Nghiên cứu xác định dư lượng tetrmethrin, permethrin, phenothrin và fenvalerate trong nước nuôi trồng thủy sản ở huyện châu phú an giang bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC MS)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH  PHAN HỒNG SẮC NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH DƢ LƢỢNG TETRMETHRIN, PERMETHRIN, PHENOTHRIN VÀ FENVALERATE TRONG NƢỚC NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Ở HUYỆN CHÂU PHÚ – AN GIANG BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ GHÉP KHỐI PHỔ (GC/MS) LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC NGHỆ AN, 2014 1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH  PHAN HỒNG SẮC NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH DƢ LƢỢNG TETRMETHRIN, PERMETHRIN, PHENOTHRIN VÀ FENVALERATE TRONG NƢỚC NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Ở HUYỆN CHÂU PHÚ – AN GIANG BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ GHÉP KHỐI PHỔ (GC/MS) Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số: 60440118 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN HOA DU NGHỆ AN, 2014 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, tôi luôn nhận đƣợc sự giúp đỡ, hỗ trợ về kiến thức chuyên môn, sự động viên về tinh thần của các thầy cô, các bạn bè đồng nghiệp và gia đình. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến: - Thầy PGS.TS. NGUYỄN HOA DU, thầy là ngƣời hƣớng dẫn khoa học đã tận tình giúp đỡ tôi, cung cấp cho tôi nhiều kiến thức quý báu, luôn quan tâm, nhắc nhở và giúp đỡ tôi rất nhiều để tôi có thể vƣợt qua đƣợc những khó khăn và hoàn thành luận văn này. - Các thầy cô trong khoa Hóa đã giúp đỡ, đóng góp cho tôi nhiều ý kiến quý báu để tôi thuận lợi hoàn thành luận văn này. Tôi cũng xin chân thành cám ơn: Ban giám đốc, các anh ở Phòng phân tích thử nghiệm - Trung tâm Kỹ thuật thí nghiệm và Ứng dụng KHCN - Sở KH & CN Đồng Tháp, đã nhiệt tình giúp đỡ, hƣớng dẫn, đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này. An Giang, tháng 10 năm 2014 Học viên thực hiện PHAN HỒNG SẮC MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cảm ơn Mục lục Danh mục các kí hiệu, các chữ cái viết tắt Danh mục các bảng Danh mục các hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU 1 1. Lý do chọn đề tài 1 2. Mục đích nghiên cứu 2 3. Mục tiêu nghiên cứu 2 4. Nội dung nghiên cứu 3 Chƣơng 1: TỔNG QUAN 4 1.1. SƠ LƢỢC VỀ THUỐC BVTV HỌ PYRETHROID. 4 1.1.1 Đặc điểm chung 4 1.1.2 Cơ chế tác động 4 1.2. TỔNG QUAN VỀ CÁC HỢP CHẤT CẦN NGHIÊN CỨU 5 1.2.1 Cấu tạo và tính chất của tetramethrin 5 1.2.2 Cấu tạo và tính chất của phenothrin 5 1.2.3 Cấu tạo và tính chất của permethrin 6 1.2.4 Cấu tạo và tính chất của fenvalerate 7 1.3 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG CÁC CHẤT BVTV NHÓM PYRETHROID TRONG NÔNG NGHIỆP VÀ NTTS 8 1.3.1 Sử dụng các pyrethroid trong nông nghiệp 8 1.3.2 Sử dụng các pyrethroid trong NTTS 8 1.4 CÁC PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ PHÂN TÍCH DƢ LƢỢNG BVTV 9 1.4.1 Đại cƣơng về phƣơng pháp phân tích sắc ký 9 1.4.2 Phƣơng pháp sắc ký khí 10 1.4.3 Sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS) 15 1.4.4 Phƣơng pháp sắc kỷ lỏng hiệu năng cao (HPLC) 15 1.4.5 Phƣơng pháp sắc kỷ lỏng ghép khối phổ (LC/MS) 16 1.5 CHIẾT PHA RẮN VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ MẪU 17 1.5.1 Khái niệm chiết pha rắn 17 1.5.2 Cấu tạo cột SPE 18 1.5.3 Các bƣớc tiến hành trong quá trình chiết pha rắn 18 1.5.4 Chọn cơ chế SPE theo mẫu phân tích 20 1.6 CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DƢ LƢỢNG BVTV HỌ CÚC TỔNG HỢP 21 1.6.1 Phƣơng pháp phân tích để xác định Pyrethrins và pyrethroid trong mẫu môi trƣờng 21 1.6.2 Phƣơng pháp GC –MS kết hợp với SPE và SPME để xác định thuốc trừ sâu trong các mẫu nƣớc 26 1.6.3 Phân tích dƣ lƣợng thuốc trừ sâu trong mật ong bằng phƣơng pháp sắc ký khí ghép khối phổ 27 1.6.4 Phân tích dƣ lƣợng thuốc trừ sâu trong trái cây bằng phƣơng pháp chiết vi sóng - vi chiết pha rắn kết hợp với sắc ký khí ghép khối phổ 27 1.6.5 Phƣơng pháp sắc ký khí đầu dò bắt điện tử và sắc ký khí ghép khối phổ kết hợp với chiết pha rắn để xác định dƣ lƣợng thuốc trừ sâu trong nông sản 27 Chƣơng 2: PHƢƠNG PHÁP VÀ THỰC NGHIỆM 29 2.1 DỤNG CỤ, THIẾT BỊ, HÓA CHẤT 29 2.1.1 Dụng cụ và thiết bị 29 2.1.2 Hóa chất 29 2.1.3 Chuẩn bị dung dịch 30 2.2 LẤY MẪU VÀ BẢO QUẢN MẪU 30 2.3 XÂY DỰNG QUY TRÌNH XỬ LÝ MẪU NƢỚC TÁCH CÁC HỢP CHẤT THUỐC TRỪ SÂU 32 2.3.1 Khảo sát và tối ƣu hoá qui trình chiết pha rắn 32 2.3.2 Khảo sát và tối ƣu hóa điều kiện phân tích mẫu trên thiết bị GC-MS 33 2.3.3 Chƣơng trình nhiệt độ 34 Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35 3.1 Khảo sát dung môi rửa giải 35 3.2 Khảo sát tỉ lệ etylacetate: hexan trong hỗn hợp dung môi rửa giải 37 3.3 Khảo sát thể tích dung môi sử dụng để rửa giải 38 3.4 Khảo sát sự ảnh hƣởng của dung môi rửa tạp 39 3.5 Khảo sát ảnh hƣởng của tốc độ tải mẫu lên cột 41 3.6 XÂY DỰNG QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI CÁC THUỐC TRỪ SÂU BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ GHÉP KHỐI PHỔ 42 3.6.1 Định danh các chất trên sắc ký đồ 42 3.6.2 Khảo sát độ lặp lại của phép đo 44 3.6.3 Khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đƣờng chuẩn xác định thuốc trừ sâu 46 3.6.4 Khảo sát giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lƣợng (LOQ) 50 3.6.5 Khảo sát hiệu suất thu hồi 53 3.7 Phân tích thuốc trừ sâu trong mẫu thực 58 KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 PHỤ LỤC 64 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BVTV Bảo vệ thực vật ppb Parts per billion ppm Parts per million GC Gas Chromatography (Sắc ký khí) GC-MS Gas chromatography mass spectrometry (Sắc ký khí khối phổ) HPLC High performance liquid chromatography ( Sắc ký lỏng hiệu năng cao) LD 50 Letal Dois (độ độc trung bình) LOD Limits of detection (Giới hạn phát hiện) LOQ Limits of quantification (Giới hạn định lƣợng) MS Mass spectrometry (Khối phổ) m/z mass - to - charge ratio NTTS Nuôi trồng thủy sản RSD Relative standard deviation (Độ lệch chuẩn tƣơng đối) SD Standard deviation (Độ lệch chuẩn) S/N Sound - to - noise ratio SPE Solid-phase extraction (Chiết pha rắn) DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1: Cơ chế SPE phân tích mẫu trong dung môi nƣớc 20 Hình 1.2: Cơ chế SPE phân tích mẫu trong dung môi khác nƣớc 21 Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi rửa giải bằng aceton, etylacetate, hexan và dicloromethan. 35 Hình 3.2: Đồ thị hiệu suất thu hồi khi kết hợp 2 dung môi rửa giải khác nhau. 36 Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi khi thay đổi tỉ lệ dung môi rửa giải etylacetate:hexan (v/v) 38 Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi khi thay đổi thể tích dung môi rửa giải. 39 Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi khi thay đổi tỉ lệ methanol:nƣớc. 40 Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi khi thay đổi tốc độ tải mẫu qua cột 41 Hình 3.7: Sắc đồ xác định thời gian lƣu các chất cần phân tích 42 Hình 3.8: Sắc đồ xác định ion định lƣợng và ion so sánh của tetramethrin 43 Hình 3.9: Sắc đồ xác định ion định lƣợng và ion so sánh của permethrin 43 Hình 3.10: Sắc đồ xác định ion định lƣợng và ion so sánh của phenothrin 43 Hình 3.11: Sắc đồ xác định ion định lƣợng và ion so sánh của phenothrin 44 Hình 3.12: Đồ thị đƣờng chuẩn của tetramethrin 47 Hình 3.13: Đồ thị đƣờng chuẩn của permethrin 48 Hình 3.14: Đồ thị đƣờng chuẩn của phenothrin 49 Hình 3.15: Đồ thị đƣờng chuẩn của fenvalerate 50 DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Phƣơng pháp phân tích để xác định Pyrethrins và pyrethroid trong mẫu môi trƣờng 21 Bảng 2.1: Chƣơng trình nhiệt độ cột 34 Bảng 3.1: Hiệu suất thu hồi khi rửa giải bằng aceton, etylacetate, hexan và dicloromethan 35 Bảng 3.2: Hiệu suất thu hồi khi kết hợp 2 dung môi khác nhau để rửa giải. 36 Bảng 3.3: Hiệu suất thu hồi các dung môi rửa giải etylacetate:hexan. 37 Bảng 3.4: Hiệu suất thu hồi khi thay đổi thể tích dung môi rửa giải. 38 Bảng 3.5: Ảnh hƣởng của dung môi rửa tạp methanol:nƣớc đến hiệu suất thu hồi. 40 Bảng 3.6: Ảnh hƣởng tốc độ tải mẫu đến hiệu suất thu hồi 41 Bảng 3.7: Thời gian lƣu các chất chuẩn 42 Bảng 3.8: Độ lặp lại của tetramethrin 44 Bảng 3.9: Độ lặp lại của permethrin 45 Bảng 3.10: Độ lặp lại của phenothrin 45 Bảng 3.11: Độ lặp lại của fenvalerate 45 Bảng 3.12: Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của tetramethrin 46 Bảng 3.13: Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của permethrin 47 Bảng 3.14: Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của phenothrin 48 Bảng 3.15: Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của fenvalerate 49 Bảng 3.16: Giá trị LOD và LOQ của tetramethrin 51 Bảng 3.17: Giá trị LOD và LOQ của permethrin 52 Bảng 3.18: Giá trị LOD và LOQ của phenothrin 52 Bảng 3.19: Giá trị LOD và LOQ của fenvalerate 53 Bảng 3.20: Hiệu suất thu hồi của tetramethrin ở nồng độ 0.25 mg/L 54 Bảng 3.21: Hiệu suất thu hồi của tetrmethrin ở nồng độ 1.25 mg/L 55 Bảng 3.22: Hiệu suất thu hồi của permethrin ở nồng độ 0.25 mg/L 55 Bảng 3.23: Hiệu suất thu hồi của permethrin ở nồng độ 1.25 mg/L 56 Bảng 3.24: Hiệu suất thu hồi của phenothrin ở nồng độ 0.25 mg/L 56 Bảng 3.25: Hiệu suất thu hồi của phenothrin ở nồng độ 1.25 mg/L 57 Bảng 3.26: Hiệu suất thu hồi của fenvalerate ở nồng độ 0.25 mg/L 57 Bảng 3.27: Hiệu suất thu hồi của fenvalerate ở nồng độ 1.25 mg/L 58 Bảng 3.28. Kết quả phân tích mẫu nƣớc ao nuôi thủy sản 59 [...]... hình nêu trên, đề tài "Nghiên cứu xác định dư lượng tetramethrin, permethrin, phenothrin và fenvalerate trong nước nuôi trồng thủy sản ở huyện Châu Phú - An Giang bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC/ MS)" đƣợc tôi lựa chọn làm đề tài nghiên cứu của luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Hóa phân tích 2 Mục đích nghiên cứu: Xây dựng phƣơng pháp phân tích đồng thời và có số liệu đánh giá tình... ghép khối phổ (GC- MS) Sắc ký khí ghép khối phổ (GC/ MS_ Gas Chromatography Mass Spectrometry) là một trong những phƣơng pháp sắc ký hiện đại nhất hiện nay với độ nhạy cao và đƣợc sử dụng trong các nghiên cứu và phân tích kết hợp Thiết bị GC/MS đƣợc cấu thành hai phần: phần sắc ký (GC) dùng để tách phân tích hỗn hợp và tìm ra các chất cần phân tích, phần khối phổ (MS) mô tả các hợp phần riêng lẻ bằng cách... nhập khẩu thủy sản Việt Nam luôn đặt vấn đề về an toàn đối với thủy sản Việt Nam do lo ngại có tồn dƣ các chất độc hại từ việc canh tác, nuôi trồng và từ ô nhiễm môi trƣờng Vì vậy, để bảo đảm sản phẩm thủy sản an toàn thực phẩm cho ngƣời tiêu dùng và phù hợp thị trƣờng xuất khẩu, việc nghiên cứu, theo dõi dƣ lƣợng các chất độc hại trong môi trƣờng thủy sản và đề ra biện pháp nuôi thủy sản an toàn chất... chất tetramethrin, permethrin, phenothrin và fenvalerate trong các mẫu nƣớc + Đánh giá đƣợc tình hình tồn dƣ các chất tetramethrin, permethrin, phenothrin và fenvalerate trong các mẫu nƣớc nuôi trồng thủy sản 4 Nội dung nghiên cứu + Nghiên cứu xây dựng và đánh giá phƣơng pháp phân tích trên thiết bị GC-MS + Nghiên cứu các điều kiện xử lý mẫu phân tích để tách chất phân tích + Xác định hàm lƣợng các... cục Thủy sản đề nghị Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn các tỉnh, thành phố thực hiện các giải pháp sau: Nghiêm cấm sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật trong nuôi trồng thủy sản, Tổng cục Thủy sản đã trình lên Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn văn bản cấm sử dụng các sản phẩm diệt giáp xác dùng trong nuôi trồng thủy sản có chứa thành phần thuốc trừ sâu nhóm cúc 1.4 CÁC PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ... nhóm pyrethroid trong các vực nƣớc nuôi trồng thủy sản ở vùng Châu Phú tỉnh An Giang 3 Mục tiêu nghiên cứu: + Xây dựng đƣợc kế hoạch khảo sát và lấy mẫu đúng kỹ thuật, thỏa mãn các yêu cầu + Thiết lập đƣợc phƣơng pháp phân tích đảm bảo độ chính xác, độ hội tụ, độ nhạy cao, xác định đƣợc LOD và LOQ của phƣơng pháp + Đƣa ra đƣợc quy trình xử lý mẫu đảm bảo yêu cầu phân tích 3 + Xác định đƣợc dƣ lƣợng... hay khí) dẫn đến sự khác nhau cơ bản về thiết bị, từ đó ngƣời ta phân sắc ký thành hai loại, sắc ký lỏng (Liquid Chromatography-LC) và sắc ký khí (Gas 10 Chromatography- GC) Việc phân loại còn có thể dựa trên bản chất của tƣơng tác giữa chất phân tích và pha tĩnh thí dụ nhƣ sắc ký hấp phụ (sắc ký pha thƣờng) khác sắc ký phân bố (sắc ký pha đảo) ở chỗ chất phân tích tƣơng tác tại những vị trí xác định. .. trong khi điều này không thể thực hiện đƣợc với pha động là khí mang Sắc ký lỏng có thể áp dụng cho tất cả các chất, dễ và khó bay hơi, bền nhiệt và không bền nhiệt Sự chọn lựa giữa sắc ký lỏng hoặc sắc ký khí thƣờng dựa trên bản chất của chất phân tích, tuy nhiên nếu có thể dùng cả hai phƣơng pháp sắc ký khí và sắc ký lỏng, sắc ký khí thƣờng đƣợc lựa chọn hơn do không tốn dung môi, hiệu năng tách cao... mô tả số khối Bằng sự kết hợp hai kỹ thuật này (GC/ MS) các nhà khoa học có thể đánh giá, phân tích định tính và định lƣợng đối với một số hóa chất 1.4.4 Phƣơng pháp sắc kỷ lỏng hiệu năng cao (HPLC) 1.4.4.1 Cơ sở lý thuyết HPLC là chữ viết tắt của 04 chữ cái đầu bằng tiếng Anh của phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (High Performance Liquid Chromatography), trƣớc kia gọi là phƣơng pháp sắc ký lỏng... tử) Quá trình sắc ký dựa trên sự hấp phụ mạnh, yếu khác nhau của pha tĩnh đối với các chất tan và sự rửa giải (phản hấp phụ) của pha động để kéo chất tan ra khỏi cột 1.4.5 Phƣơng pháp sắc kỷ lỏng ghép khối phổ (LC /MS) 1.4.5.1 Sơ lược về LC/MS Sắc ký lỏng khối phổ là kỹ thuật phân tích có sự kết hợp khả năng phân tách các chất trong hỗ hợp của bộ phận sắc ký lỏng hiệu năng cao (High performance liquid . SẮC NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH DƢ LƢỢNG TETRMETHRIN, PERMETHRIN, PHENOTHRIN VÀ FENVALERATE TRONG NƢỚC NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Ở HUYỆN CHÂU PHÚ – AN GIANG BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ GHÉP KHỐI PHỔ (GC/MS). phenothrin và fenvalerate trong nước nuôi trồng thủy sản ở huyện Châu Phú - An Giang bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC/MS)" đƣợc tôi lựa chọn làm đề tài nghiên cứu của luận. DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH  PHAN HỒNG SẮC NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH DƢ LƢỢNG TETRMETHRIN, PERMETHRIN, PHENOTHRIN VÀ FENVALERATE TRONG NƢỚC NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Ở HUYỆN CHÂU PHÚ