Mức độ gây độc phụ thuộc vào lượng thuốc xâm nhập

vào cơ thể Ở dưới liều gây chết, chúng không đủ khả năng gây tử vong, dần dần bị

phân giải và bài tiết ra ngoài Loại này bao gồm các hợp chất Pyrethroid, những hợp chất 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 rất

bền, khó bị phân giải và bài tiết ra ngoài Thuốc loại này gồm nhiều hợp chất chứa Clo hữu cơ, chứa Thạch tín (Asen), Chì, Thuỷ ngân; đây là những loại rất nguy hiểm 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 đường xâm nhập vào cơ thể Có 3 con đường xâm nhập vào cơ thể 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, nhầm lẫn và thông qua đất, nước, thực phẩm, không khí Hóa chất BVTV có thể gây rác các tác hại sau:

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

- Ngộ độc do ăn nhầm 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 thể phân loại theo các nhóm sau đây:

- Kích thích gây khó chịu

- Gây dị ứng, gây ngạt, gây ung thư

- Gây mê và gây tê, hư bào thai

- Tác động đến hệ thống các cơ quan chức năng

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

- Bệnh bụi phổi

Hóa chất bảo vệ thực vật có thể thâm nhập vào cơ thể con người và động vật qua nhiều con đường khác nhau; thông thường qua 03 đường chính: hô hấp, tiêu hoá và tiếp xúc trực tiếp Khi tiếp xúc với hóa chất bảo vệ thực vật, con người có thể bị nhiễm độc cấp tính hoặc mãn tính, tùy thuộc vào phạm vi ảnh hưởng của thuốc

* 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 với việc tiếp xúc và trong một số trường hợp nặng có thể dẫn tới tử vong Biểu hiện bệnh lý của nhiễm độc cấp tính: mệt mỏi, ngứa da, đau đầu, lợm giọng, buồn nôn, hoa mắt chóng mặt, khô họng, mất ngủ, tăng tiết nước bọt, yếu cơ, chảy nước mắt, sảy thai, nếu nặng có thể 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 Sau một thời gian dài, một lượng chất độc lớn tích tụ trong cơ thể sẽ gây ra các triệu chứng lâm sàng Biểu hiện bệnh lý của nhiễm độc mãn tính: kích thích các tế bào ung thư phát triển, gây đẻ non, quái thai, dị dạng, suy giảm trí nhớ và khả năng tập trung, suy nhược nghiêm trọng, ảnh hưởng đến hệ thần kinh, gây tổn 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 giới, 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 Nặng nhất ở Đồng bằng sông Cửu Long, năm 1995 có 13000 người nhiễm độc, trong đó có 354 người chết [11]

- Năm 1990, một thống kê quý của Tổ chức y tế thế giới (WHO) cho thấy có khoảng 25 triệu lao động trong ngành nông nghiệp bị nhiễm độc hóa chất bảo vệ thực vật mỗi năm Cho đến nay, chúng ta vẫn chưa có những con số ước tính trên

phạm vi toàn cầu, nhưng hiện có đến 1,3 tỷ lao động trong ngành nông nghiệp và có thể hàng triệu ca nhiễm độc hóa chất 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 ca nhiễm độc và 5000 ca tử vong do hóa chất bảo vệ thực vật Trong một nghiên cứu ở Inđônêxia, 21% trong số các ca liên quan đến hóa chất bảo vệ thực vật có những dấu 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 quy định 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 cấm sử dụng nhưng hiện vẫn có nhiều người tìm cách đưa về nông thôn Số mẫu rau, quả tươi có dư lượng hóa chất bảo 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 vệ thực vật bị cấm 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 phố, phát hiện 26 mẫu

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

xà lách xong, rau ngót, bông cải xanh (súp lơ), rau dền, 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 thuốc trừ sâu đối với các loại rau củ quả, trái cây nhập khẩu từ Trung Quốc Kết quả kiểm tra 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 lệ đến 19,23% [46]

- Đầu năm 2009, Cục Bảo vệ thực vật đã lấy 25 mẫu rau và năm mẫu quả tại các tỉnh phía Bắc (TP Hà Nội và tỉnh Vĩnh Phúc) để kiểm định Kết quả có 11 mẫu rau có dư lượng thuốc bảo vệ thực vật ở mức độ khác nhau Ở các tỉnh phía Nam,

trên 35 mẫu rau và 5 mẫu quả lấy ở TP Hồ Chí Minh, Bình Dương, Tiền Giang, kết quả 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 tại Bình Dương, phân tích gần 310 mẫu rau lấy 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 thực vật

- Trên thế giới, tại Ấn Độ, Cuộc điều tra được Bộ Nông nghiệp Ấn Độ tiến hành trong một năm từ tháng 11 năm 2007 đến tháng 10 năm 2008 trên toàn đất nước Ấn Độ Kết quả là 18% rau và 12% hoa quả nội địa và nhập khẩu của Ấn Độ đều có dư lượng thuốc trừ sâu, kể 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 dư lượng thuốc trừ sâu lớn nhất Các loại thuốc trừ sâu tìm 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 chất BVTV cơ Photpho [9],[10],[28]

Hóa chất BVTV nhóm Photpho được dùng rộng rãi và phổ biến nhất trong các loại 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) Tất cả các hóa chất BVTV nhóm Photpho hữu cơ đều có công thức dạng [27][34]

Ở đây R là gốc alkyl, X là gốc hữu cơ Tùy theo oxi hay lưu huỳnh chiếm vị trí 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 thế O thì ít độc hơn

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

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, dễ bay hơi là những chất độc đường hô hấp Chúng dễ hòa tan trong các dung môi hữu cơ và dầu mỡ, dễ phân hủy nên khó thu hồi được chính phẩm ban đầu

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

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 ứng xảy ra thường tạo thành chất ức chế enzym cholinesteraza mạnh hơn, phần lớn chuyển nhóm P=S thành nhóm P=S

+ O2 + H20 + H2SO4

- Đi đôi với phản ứng hoạt hóa là phản ứng phân hủy Các hợp chất cơ photpho chuyển hóa thành dẫn xuất trung gian kém độc hơn là chất chính phẩm Đặc điểm này có thể tìm thấy ở dimetoat

Dimethoate (I) (90%) (III) (Hoạt hóa)

Axit O,O - dimetyl dithiophotphoryl axetic Axit O,O - dimetyl dithiophotphoryl axetic kém độc hơn dimethoat đến 3400 lần

Phân hủy

* Đường xâm nhập của hóa chất BVTV nhóm cơ photpho 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 ra rất nhanh, chỉ sau vài phút đã xuất hiện các dấu hiệu nhiễm độc Quá trình hấp thụ qua da chậm hơn khoảng sau 2 giờ mới bắt đầu có các dấu hiệu của sự ức chế enzim cholinesteraza, 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 thụ nhanh chóng vào máu, các dịch thể của tổ chức và đạt được nồng độ cao trong các synap thần kinh trung ương và ngoại vi [46][55] Hóa chất BVTV nhóm cơ photpho

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

- Hóa chất BVTV cơ photpho có thể phân hủy thành những chất ít độc hơn, những chất này có thể 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 chế enzim 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 chế nhiễm độc chủ yếu là do ức chế hoạt động của enzim cholinesteraza, gây tình trạng tích 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

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

- Hóa chất BVTV cơ phốt pho được dùng để: chống sâu bệnh cho các loại cây công nghiệp, cây ăn quả, rau, lúa màu, diệt cỏ dại, chống nấm, làm rụng lá, diệt trừ muỗi, bọ chét

1.2.5.2 Giới thiệu một số loại hóa chất BVTV cơ phốt pho thường dùng

a, Parathion [46]

Tên hóa học: 0,0 - Dietyl-0-p-nitrophenyl 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 sẫm, mùi giống như mùi tỏi, điểm sôi: 157-1620C/0,6 mmHg, áp suất hơi là 3,2.10-4mmHg ở 30 0C Parathion dễ tan trong các dung môi hữu cơ và dầu, ít tan trong nước

- Cũng như các hóa chất BVTV cơ phốt pho, parathion dễ bị thủy phân Tính chất 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 parathion chuyển 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 hấp, da, tiêu hóa Nó được chứng minh có tác 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 LD50 là 13 mg/kg, ADI: 0,005 mg/kg thể trọng

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

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

b, Methyl parathion [46]

CTCT: C8H10NO5PS, M = 263,2

Tên hóa học: 0-0-dimethyl 0,4-nitrophenyl-photphothiat

Tên khác: Parathion-methyl, metaphot, E601, folidol M, parataf, paratox, wofatox

Methyl parathion thuộc chất diệt côn trùng Methyl parathion là chất lỏng màu nâu, mùi hắc khó chịu, tan nhiều trong các dung môi hữu cơ, rất ít tan trong nước Methyl parathion có áp suất hơi là 0,14 mmHg tại 200C

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

Methyl parathion bị phân giải chuyển hóa thành metyl paraoxon độc hơn nhiều và dễ gây ô nhiễm nguồn nước ngầm

Methyl parathion thuộc nhóm độc loại Ia, LD50 là 14 mg/kg, ADI là 0,02 mg/kg thể trọng Methyl parathion có độc tính cao với các loại động vật không xương 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 của bào thai Tuy là hóa chất BVTV cơ photpho nhưng nó có thể 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 cấm

sử dụng ở nhiều nước Methyl parathion cũng bị hạn chế sử dụng ở nước ta

c, Methamidophos [23],[46]

Tên hóa học: O,S-dimetyl photphoaminodothiat

Tên khác: Monitor, tamavon, filitox

CTPT: C2H8NO2PS, M = 141,1

Công thức cấu tạo:

Monitor là chất lỏng màu vàng nhạt, mùi rất khó chịu, bền trong môi trường khô, không bền trong môi trường nước, axit, kiềm và nhiệt độ cao (> 40oC), ăn mòn sắt thép, hợp kim đồng

Monitor thuộc nhóm độc Ib, LD50 là 30 mg/kg, ADI là 0,004 mg/kg thể trọng Monitor là chất độc thần 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 cấm 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

ADI: 0,01 mg/kg trọng lượng cơ thể/ 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; quả mọng nước (dứa, chuối) 1,0 ppm

Quan hệ sinh thái và môi trường:

Chlorpyrifos độc với chim: LD50 đường miệng gà con 32 - 102 mg/kg, LC50 (8 ngày) chim cút 423 mg/kg thức ăn Rất độc với cá: LC50 (96 giờ) cá hồi 0,003 mg/l Rất độc với ong: LD50 (tiếp xúc) 0,059, đường miệng 0,250 µg/cá thể Daphnia

LC50 (48 giờ) 1,7 µg/l nước

Trong động vật (qua đường miệng, với chuột cống, chó và các động vật có vú khác) Chlorpyriphos bị chuyển hóa nhanh và chủ yếu thải ra đường nước tiểu Ðối với thực vật, Chlorpyriphos không có tính nội hấp, không bị rễ cây hấp thụ

Trong đất, Chlorpyriphos phân giải chậm, DT50 khoảng 60 - 120 ngày, sản phẩm chuyển hóa 3,5,6-trichloropyridin-2-ol tiếp tục phân giải thành hợp chất clo hữu cơ và khí CO2

Chlorpyrifos ức chế hoạt động của men Cholinesterase

Thuốc tác động tiếp xúc, vị độc và xông hơi Phổ tác dụng rộng Dùng trừ nhiều 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 để trừ mối mọt trong kho tàng

Trên lúa, trừ sâu cuốn lá, sâu đục thân; trên rau, trừ sâu tơ, sâu ăn lá, rệp; 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 thấm qua pha tĩnh Các mẫu được làm bay hơi và được mang theo khí mang (pha động) đi qua cột Mẫu được phân bố 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 tĩnh [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 tiến hành xác định 8 loại thuốc trừ sâu nhóm phốt pho hữu cơ trong rau bằng phương pháp sắc ký khí với detector NPD Các chất OP được chiết ra khỏi mẫu bằng ethylacetat, ly tâm, lọc qua giấy lọc whatman; dịch lọc được cô quay để loại bớt dung môi đến 0,5ml rồi đem

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

Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo của một hệ thống sắc ký

 Các tác giả Xiaozhong Hu, Yu Jianxin, Yan Zhigang, Ni Lansun, Zhang Yibin [66] đã tiến hành xác định đa dư lượng thuốc trừ sâu trong nước táo bằng phương pháp sắc ký khí khối phổ Mẫu nước táo được chiết bằng phương pháp khuếch tán trên nền pha rắn diatomaceous (tảo cát) và rửa giải bằng dung môi hexan: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

 Các tác giả Conacher HB, Page BD, Lau BP, Lawrence JF, Bailey R, Calway P, Hanchay JP, Mori B [34] đã tiến hành xác định ethylcarbamat trong đồ uống 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 5 phòng thí nghiệm với 4 phòng sử dụng detector ECD và 1 phòng sử dụng detector

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

 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 thuốc trừ sâu trong một số thực phẩm như táo, khoai tây, gạo, chuối… Mẫu được chiết bằng aceton và được làm sạch bằng 3 loại cột chiết pha rắn khác nhau: cột

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

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

 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 chất hấp thụ rắn khác như oxit nhôm, magie silicat… Pha động là các dung môi phân cực trung bình, không phân cực, không nước vì chúng có khả năng hòa tan tốt các chất phân tích Các detecto kết hợp với HPLC bao gồm: detecto UV-VIS, huỳnh quang, điện hóa, mảng diot quang hoặc kết hợp với khối phổ [55]

 Các tác giả Hans G.J.Mol, Ruud C.J Van Dam, Odile M.Steijger [43] đã tiến hành xác định các hợp chất thuốc trừ sâu nhóm phốt pho phân cực bằng phương pháp LC/MS/MS Các chất cần phân tích được chiết với ethylacetat, ly tâm và được lọc qua màng PTFE rồi tiến 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 0,001 đến 0,004mg/kg

 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 rau quả bằng phương pháp LC/MS Các chất cần phân tích được chiết ra khỏi mẫu bằng acetonitril và làm sạch bằng chất hấp phụ PSA Hiệu suất thu hồi nằm trong khoảng

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

 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 với diclometan, các mẫu đất được làm sạch bằng cột florisil Dịch chiết được đem cô

quay đến cạn, hòa cặn bằng 1ml metanol và đem đo Giới hạn phát hiện của phương pháp đối với mẫu nước từ 0,005 – 0,01µg/g, đối với mẫu đất từ 0,05 - 0,1µg/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 (các

ion chất tan, chất phân tích) trong mao quản (đường kính 25 - 100 µm ID) trên nền của dung dịch chất điện giải và có chất đệm pH thích hợp, dưới tác dụng của một từ trường điện E nhất định được cung cấp bởi một nguồn thế cao một chiều (V: 15 - 40 kV) đặt vào hai đầu mao quản Nghĩa là CEC là kỹ thuật tách được thực hiện trong mao quản nhờ lực từ trường điện E điều khiển sự tách của các chất Việc dùng cột mao quản có nhiều ưu việt, như tốn ít mẫu và các hoá chất khác phục vụ cho sự tách, nhưng số đĩa hiệu dụng Nef lớn, sự tách các chất xẩy ra nhanh và hiệu quả cao

* Cơ chế điện di: Sự điện di của các phần tử chất tan (các ion) trong ống mao

quản là cơ chế di chuyển khác nhau của chất tan (chất phân tích), dưới tác dụng của lực điện trường E nhất định và tính chất của dòng điện di thẩm thấu (Electro-Osmotic Flow: EOF), trong sự phụ thuộc vào điện tích và kích thước của chúng

Kĩ thuật điện di mao quản là một kĩ thuật mới được phát triển khoảng hơn 10 năm 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

 Các tác giả Gordon Ross, Monika Dittmann Agilent Technologies, Waldbronn, Germany, Thomas Adam thuộc đại học Mainz, Đức [40] đã tiến hành xác định các herbicides bằng phương pháp CEC Thiết bị sử dụng 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

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

 Các tác giả Gordon Ross, Kaho Minoura [41] đã tiến hành xác định các chất diệt cỏ trên thiết bị CE/MS Kết quả cho thấy thiết bị tách nhanh và chính xác các loại thuốc diệt cỏ (hình 1.2) Khảo nghiệm có khả năng tái cho Độ lặp lại rất tốt đối 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 r2 là 0,99928

 Tác giả Xiaoping Wu và cộng sự [65] đã tách và xác định dư lượng thuốc trừ sâu carbamat bằng phương pháp điện di mao quản đẳng áp Cột mao quản

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

và 70% dung dịch đệm CH3COONH4 5mM (pH = 6,5) chứa 1mM SDS và 0,01% trietylamine (TEA) Tại các điều kiện tối ưu, 10 carbamat đã được tách nhanh trong vòng 20 phút Các mẫu rau được làm sạch qua SPE Phương pháp có giới hạn phát hiện từ 0,05 - 1,6mg/kg và hiệu suất thu hồi từ 51,3 - 109,2% với độ lệch chuẩn RSD < 11,4% Phương pháp đã được áp dụng để xác định 10 loại carbamat trong một số loại rau

 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 quả cho 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

Hình 1.3 Sắc đồ của Omethoat và Dichlovos

Các giới hạn phát hiện là 0,046 ng/mL và 0,031ng/mL cho omethoate và dichlorvos, với độ lệch tiêu chuẩn tương đối 3,6% (RSD) Hiệu suất thu hồi của omethoate và dichlorvos từ 94,1% đến 106,0% (Bảng 1.2)

Bảng 1.2 Hiệu suất thu hồi của Omethoate và Dichlorvos

1.3.4 Phương pháp phổ UV-VIS

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

dư lượng thuốc trừ sâu Tuy nhiên phương pháp này đã không còn được sử dụng nhiều trong những năm gần đây Phương pháp này dựa trên nguyên tắc sự hấp thụ của các chất Việc sử dụng phương pháp phổ UV-VIS để xác định dư lượng thuốc BVTV bị giới hạn bởi độ nhạy và độ chọn lọc thấp

 Tác giả Turner [63] đã sử dụng 4-(4-nitro-benzyl)-pyridine để làm thuốc thử cho hầu hết các loại thuốc trừ sâu Tuy nhiên độ nhạy của phương pháp thấp cỡ microgam

 Các tác giả Sunitha B Mathew, Ajai K Pillai, Vinay K [60] đã dùng phương pháp phổ UV-VIS để xác định các thuốc trừ sâu loại OP như malthion,

dimethoate và phorate Nguyên tắc của phương pháp dựa trên quá trình oxy hóa của thuốc trừ sâu nhóm OP với sự có mặt dư của N-bromosuccinimide (NBS) và được xác định với Rhodamine B (max: 550nm) Khoảng nồng độ của các chất tuân theo định 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 đạt được hiệu suất thu hồi rất tốt từ 94% đến 96%

1.3.5 Phương pháp cực phổ

Trong phương pháp này, người ta phân cực điện cực giọt thủy ngân bằng 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 phổ gồm hai phần chính 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 chất phân tích Để xác định các lượng nhỏ chất thường dùng cực phổ cổ điển Để xác định các lượng chất cực nhỏ thường dùng các phương pháp cực phổ hiện đại như cực phổ sóng vuông, cực phổ xung vi phân [14]

 Các tác giả Yongnian Ni, Ping Qiu, Serge Kokot (2004) [68], đã xác định

3 loại thuốc trừ sâu là methyl parathion (PTM), fenitrothion (FT) và 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 phổ 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 từ 0,01 đến 0,12mg/l với độ lệch chuẩn tương đối là 2,1; 1,8 và 1,9 cho lần lượt các chất Giới hạn phát hiện lần lượt là 4,8; 4,5 và 4,5 đối với Methyl parathion, fenitrothion và parathion Hiệu suất thu hồi nằm trong khoảng 75% đến 125%

 Các tác giả Guiberteau, Galeano Diáz, Salinas và J.M Ortiz [29] đã xác định carbaryl và carbofuran bằng phương pháp cực phổ xung vi phân Phương pháp được ứng dụng xác định các mẫu nước sông Các mẫu nước sau khi xử lí sẽ được xác định bằng phương pháp cực phổ xung vi phân với các điều kiện sau: tốc độ quét

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 5.10-7 đến 10-4M

và của carbofuran từ 5.10-7 – 5.10-5M với độ lệch chuẩn tương đối tương ứng là 1,62 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 mọi phòng thí nghiệm, định tính và bán định lượng được hầu hết các loại hóa chất BVTV Bản mỏng để phân tích thuốc BVTV làm bằng thủy tinh phẳng, kích thước 20x20 cm hay 20x10 cm, được rải lớp huyền phù silicagel, oxit nhôm, than hoạt tính v.v … Sấy khô bản mỏng, chấm dịch chiết lên bản mỏng cách mép dưới 1,5

cm Đợi bay hết dung môi Đặt thẳng đứng bản mỏng vào bình chứa dung môi, có chiều cao lớp dung môi 1cm Đậy kín bình để phát triển dung môi Khi dung môi lan 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 môi thích hợp để các hoạt chất có trong mẫu được tách ra khỏi nhau, được đặc trưng bằng hệ số chạy Rf Giá trị Rf là tỉ số chiều cao hoạt chất di chuyển được trên bản mỏng (tính từ tâm vết) so với chiều cao dung môi di chuyển, đặc trưng cho sự tương tác giữa hoạt chất - dung môi - chất hấp phụ Thông qua giá trị Rf có thể định tính

và qua diện tích vết để bán định lượng chất cần phân tích Để 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 bạc pha 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 là những 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: Dinitro diazonium fluoborate pha trong etanol Sau khi chạy bản mỏng, phun lên

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

Ở nước ta, phương pháp sắc ký lớp mỏng đã được áp dụng để 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 dụng dung môi hữu cơ để chiết đối tượng phân tích tan trong

dung môi ở nhiệt độ thường những mẫu đã làm nhỏ Có thể dùng thêm một số tác nhân bổ trợ như: lắc cơ học, khuấy trộn siêu tốc, sóng siêu âm …

Áp dụng và ưu nhược điểm: chiết lỏng - lỏng được sử dụng phổ biến để chiết

các hóa chất BVTV từ nông sản Để 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

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

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

để 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 đối

tượng phân tích trong mẫu đã làm nhỏ Thời gian chiết phụ thuộc bản chất mẫu

Áp dụng và ưu, nhược điểm: một số tác giả đã sử dụng chiết Soxhlet để chiết hóa

chất BVTV trong nông sản [8], chè, dược liệu [24] Đây là kỹ thuật chiết kinh điển nhưng khá hiệu quả Nhược điểm là thường tốn dung môi hữu cơ và thời gian chiết dài

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 ảnh hưởng của nền mẫu hoặc làm giàu đối tượng phân tích trước phân tích

* 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, được gắn thêm các nhóm chức hóa học khác nhau tạo ra cơ chế chiết theo kiểu sắc ký phân bố 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

dung môi ít hoặc không phân cực Kiểu pha đảo: pha tĩnh không phân cực, kiểu này ngược 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 ion hóa Cơ chế tách chiết tương tự sắc ký trao đổi ion

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

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

ít và không phân cực

 Các bước thực hiện:

Hình 1.7 Các bước thực hiện của phương pháp SPE

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

nhóm chức, đồng thời loại bỏ các khí trong cột và thay thế vào đó là dung môi

hoặc để mẫu tự chảy

 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

cần phân tích

* Áp dụng và ưu nhược điểm: một số tác giả đã sử dụng kỹ thuật SPE để chiết

và làm sạch hóa chất BVTV trong rau quả Ưu điểm là lượng dung môi sử dụng thường 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

 Các tác giả Fillion (2000) [37] đã sử dụng cột C18 và aminopropyl để làm sạch các thuốc trừ sâu dạng OP trong rau quả, hiệu suất thu hồi đạt 80% đến

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 Lau Seng (2004) [27] đã sử dụng cột C18 để làm sạch các OP trong các mẫu rau cải, dưa chuột 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 bằng silica nung chảy phủ lớp pha tĩnh mỏng (carbowax,

PDMS), đặt trong lòng một chiếc kim gắn với một pít - tông làm bằng thép không

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

Hình 1.8 Mô hình phương pháp SPME

Áp dụng và ưu nhược điểm: ban đầu SPME được áp dụng để chiết các chất cơ

clo trong môi trường [53] Gần đây SPME đã được áp dụng trong nhiều lĩnh vực như 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