Nghiên cứu phương pháp phân tích dư lượng thuốc trừ sâu cypermethrin trong chè

MRL: Mức dư lượng tối đa mg/kg hoặc g/kg ADI: Lượng hợp chất độc không gây hại cơ thể người mg/kg hoặc ECD: Detector cộng kết điện tử UV-Vis: Tử ngoại - khả kiến CV : Hệ số biến động LO

LỜI CẢM ƠN

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Phạm Văn Thiêm đã giao đề tài, tận tình hướng dẫn em thực hiện đề tài

-

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP PHÂN

TÍCH DƯ LƯỢNG THUỐC TRỪ SÂU

Em xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Trung tâm Phát triển

Sắc ký - trường Đại học Bách khoa Hà nội, Trung tâm Quan

trắc - Phân tích Môi trường biển Hải quân đã cho phép và tạo

điều kiện cho em thực hiện luận văn

Em cũng xin cảm ơn ban lãnh đạo, các thầy cô trong

Khoa Công nghệ Hóa học và bộ môn Hóa lý trường Đại học

Bách Khoa Hà nội đã tạo mọi điều kiện giúp em hoàn thành

khóa học Cao học 2003-2005

Cảm ơn các đồng nghiệp, bạn bè và gia đình đã ủng hộ,

động viên tôi hoàn thành khóa học.

FAO: Tổ chức nông nghiệp và lương thực (của Liên hiệp quốc)

UNEF: Chương trình môi trường (của Liên hiệp quốc)

CTV: Cộng tác viên

WHO: Tổ chức y tế thế giới

WTO: Tổ chức thương mại thế giới

MRL: Mức dư lượng tối đa (mg/kg hoặc g/kg)

ADI: Lượng hợp chất độc không gây hại cơ thể người (mg/kg hoặc

ECD: Detector cộng kết điện tử

UV-Vis: Tử ngoại - khả kiến

CV : Hệ số biến động

LOD: Giới hạn phát hiện

LOQ: Giới hạn định lượng

SD : Độ lệch chuẩn

HSTH: Hiệu suất thu hồi

TKPT: Tinh khiết phân tích

SPE: Chiết pha rắn

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang Bảng 1.1: Phân chia nhóm độc theo độ độc (WHO) 13 Bảng 1.2: Phân chia nhóm độc theo Farm chemicals Handbook (Mỹ) 14 Bảng 1.3: Dư lượng thuốc trừ sâu trong rau thương phẩm 17 Bảng 1.4: Dao động dư lượng Cypermethrin trong mẫu nông sản 18

Bảng 1.5: Các loại TBVTV thông thường được sử dụng trên rau ăn lá

Pyrethroid được sử dụng phổ biến ở Việt Nam

25

Bảng 1.10: Dung môi chiết của 4 phương pháp cơ bản 31 Bảng 2.1: Gía trị MRLs của Cypermethrin trong chè 43 Bảng 2.2: Chu trình nhiệt độ của cột phân tích 48 Bảng 2.3: Điều kiện tiến hành phân tích Cypermethrin theo 2 phương

Bảng 3.5: Sự có mặt Cypermethrin trong các lần chiết 67 Bảng 3.6: Sự có mặt Cypermethrin trong 3 phân đoạn rửa giải 68 Bảng 3.7: Hiệu suất thu hồi Cypermethrin trong chè 68 Bảng 3.8: Độ chính xác của phương pháp phân tích 70 Bảng 3.9: Dư lượng Cypermethrin trong một số mẫu chè trên thị trường 71

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Trang Hình 1.1: Tác động của thuốc BVTV đến môi trường 9 Hình 1.2: Sơ đồ tổng hợp thuốc trừ sâu Cypermethrin 27 Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý của máy Sắc ký khí 35

Hình 2.1: Sơ đồ phương pháp phân tích dư lượng thuốc BVTV

Hình 3.12: Sắc ký đồ phân tích Cypermethrin trong chè

bằng GC/-ECD (mẫu không thêm)

69

Hình 3.13: Sắc ký đồ phân tích Cypermethrin trong chè bằng

GC/-ECD (mẫu có thêm Cypermethrin)

69

1.1.2.1 Phân loại theo đối tượng phòng trừ 4 1.1.2.2 Phân loại theo con đường xâm nhập 5 1.1.2.3 Phân loại theo gốc hoá học 5 1.1.3 Thuốc BVTV trong môi trường và trong nông sản 8 1.1.4 Độc tính dư lượng của thuốc bảo vệ thực vật 11

1.2.2 Kiểm tra giám sát dư lượng thuốc BVTV trong nông sản phẩm 16

1.2.2.2 Kiểm soát dư lượng thuốc BVTV trong nông sản ở

1.4.2.1 Tính chất lý, hoá học của Cypermethrin 28

1.6 Mục đích, ý nghĩa nghiên cứu dư lượng thuốc BVTV 41

CHƯƠNG 2 - NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42

2.4.2 Xác định điều kiện nhiệt độ của buồng cột 47

2.4.4 Lựa chọn các thông số cho detector -ECD 48

2.4.5 Lựa chọn các thông số cho detector khối phổ MSD-5973N 48

2.5 Xây dựng đường chuẩn xác định Cypermethrin 50

2.6 Đánh giá độ lặp lại của phương pháp phân tích 50

2.7 Nghiên cứu điều kiện tách chiết Cypermethrin 51

2.8 Nghiên cứu điều kiện làm sạch bằng sắc ký cột 51 2.9 Đánh giá phương pháp tách chiết và phân tích 52 2.10 Đánh giá độ chính xác của phương pháp phân tích 53 2.11 Dư lượng Cypermethrin trong một số mẫu chè trên thị trường 53

3.1 Pha các mẫu chuẩn thuốc bảo vệ thực vật 54 3.1.1 Pha dung dịch gốc Cypermethrin nồng độ 1,9 mg/ml 54

3.2 Xác định thời gian lưu của Cypermethrin và đánh giá độ lặp lại của thiết bị GC/-ECD

54

3.3 Xây dựng đường chuẩn xác định Cypermethrin 59 3.3.1 Xây dựng đường chuẩn xác định từng đồng phân Cypermethrin 59 3.3.2 Xây dựng đường chuẩn xác định Cypermethrin dạng tổng số 62 3.4 Đánh giá độ lặp lại của phương pháp phân tích 65 3.5 Xác định giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ)

và độ nhạy của phương pháp phân tích

66

3.6 Kết quả nghiên cứu điều kiện tách chiết Cypermethrin 67

3.8 Đánh giá phương pháp tách chiết và phân tích 68 3.8.1 Hiệu suất thu hồi Cypermethrin trên chè 68 3.8.2 Độ chính xác của phương pháp phân tích 70 3.9 Dư lượng Cypermethrin trong một số loại chè trên thị trường 70

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72

PHỤ LỤC

MỞ ĐẦU

Trước đòi hỏi ngày càng cao về lương thực, thực phẩm nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu dùng của con người trên thế giới ngày một gia tăng, con người đứng trước một thử thách lớn là phải bằng mọi cách tăng năng suất, sản lượng cây trồng và vật nuôi, nhưng vẫn giữ được môi trường trong sạch, cân bằng sinh thái Để đạt được mục đích trên, con người phải tăng cường áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất, như tạo ra giống cây trồng cho năng suất cao, ngắn ngày, chống chịu được sâu bệnh; thay đổi cơ cấu cây trồng, tăng vụ để khai thác quỹ đất hạn hẹp; sử dụng phân bón hoá học

và thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) để duy trì và nâng cao năng suất cây trồng

Thuốc BVTV được coi là một vũ khí có hiệu quả của con người trong việc phòng trừ dịch hại, bảo vệ cây trồng Bên cạnh ưu điểm là bảo

vệ năng suất cây trồng, thuốc BVTV còn gây ra nhiều tác động phụ khác như gây ô nhiễm môi trường, gây độc cho người và gia súc, làm tăng chi phí sản xuất và nhất là để lại tồn dư trong nông sản gây ảnh hưởng đến chất lượng nông sản cũng như sức khoẻ người tiêu dùng Tác động tiêu cực của thuốc BVTV càng trở nên nghiêm trọng nếu con người sử dụng không đúng yêu cầu kỹ thuật hay quá lạm dụng thuốc BVTV

An toàn thực phẩm đóng vai trò quan trọng trong chiến lược bảo vệ sức khoẻ con người Việc đảm bảo vệ sinh, an toàn thực phẩm không những làm giảm được bệnh tật, tăng tuổi thọ, tăng cường sức lao động, mà còn góp phần phát triển kinh tế, văn hoá xã hội, giữ uy tín thương hiệu sản phẩm hàng hoá xuất khẩu, uy tín quốc gia Nông sản an toàn là nông sản không chứa tồn dư hoá chất cấm sử dụng trong nông nghiệp, với các loại hoá chất được sử dụng thì lượng tồn dư không được vượt quá mức cho phép, không chứa các mầm

bệnh, nấm mốc, vi sinh vật, kim loại nặng gây ảnh hưởng đến sức khoẻ con người

Chè là một loại cây trồng có giá trị kinh tế cao và có giá trị xuất khẩu lớn, nhưng dư lượng thuốc BVTV có trong chè đã là một yếu tố hạn chế giá trị của loại cây trồng này Theo báo cáo của FAO năm 1998, sản lượng chè xuất khẩu của Việt Nam ngày càng tăng, từ 16.100 tấn trong năm 1990 đến 24.000 tấn trong năm 1997, nhưng mức dư lượng thuốc BVTV trong chè còn quá cao 1 Vấn đề dư lượng thuốc BVTV đã ảnh hưởng đến uy tín và chất lượng của sản phẩm chè xuất khẩu Việt Nam, làm giảm thị phần xuất khẩu chè Việt Nam sang thị trường các nước Nguyên nhân của tình trạng này là do nông dân ta đã lạm dụng thuốc BVTV, dùng nhiều loại thuốc BVTV cùng lúc, dùng quá liều khuyến cáo, không tuân thủ các quy định về sử dụng thuốc BVTV đặc biệt là thời gian cách ly Mặt khác, thời gian cách ly của từng loại thuốc BVTV đối với từng đối tượng cây trồng trong tài liệu và được khuyến cáo của các công ty ở Việt Nam không nhất quán do dựa vào nguồn tài liệu từ các nước khác nhau, không phù hợp với điều kiện Việt Nam Trước những thực tế đó đòi hỏi cần phải có các công trình nghiên cứu hoàn chỉnh về dư lượng, có phương pháp phân tích phù hợp để xác định, đánh giá dư lượng của từng loại thuốc BVTV trong nông sản, đồng thời cần khảo nghiệm xác định thời gian cách ly phù hợp với điều kiện khí hậu, các vùng sinh thái và tập quán canh tác Việt Nam Hiện nay Việt Nam chưa có chương trình quốc gia kiểm soát dư lượng thuốc BVTV trên nông sản, trong khi đó nhiều nước trong khu vực và trên thế giới đều đang áp dụng thành công trong chương trình này

Nghiên cứu, đánh giá đúng dư lượng thuốc BVTV là việc làm cần thiết

để đảm bảo nông sản "sạch" hơn, an toàn hơn cho người sử dụng, hạn chế ô nhiễm môi trường Nghiên cứu thực trạng sử dụng thuốc BVTV trong một số mẫu chè sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn tình hình và có biện pháp phòng chống

thích hợp để bảo vệ sức khoẻ cho bản thân và cho gia đình, đồng thời có nhận thức đúng đắn để có thể giúp cho bà con nông dân có những kiến thức cần thiết khi dùng thuốc BVTV

Cypermethrin là một hoạt chất trừ sâu thuộc nhóm thuốc trừ sâu Pyrethroid, có hiệu lực trừ sâu cao, phổ rộng và được khuyến cáo dùng thay thế dần các loại thuốc trừ sâu trước đây như clo hữu cơ, photpho hữu

cơ, nên được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam để trừ nhiều loại sâu và nhện hại trên nhiều loại cây trồng, đặc biệt là chè Vì vậy nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích Cypermethrin trong điều kiện địa lý, khí hậu và tập quán canh tác Việt Nam là việc làm cần thiết Với hy vọng góp phần giải quyết từng bước vấn đề dư lượng thuốc BVTV ở Việt Nam, chúng tôi thực

hiện đề tài: “Nghiên cứu phương pháp phân tích dư lượng thuốc trừ sâu

Cypermethrin trong chè " Để phân tích mẫu chúng tôi sử dụng máy sắc

ký khí có trang bị detector cộng kết điện tử -ECD Như vậy mục tiêu của bản luận văn này bao gồm:

· Tối ưu hoá các điều kiện của máy sắc ký khí /detector -ECD để xây dựng phương pháp phân tích có độ ổn định và độ nhạy cao nhất

· Nghiên cứu, xây dựng phương pháp tách chiết, làm sạch và phân tích phù hợp để xác định dư lượng thuốc BVTV Cypermethrin trong chè

· Áp dụng quy trình tách chiết, làm sạch và phân tích để đánh giá thực trạng dư lượng thuốc BVTV Cypermethrin trong chè

Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu về thuốc BVTV

1.1.1 Định nghĩa

Thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) là những chất hoặc hợp chất độc nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp hoá học được dùng để phòng và trừ sâu, bệnh, cỏ dại, chuột hại cây trồng và nông sản 2

1.1.2 Phân loại thuốc BVTV

Có nhiều cách khác nhau để phân loại thuốc BVTV Theo 3 ta có thể phân loại theo các phương pháp sau:

1.1.2.1 Phân loại theo đối tượng phòng trừ

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

+ Thuốc trừ sâu (insecticide) 2: dùng để trừ côn trùng gây hại Một số

loại thuốc trừ sâu còn có hiệu lực trừ nhện hại cây trồng Thuốc trừ sâu xâm nhập vào cơ thể côn trùng qua vỏ cơ thể, qua đường tiêu hoá và qua đường hô hấp

+ Thuốc trừ bệnh (TB): là những thuốc phòng trừ các loại vi sinh vật

gây bệnh cho cây (nấm, vi khuẩn) Một số vi sinh vật quan trọng khác gây bệnh cho cây như Virut, Mycoplasma tới nay chưa có thuốc diệt trừ Các thuốc trừ bệnh nói chung ít độc hơn so với thuốc trừ sâu và ngày càng được

sử dụng nhiều

+ Thuốc trừ chuột (TTC): là những thuốc phòng trừ chuột và các loại

gặm nhấm khác Các thuốc trừ chuột rất có hại cho người và gia súc

+ Thuốc trừ nhện (TN): là những thuốc chuyên phòng trừ các loại

nhện hại cây trồng

+ Thuốc trừ cỏ (TC): là những thuốc phòng trừ các loại thực vật, rong,

tảo mọc lẫn với cây trồng, làm cản trở đến sinh trưởng của cây trồng Thuốc trừ cỏ ít độc hơn so với 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 được chia thành

4:

+ Thuốc có dạng tiếp xúc: là những loại 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: còn gọi là 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 hoá Những thuốc có tác dụng vị độc thường được dùng để trừ các loài động vật

+ Thuốc có tác dụng xông hơi: là các loại thuốc bảo vệ thực vật có khả

năng biến thành hơi, đầu độc bầu không khí bao quanh sâu bệnh và xâm nhập vào cơ thể sinh vật qua con đường hô hấp

+ Thuốc nội hấp: là các loại thuốc có khả năng xâm nhập vào cây qua

thân, lá hoặc qua rễ và dịch chuyển được trong cây Nếu thuốc dịch chuyển lên trên gọi là dịch chuyển hướng ngọn, nếu thuốc dịch chuyển xuống dưới gọi là dịch chuyển hướng gốc

+ 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 hoá học2

Dựa theo cấu tạo hoá học ta có các nhóm sau:

- Thuốc trừ sâu: có các nhóm chính là

+ Nhóm thuốc thảo mộc: là những chất trừ sâu có trong thực vật, như các nhóm Nicotin (trong cây thuốc lào, thuốc lá), Rotenone (trong rễ cây dây mật)

Những chất này có tác động sinh học mạnh nhưng hiệu lực với sâu thể hiện tương đối chậm, ít độc hại với người và mau chóng phân huỷ trong môi trường

+ Nhóm Clo hữu cơ: trong thành phần hoá học có chất clo (Cl) là những dẫn xuất chlorobenzen (như DDT), Cychlohexan (BHC), hoặc dẫn xuất đa vòng (Aldrin, Dieldrin) Nhóm này có độ độc cấp tính tương đối thấp nhưng tồn lưu lâu 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 lân hữu cơ: trong thành phần hoá học có chất Phosphor (P)

Độ độc cấp tính tương đối cao nhưng mau phân huỷ trong cơ thể người và môi trường hơn so với nhóm Clo hữu cơ Ngoài tác động tiếp xúc, vị độc, nhiều hoạt chất còn có khả năng thấm sâu, nội hấp hoặc xông hơi Một số thuốc lân hữu cơ rất độc cũng đã bị hạn chế hoặc cấm sử dụng (như Parathion )

+ Nhóm Carbamate: là những dẫn xuất của acid carbamic như các chất Carbaryl, Carbosulfan…những chất này có độ độc cấp tính tương đối cao, khả năng phân huỷ tương tự nhóm lân hữu cơ

+ Nhóm Pyrethroide (cúc tổng hợp): là nhóm thuốc trừ sâu có cấu tạo chất Pyrethrin có trong hoá chất của cây cúc sát trùng (Pyrethrun) Dễ bay hơi

và tương đối mau phân huỷ trong môi trường và cơ thể người nên thường dùng trừ sâu bọ cho rau, cây ăn quả và gia công thành sản phẩm sát trùng gia dụng (trừ muỗi, gián)

+ Các hợp chất Pheromone: là những chất tổng hợp có cấu tạo giống như những chất do côn trùng tiết ra trong quá trình sinh trưởng và hoạt động Những chất này thường dùng dẫn dụ côn trùng đến để tiêu diệt, với nồng độ cao sẽ làm rối loạn tính giao phối hoặc rối loạn sinh trưởng của côn trùng

+ Các hoá chất điều hoà sinh trưởng côn trùng: là những chất làm rối loạn quá trình sinh trưởng, phát triển của côn trùng, dẫn đến bị chết

+ Nhóm thuốc vi sinh: thành phần giết sâu trong thuốc là các vi sinh vật ( thường là nấm và vi khuẩn, một số ít là Virus) Về nấm phổ biến hiện nay có các loài Metarhizium và Beauveria Vi khuẩn chủ yếu là loài Bacillus thuringiens (B.T.) Các loài vi sinh vật này gây bệnh cho sâu, làm sâu chết Ngoài ra còn phát hiện nhiều chất có nguồn gốc hoá học khác, một số sản phẩm từ dầu mỏ được dùng làm thuốc trừ sâu

- Thuốc trừ bệnh: gồm hai nhóm lớn là nhóm vô cơ và nhóm hữu cơ Trong

mỗi nhóm lớn này lại có nhiều nhóm khác nhau

+ Nhóm thuốc vô cơ: chủ yếu là các nhóm hoá học Tác động chủ yếu của nhóm này là tiếp xúc, phổ tác dụng rộng, một số trừ vi khuẩn (đồng, thuỷ ngân), trừ nhện (lưu huỳnh) Độ độc cấp tính thấp nhưng chậm phân huỷ trong môi trường và cơ thể người, một số đã cấm sử dụng trong nông nghiệp (thuỷ ngân)

+ Nhóm thuốc hữu cơ: có nhiều nhóm hoá học khác nhau đang được sử dụng, trong đó có các nhóm sau:

Nhóm lân hữu cơ: có cấu tạo hoá học chung tương tự nhóm lân hữu cơ trừ sâu Phổ biến hiện nay là các chất Edffenphos (Hinossan ), Iprobenphos…

Nhóm Dithiocarbamate: hai nguyên tử S thay cho hai nguyên tử O trong cấu tạo gốc Carbamate chủ yếu là các chất Maneb, Zinneb, Mancozeb

Nhóm Triazole: trong công thức hoá học có gốc Triazole thuộc nhóm này là các thuốc trừ nấm, nội hấp, phổ tác dụng rộng, hiệu lực mạnh đang được phát triển sử dụng nhiều đặc biệt các chất Hexaconazole (Anvil ), Difenenconazle (manage ), Propiconazole (Tilt ), Triadimefon (Bayleton…), Tricyckazole (Beam…) và nhiều chất khác

- Thuốc trừ cỏ:

+ Nhóm vô cơ: có các chất Copper Sulfate, Sodium Chlorate, Calcium Cyanuanid, Ammonium Sulfate… những chất này chủ yếu tác động với cây

cỏ lá rộng và phân huỷ chậm trong môi trường

+ Nhóm hữu cơ: có nhiều nhóm hoá học như nhóm Acetamid (Butachlor, Metolachlor, Pretilachlor…), nhóm Carbamte (Benthiocarb, Molinate…), nhóm lân hữu cơ (Anilofos, Glyphosate…), nhóm Phenoxy (2,4D, MCPA…), nhóm Phenyl urea (Diuron, Linuron…), nhóm Triazin (Atrazin, Ametryl, Simazine…) Trong các thuốc này có loại chọn lọc, có loại không chọn lọc, phần lớn đều phân huỷ tương đối nhanh trong môi trường

- Thuốc trừ chuột: có các nhóm chính sau:

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

- Nhóm vô cơ: điển hình là chất Asen (thạch tín), kẽm photphua

- Nhóm hữu cơ: chủ yếu là chất dẫn xuất của Hydroxy coumrin (như Wafarin, Brodifacoum…) Các chất nhóm này tác động với chuột tương đối chậm nhưng ít gây tính nhờn bả

1.1.3 Thuốc BVTV trong môi trường và trong nông sản [5

Hệ sinh thái nông nghiệp là một trong những hệ sinh thái quan trọng nhất, quyết định sự tồn tại và phát triển của xã hội loài người bởi vì nó cung cấp lương thực thực phẩm và các nhu cầu cần thiết khác phục vụ cho đời sống của con người Tuy nhiên hiện nay đã và đang có những biểu hiện suy thoái nghiêm trọng do những tác động ngày càng mạnh mẽ, nếu như không nói là thô bạo của con người, gây ra những biến đổi sâu sắc trong hệ sinh thái nông nghiệp [6 Thuốc BVTV nói chung và thuốc trừ sâu nói riêng đều độc với con người, gia súc, gia cầm và có ảnh hưởng xấu tới môi trường sống Do vậy, ngoài tác động tích cực đảm bảo năng suất cây trồng thì chính nó lại là nguồn gây ô nhiễm môi trường đáng kể, ảnh hưởng không tốt đến cân bằng

sinh thái, tác động xấu đối với sức khoẻ con người và các sinh vật khác Tác động tổng quát của hoá chất BVTV lên môi trường được trình bày ở hình 1.1

Vấn đề dư lượng thuốc BVTV trong môi trường luôn thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học, trong đó có một số loại thuốc BVTV được quan tâm nhiều hơn do khả năng bền vững hoặc do mức độ tác hại nghiêm trọng của chúng đến môi trường, các loại thuốc trừ sâu có thời gian bán huỷ dài như nhóm clo hữu cơ luôn được sự quan tâm hàng đầu Sau một thời gian

bị cấm sử dụng, các số liệu kiểm soát môi trường cho thấy chúng vẫn còn hiện hữu trong môi trường ở mức độ vết Tuy các nhóm thuốc trừ sâu khác như Lân hữu cơ, Cacbamat, Pyrethoid tổng hợp ít bền vững hơn nhóm thuốc clo hữu cơ nhưng chúng đang được sử dụng rộng khắp với số lượng lớn cũng

là mối đe doạ tiềm tàng đối với môi trường

Hình 1.1: Tác động của thuốc BVTV đến môi trường [7]

Người ta tính rằng khi phun thuốc BVTV có khoảng 50% lượng thuốc rơi vào đất 7 Trong đất, thuốc BVTV bị phân huỷ dần bởi các yếu tố hữu sinh và vô sinh Nhiều loại vi sinh vật có khả năng sử dụng thuốc BVTV như

là một nguồn dinh dưỡng Ngược lại thuốc BVTV cũng ảnh hưởng đến nhiều

loài vi sinh vật không phải là đối tượng phòng trừ Trong thí nghiệm của Chiareiy Liu [27] cho thấy thuốc BVTV làm giảm 50-90% mức độ hoạt động của đất so với điều kiện tự nhiên Trong một cuộc điều tra năm 1973, Li và Lee cho thấy DDT, DDE, DDD, dieldrin, lindan và aldrin được tìm thấy ở mức độ cao trong đất trồng lúa ở Đài Loan Tổng nồng độ DDT và các chất chuyển hoá của nó là 56,7 ppb ở lớp đất bề mặt [28]; có dieldrin là 17,8 ppb, lindane là 11,8 ppb, aldrin là 11,3 ppb Sau đó 8 năm, năm 1981 nồng độ DDT và các chất chuyển hoá của nó giảm xuống còn 1/3 so với năm 1973 [29] và đến năm 1994, nồng độ DDT và các chất chuyển hoá của nó lại giảm xuống còn 1/3 so với năm 1981 [30]

Mặc dù thuốc BVTV hoà tan trong nước tương đối thấp, song chúng cũng bị rửa trôi vào trong nước tưới tiêu, gây ô nhiễm nước bề mặt, nước ngầm và nước vùng cửa sông ven biển [7] Người ta ước tính khoảng 340 tấn atrazin hay 1,2% lượng thuốc được dùng ở 12 bang của nước Mỹ chảy vào sông Mississipi và chảy ra vịnh Mehico từ tháng 4/1991 đến tháng 3/1992 [31] Khi nồng độ atrazin đo được là 1,1 ppb người ta đã phát hiện thấy 4,4%

số mẫu lấy từ các giếng cung cấp nước ở bang Iowa suốt từ 1988-1989, với 0,7% số mẫu lớn hơn tiêu chuẩn cho phép đối với nước sinh hoạt Những mẫu này được phân tích bằng phương pháp đa hiệu cho phép phân tích 27 loại thuốc BVTV được dùng phổ biến và kết quả là 13,6% số mẫu tìm thấy một hoặc nhiều hơn loại thuốc bảo vệ thực vật Các thuốc BVTV đó là: Sencor/Lexone, Provol, Dual, Bladex, Lasso (1,2-1,9%) Tại những giếng nông (<50 feet) thì bị nhiễm nặng hơn (17,9%) những giếng sâu nhiễm nhẹ hơn(11,9%) [31]

Sự phân huỷ thuốc BVTV trong nước phụ thuộc vào pH mật độ huyền phù và sự có mặt của trầm tích Dư lượng thuốc BVTV trong nước sẽ gây hại cho thực vật, động vật sống trong nước và cuối cùng gây hại cho con người

Thuốc BVTV có thể đi vào cây trồng bằng con đường trực tiếp (do phun, rắc lên cây) hay gián tiếp (qua đất, nước, không khí bị ô nhiễm thuốc BVTV) Thuốc BVTV ở trên cây và trong nông sản có thể gây hại cho cây trồng (ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây, thậm chí còn làm giảm năng suất) hay ảnh hưởng đến chất lượng nông sản, gây độc cho người

và gia súc sử dụng nông sản đó

Thuốc BVTV có thể xâm nhập vào các bộ phận của cây Tốc độ xâm nhập và hàm lượng của thuốc BVTV rất khác nhau và phụ thuộc vào đặc tính, cấu trúc của các bộ phận đó Khi phân tích hàm lượng cypermethrin có trong các bộ phận của quả táo cho thấy hàm lượng trong vỏ táo cao gấp 9 lần trong thịt quả 32 Thuốc BVTV thường tồn tại với hàm lượng lớn trong vỏ một số loại quả và hạt như táo, lê, đậu, lúa Nhưng sự phân bố này cũng không đồng nhất trong một nhóm thực vật Theo FAO/WHO 33 hàm lượng cypermethrin trong ruột táo ít hơn trong vỏ táo tới 10% nhưng ở quả lê hàm lượng cypermethrin trong ruột quả lê ít hơn trong vỏ quả lê tới 30%

Dư lượng thuốc BVTV ở phía ngoài của cây chịu tác động rất lớn của ánh sáng mặt trời và mưa Dư lượng thuốc BVTV bị rửa trôi tuỳ thuộc vào loại hoạt chất và dạng thuốc phun lên cây, khoảng thời gian từ phun xử lý thuốc BVTV đến khi có mưa và tuỳ từng loại cây trồng Ví dụ như mưa làm giảm 50% dư lượng captan trong cây anh đào trong khi dư lượng captan trong quả anh đào không hề thay đổi 21 Qúa trình di chuyển thứ cấp có thể làm tăng mức dư lượng thuốc BVTV trong cây trồng, ví dụ như quá trình bốc hơi

từ đất cây trồng hoặc quá trình lắng đọng bụi chứa dư lượng thuốc BVTV Đó

là một trong những yếu tố cơ bản tích tụ thuốc BVTV

1.1.4 Độc tính dư lượng của thuốc BVTV 8

Theo tiểu ban danh pháp dinh dưỡng của Liên hợp quốc thì dư lượng thuốc BVTV là "những chất đặc thù tồn lưu trong lương thực và thực phẩm,

trong sản phẩm nông nghiệp và trong thức ăn vật nuôi mà do sử dụng thuốc gây nên" Lượng dư lượng được tính bằng g hợp chất độc trong 1 kg nông sản hoặc bằng mg/kg nông sản Từng loại thuốc đối với từng loại nông sản đều được quy định mức dư lượng tối đa (maximum residue limit: MRL) tức

là lượng hợp chất độc cao nhất được phép tồn lưu trong nông sản mà không gây ảnh hưởng đến cơ thể người và vật nuôi khi sử dụng nông sản đó làm thức ăn Mức dư lượng tối đa được tính như sau:

MRL (mg/kg hoặc g/kg ) = (ADI x Gm)/DE ADI (mg/kg hoặc g/kg/ngày) = NEDD/ Rf

NEDD (mg/kg hoặc g/kg/ngày) = (NEL x DE) / Ga

ADI (acceptable daily intake) là lượng hợp chất độc không gây hại cơ thể người được chấp nhận từ kết quả thí nghiệm trên động vật máu nóng (mg hoặc g hợp chất độc cho 1kg trọng lượng cơ thể trong 1 ngày)

NEL (no effect level) là lượng thuốc không gây nguy hiểm cho động vật máu nóng được đưa vào thức ăn của động vật làm thí nghiệm (mg hoặc g hợp chất độc /kg thức ăn)

DE là lượng nông sản bình quân mỗi người tiêu thụ trong một ngày (kg/ngày)

Rf là hệ số an toàn, Gmlà trọng lượng cơ thể người, Ga là trọng lượng cơ thể động vật làm thí nghiệm (kg)

Mức dư lượng tối đa của mỗi loại thuốc trong từng sản phẩm cây trồng

và vật nuôi thường được quy định khác nhau ở mỗi nước Căn cứ vào mức độ nguy hiểm của các hợp chất độc dư lượng đối với cơ thể người và động vật máu nóng mà nhiều nước đã chia các loại thuốc BVTV thành 3 nhóm độc dư lượng 2:

- Nhóm độc 1 (rất độc) gồm Silfotepp, Phosmet, Parathion, methyl, Mevinphos, Dimethoat, Dimephion, Chlorfen-vinphos, Cacbofuran,

Parathion-Amitraz, Alicarb, Dư lượng của chúng trong nông sản được coi là 0 mg/kg nếu lượng dư lượng xác định được không vượt quá 0,004 mg/kg

- Nhóm độc 2 (độc trung bình) gồm Dipterex, Pirimiphos-methyl, Pirimicarb, Naled, Methomyl, Methidathion, Methamidophos, Lindan, Fenithrothion, Ethiofencarp, Endosulfan, Dicofol, DDVP, Chlorthiophos, Cacbaryl, Camphe-chlor, Butonat, Bromophos, Azinphosmetyl, Dư lượng của chúng trong nông sản được coi là 0 mg/kg nếu lượng dư lượng xác định được không vượt quá 0,02 mg/kg

- Nhóm độc 3 (ít độc) gồm Tetradifon+Tetrasul, Pyrethrin, Propagit, Pyrethroit, DMDT, Malathion, Cyhexatin, Dư lượng của chúng trong nông sản được coi là 0 mg/kg nếu lượng dư lượng xác định được không vượt quá 0,1 mg/kg

Căn cứ độ độc cấp tính của thuốc, tổ chức y tế thế giới (WHO) phân chia các loại thuốc thành 5 nhóm độc khác nhau (Ia, Ib, II, III, IV), trong đó nhóm độc Ia rất độc, nhóm độc Ib độc, II độc trung bình, III độc hại ít, IV rất

5-50 20-200 10-100 40-400

II Độc trung bình “

Có hại” (chữ đen

Chữ thập đen trên nền trắng

50-500 200-2000

100-1000

400-4000

Bảng phân chia nhóm độc của Mỹ không tách nhóm độc I thành Ia và

Ib như cách phân chia của WHO nhưng ngoài liều LD50 xâm nhập qua miệng

và tiếp xúc qua da còn căn cứ vào LD50 xâm nhập qua đường hô hấp, khả năng gây hại niêm mạc và phản ứng đối với da

Bảng 1.2: Phân chia nhóm độc theo Farm chemicals Hanbook (Mỹ) 9 Chỉ tiêu phân

mạc mắt

Gây hại niêm mạc, đục màng sừng mắt kéo dài trên 7 ngày

Đục màng sừng mắt 7 ngày, gây ngứa niêm mạc

7 ngày

Gây ngứa niêm mạc

Không gây ngứa niêm mạc

Từ những năm 40 đến những năm 60 của thế kỷ 20, nhiều người cho rằng mọi vấn đề về BVTV có thể giải quyết nhờ thuốc hoá học [10] Thuốc hoá học có thể dập tắt được mọi sâu bệnh bảo vệ mùa màng, tăng năng suất cây trồng với mức chi phí thấp nhất Từ những quan niệm sai lầm trên đã dẫn đến việc sử dụng thuốc BVTV tràn lan ngay cả khi không cần thiết để phòng trừ sâu bệnh Theo ước tính lượng thuốc trừ sâu bệnh được dùng ở Mỹ trong những năm này gấp 100 lần lượng thuốc cần thiết để diệt sâu bệnh có hiệu quả [11] Hậu quả là thuốc hoá học BVTV đã bị lạm dụng gây hậu quả xấu cho con người, động thực vật và môi trường Qua các thời kỳ phát triển, thuốc BVTV ngày càng phong phú về chủng loại và khối lượng Cho đến năm 1997,

có 1.342 loại hoá chất được công nhận hoạt chất BVTV [12] Vào cuối những năm 40, lượng thuốc hoá học sản xuất trên thế giới chỉ vài trăm tấn tương đương với vài trăm triệu USD, nhưng đến năm 1997 giá trị sản lượng thuốc BVTV trên thế giới đã lên tới 31,25 tỷ USD Theo nhận định của hội nghị liên tịch của FAO và UNEP thị trường thuốc BVTV trên thế giới vẫn tiếp tục tăng manh và tăng nhanh nhất ở các nước châu Mỹ La tinh và Châu Á Hiện nay tác dụng không mong muốn của thuốc hoá học đã được chứng minh rõ ràng nên xu hướng nghiên cứu và sử dụng thuốc BVTV sinh học và có nguồn gốc sinh học đang được khuyến khích Theo dự tính đến năm 2010, thuốc sinh học

sẽ chiếm 10% thuốc BVTV tiêu thụ trên thế giới Tuỳ theo trình độ canh tác, mức độ đầu tư về thuốc BVTV ở các nước cũng khác nhau Năm 1996, chi phí thuốc BVTV trên diện tích canh tác một ha của Đài Loan là cao nhất, 75,8 USD/ha, tiếp theo là Philippin 28USD/ha và Thái lan là 20,48USD/ha Tỷ lệ các nhóm thuốc BVTV tiêu thụ trên thế giới không đều nhau Theo thống kê của BASF năm 1993, tính chung trên thế giới thuốc trừ cỏ chiếm tỷ lệ cao nhất là 46%, sau đó là thuốc trừ sâu 29% và thuốc trừ bệnh là 21% Trong khi

đó tại các nước Nam Á tỷ lệ này có phần thay đổi: Pakistan thuốc trừ sâu chiếm 92%, trong khi đó thuốc trừ cỏ chỉ chiếm 6%

1.2.1.2 Trong nước

Trong những năm 1990, lượng thuốc thành phẩm tiêu thụ trong nước là khoảng bốn ngàn tấn hoạt chất, tương đương với 13-15 ngàn tấn thành phẩm Trong giai đoạn này mức độ sử dụng hoá chất BVTV còn rất thấp, chỉ vào khoảng 0,3- 0,4 kg hoạt chất/ha, chủng loại thuốc BVTV chủ yếu là nhóm clo hữu cơ và lân hữu cơ Các loại thuốc này tuy có hiệu quả phòng trừ cao nhưng lại có độ độc cao, thời gian phân huỷ chậm gây tác động xấu với con người và môi trường Đáng chú ý là trên 95% lượng thuốc BVTV nhập khẩu đã được

sử dụng, tình trạng ứ đọng không xảy ra; “ Cung” luôn đi đôi với “ Cầu” là một điểm nổi bật của thị trường thuốc BVTV Việt Nam trong những năm qua

Cơ cấu các loại thuốc BVTV ở Việt nam cũng giống như một số nước Nam Á: Số lượng thuốc trừ sâu được tiêu thụ cao hơn thuốc trừ bệnh và thuốc trừ cỏ Tuy nhiên những năm gần đây, số lượng thuốc trừ cỏ được đăng ký tăng 5,6 lần trong khi thuốc trừ sâu và thuốc trừ bệnh chỉ tăng khoảng 2,6 lần, chứng tỏ đã và đang có sự thay đổi rất đáng kể trong cơ cấu thuốc BVTV ở Việt nam và phù hợp với xu hướng tăng cường sử dụng thuốc trừ cỏ của thế giới

1.2.2 Kiểm tra giám sát dư lượng thuốc BVTV trong nông sản phẩm 1.2.2.1 Các mô hình kiểm soát

Theo mô hình chung của chương trình kiểm soát dư lượng thuốc BVTV trên nông sản thì có 5 mô hình kiểm soát chính [13], bao gồm:

Kiểm soát giám sát: Đối tượng là các nông sản tiêu dùng trong nước

Nông sản phẩm trước khi đưa vào thị trường đều được lấy mẫu kiểm tra Mẫu được lấy ngẫu nhiên, tần suất phụ thuộc vào loại nông sản nào được tiêu thụ

nhiều hơn Ngoài ra, có thể chú trọng vào một loại nông sản nào đó đã có vấn

đề về dư lượng thuốc BVTV từ trước

Kiểm soát chấp nhận: Đối tượng là các nông sản nhập khẩu, thường là

những đối tượng hàng hoá từ các quốc gia có vấn đề về dư lượng thuốc BVTV trong nông sản

Kiểm soát trước khi xuất khẩu: Đối tượng là các nông sản trước khi xuất

khẩu để kiểm tra xem nông sản có thoả mãn được yêu cầu về MRLs của quốc gia nhập khẩu không Bước kiểm tra này rất cần thiết để tránh những rắc rối và lãng phí cho doanh nghiệp xuất khẩu, bởi vì các thị trường như Mỹ và Châu Âu thường có những yêu cầu cao về an toàn thực phẩm Kết quả của chương trình kiểm soát này có thể điều chỉnh quá trình sử dụng thuốc BVTV của bản thân nước xuất khẩu nông sản

Kiểm soát nghiên cứu khẩu phần ăn: Đối tượng là các nông sản thông

dụng Giá trị ADI được ước lượng thông qua lượng thuốc BVTV có trong nông sản và lượng nông sản người dân tiêu dùng hàng ngày, bỏ qua quá trình mất thuốc BVTV do chế biến và nấu nướng

1.2.2.2 Kiểm soát dư lượng thuốc BVTV trong nông sản ở Việt Nam

Từ tháng 11 năm 1996 đến tháng 4 năm 1997, Sở Y tế Hà Nội phối hợp với Viện Dinh Dưỡng, các cơ quan hữu quan, Trung tâm y tế, Trung tâm khuyến nông các huyện Gia Lâm, Từ Liêm, Thanh Trì theo dõi, khảo sát thực trạng quản lý và sử dụng thuốc BVTV trong gieo trồng và thu hoạch một số sản phẩm nông nghiệp, đặc biệt là rau quả, thực phẩm tươi cho thấy:

+ 15/60 mẫu sản phẩm nông nghiệp bán tại các chợ khu vực ngoại thành được kiểm tra có dư lượng thuốc BVTV (chiếm 25%), trong đó có rau quả tươi chiếm 86,6%, các sản phẩm nông nghiệp khác chiếm 13,4% 3/60 mẫu thực phẩm (chiếm 5%) có lượng tồn dư thuốc BVTV vượt quá giới hạn cho phép của

Bộ Y tế Thuốc BVTV tìm thấy là Wofatox trong rau cải dưa, Lindan trong sữa

bò nuôi tại gia đình Ba nhóm thuốc bảo vệ thực vật được phát hiện chiếm tỷ lệ cao nhất theo thứ tự là nhóm Lân hữu cơ (52%), Pyrethriod (35%) và nhóm Clo hữu cơ (13%) Theo điều tra của Sở KHCN và Môi trường Hà Nội và Viện nghiên cứu rau quả, dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trong sản phẩm rau tăng hơn rất nhiều so với ngưỡng cho phép

Bảng 1.3: Dư lượng thuốc trừ sâu trong rau thương phẩm [14] Lấy mẫu Loại rau Thuốc trừ sâu Dư lượng (mg/kg)

Dư lượng Ngưỡng cho

phép

Chợ Cầu diễn Đậu đỗ Cypermethrin 0,46 0,05 Chợ Nam Đồng Đậu đỗ Cypermethrin 0,60 0,05 Chợ Bách Khoa Cải bắp TQ Cypermethrin 2,80 2,00 Chợ Mơ Cải bắp TQ Cypermethrin 4,20 2,00

Hàng năm Trung tâm Kiểm định thuốc BVTV phía Bắc và phía Nam của Cục BVTV đã tiến hành khảo sát dư lượng thuốc BVTV trên một số loại nông sản tại một số khu vực trọng điểm Kết quả thu được cho thấy thực trạng

dư lượng thuốc BVTV trên rau, quả rất đáng báo động Theo Bùi Sĩ Doanh và cộng tác viên (CTV) năm 1996, rau cải có 15% số mẫu kiểm tra vượt MRL, đậu đỗ và nho đều là 20% [15]; năm 1997 rau cải là 21%, đậu đỗ là 15%, nho

là 8%, bắp cải là 13% Năm 1998, dưa lê là 14,6%, nho là 13%, dưa chuột là 12% Những kết quả khảo sát hàng năm cho thấy, tỉ lệ mẫu rau có dư lượng thuốc BVTV vượt quá mức dư lượng tối đa cho phép (theo CODEX của FAO/WHO) có xu hướng tăng lên một cách đáng lo ngại Năm 1999, Cục quản lý chất lượng Vệ sinh An toàn Thực phẩm đã tiến hành khảo sát tình trạng ô nhiễm một số loại thuốc BVTV trên một số loại rau, quả tại 3 chợ và 3

xã ngoại thành Hà Nội Kết quả kiểm nghiệm cho thấy 83,7% số mẫu (36/43 mẫu) nhiễm thuốc BVTV Loại thuốc BVTV tìm thấy chủ yếu là Metyl parathion, Methamidophos, Trichlorfon, Fenobucarb trong đó hai loại là

Metyl parathion, Methamidophos là những thuốc Bộ Nông nghiệp và PTNT

đã cấm sử dụng Khi phân tích dư lượng Cypermethrin trong quả táo và quả anh đào (bảng 5) thấy có sự dao động khá lớn 16

Bảng 1.4: Dao động dư lượng Cypermethrin trong mẫu nông sản 16

Mẫu Kg hoạt chất/ha

sử dụng

Sau phun (ngày)

từ 28 - 30 lần, còn vùng trồng lúa ở đồng bằng sông Hồng, mỗi vụ lúa phun thuốc từ 1-3 lần, ở vùng trồng lúa đồng bằng sông Cửu Long mỗi vụ phun thuốc tăng lên đến 4 - 5 lần và mỗi lần có thời gian 1 - 2 ngày cho mỗi xã Ở vùng trồng chè hàng năm phun tối đa 30 lần, trung bình 12 - 15 lần Người trồng chè nhiều khi hái chè ngay sau khi phun thuốc trừ sâu như ở Chi Lê, Hoà Bình Tuy nhiên, lượng thuốc sử dụng được phân bổ khác nhau trên từng nhóm cây trồng và từng khu vực địa lý:

+ Cây trồng: Thuốc bảo vệ thực vật được sử dụng phổ biến trên môt số cây trồng của Việt Nam như cây lúa (70% thuốc trừ sâu, 82% thuốc trừ bệnh hại cây trồng, 89% thuốc trừ cỏ), cây rau (14% thuốc trừ sâu, 10% thuốc trừ bệnh hại cây trồng), đậu tương (5% thuốc trừ sâu), lạc (5% thuốc trừ sâu), cây khác (6% thuốc trừ sâu, 8% thuốc trừ bệnh và 11% thuốc trừ bệnh)

+ Khu vực: Chỉ tính trên cây lúa, lượng thuốc bảo vệ thực vật được sử dụng cũng rất khác nhau tuỳ từng khu vực, từng nhóm thuốc Ở Trung du và

miền núi phía Bắc, thuốc trừ cỏ hầu như ít được sử dụng, thuốc trừ sâu, thuốc trừ bệnh hại cây trồng được sử dụng ở mức thấp Khu vực miền Trung và Nam

bộ, tổng lượng thuốc được sử dụng đạt ở mức cao nhất và gồm tất cả các nhóm thuốc kể cả thuốc trừ cỏ Các vùng trồng rau ở Việt Nam hiện đang sử dụng nhiều loại thuốc bảo vệ thực vật nhất, các vùng trồng thuốc lá chủ yếu sử dụng Monitor, Wofatox, Bassa Ở những vùng trồng chè (Hoà Bình, Vĩnh Phúc, Bắc Thái, Tuyên Quang, Yên Bái) nông dân chủ yếu sử dụng Monitor, Wofatox.

Bảng 1.5: Các loại thuốc BVTV thông thường được sử dụng trên

rau ăn lá ở Hà Nội và TP HCM [17]

Khu vực Loại rau Loại

+ Từ năm 1981  1985: 22/200 mẫu lương thực, thực phẩm được phân tích kiểm tra phát hiện có lượng tồn dư hoá chất bảo vệ thực vật với hàm lượng vượt ngưỡng cho phép từ 0,1  5 mg/l

+ 4/14 mẫu sữa các bà mẹ đang cho con bú lấy tại Hạ Hồi - Thượng Tín

- Hà Sơn Bình năm 1989 có dư lượng hoá chất BVTV nhóm phospho hữu cơ với dư lượng 0,2  0,5 g/l

Theo kết quả nghiên cứu của Uỷ ban 10-80 của Việt Nam, từ năm 1984 đến năm 1990 cũng cho thấy hàm lượng DDT trong sữa của một số bà mẹ Việt Nam được kiểm tra là 4.500  6.700 ppb, cao hơn 10 lần so với số liệu được kiểm tra tại Mỹ và Tây Đức Mẫu sữa ở Thái Lan cũng có nồng độ DDT cao hơn, nhưng chỉ bằng 1/2 nồng độ ở Việt Nam Việc phát hiện DDT với nồng độ cao trong sữa của một số bà mẹ so với nhiều nước và dư lượng nhóm lân trong sữa mẹ ở ngoại thành Hà Nội là một điều cần báo động để quản lý chặt chẽ hơn việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật và sự cần thiết phải kiểm tra thường xuyên dư lượng hoá chất BVTV có trong thực phẩm

Việc bảo quản và sử dụng thuốc bảo vệ thực vật không tuân thủ theo các hướng dẫn và quy định về vệ sinh môi trường đã dẫn đến tình trạng ô nhiễm cục bộ ở nhiều địa phương Kết quả điều tra 156 hộ nông dân nông nghiệp ở vùng trồng lúa ở Tiền Giang; 200 hộ ở Đan Phượng; 200 hộ ở vùng trồng rau Tây Tựu (Từ Liêm - Hà Nội) cho thấy 80% số hộ dùng xong vứt luôn vỏ bao bì, chai lọ tại ruộng, tại mương nước, gây ô nhiễm nguồn nước, thậm chí có hộ còn sử dụng lại bao bì vào mục đích khác của gia đình Điều

đó làm tăng nguy cơ nhiễm độc cho người và gia súc

Trước thực tế đáng lo ngại như vậy, việc cấp bách đặt ra là chúng ta phải có một chương trình kiểm soát dư lượng thuốc BVTV trên nông sản, góp phần thực hiện thành công chiến lược phát triển nông nghiệp của Việt Nam là xây dựng một nền nông nghiệp sinh thái bền vững vì sự phát triển và sức khoẻ con người

1.3 Công nghệ chế biến chè

1.3.1 Sản xuất chè đen

Chè đen rời được sản xuất từ chè đọt tươi theo phương pháp truyền thống hoặc theo phương pháp hiện đại qua các công đoạn: héo, vò, phân loại chè vò, lên men, sấy khô và phân loại

Chè đen sản xuất theo phương pháp truyền thống gồm 7 loại: OP- FBOP- P - PS -BPS - F và D Các chỉ tiêu cảm quan của chè này được trình bày trong bảng 1.6 [19]:

Bảng 1.6 : Các chỉ tiêu cảm quan của chè sản xuất theo

phương pháp truyền thống [19]

Loại chè Ngoại hình Màu nước Mùi Vị

OP Xoăn, tương đối đều, đen tự

nhiên, thoáng tuyết Đỏ nâu sáng, rõ viền vàng Thơm đượm dịu, có Đậm

hậu

FBOP Nhỏ, mảnh gẫy của OP và P

tương đối đều, đen có tuyết Đỏ nâu đậm, có viền vàng Thơm đượm Đậm có hậu

P Tương đối xoăn, tương đối

đều đen, ngắn hơn OP

Đỏ nâu sáng,

có viền vàng

Thơm dịu Đậm,

dịu

PS Tương đối đều, đen hơi nâu

Hơi khô, thoáng cọng nâu

Đỏ nâu Thơm vừa Đậm

vừa

BPS Tương đối đều, mảnh gẫy của

PS, đen hơi nâu Đỏ nâu hơi nhạt Thơm nhẹ Ít đậm

F Nhỏ đều, đen hơi nâu Đỏ nâu đậm Thơm nhẹ Đậm hơi

chát

D Nhỏ, mịn, sạch Đỏ nâu hơi tối Thơm nhẹ Chát hơi

gắt

Chè đen sản xuất bằng phương pháp hiện đại gồm 5 loại: BOP - BP - OF -

PF và D Các chỉ tiêu hoá lý của chè này được trình bày trong bảng 1.7 [19]:

Bảng 1.7 : Các chỉ tiêu hoá lý của chè sản xuất

theo phương pháp hiện đại [19]

Loại chè Ngoại hình Màu nước Mùi Vị

BOP Đen hơi nâu, nhỏ lọt lưới Đỏ nâu có viền Thơm đượm Đậm có

14-24 đều, sạch vàng đặc trưng hậu

BP Đen hơi nâu, nhỏ lọt lưới

14-24 đều, sạch

Đỏ nâu đậm, có viền vàng Thơm đượm đặc trưng Đậm có hậu

OF Đen nâu, nhỏ đều lọt lưới

D Nâu đen nhỏ, mịn lọt lưới

50, sạch Đỏ nâu hơi tối Thơm nhẹ Đậm hơi gắt

Các công đoạn trong quá trình sản xuất chè đen [20]:

Bước 1 (Làm héo chè tươi): Làm giảm bớt nước trong chè tươi đến độ

ẩm quy định, đồng thời làm tăng tính đàn hồi của lá, chuẩn bị các điều kiện cho nguyên liệu để phục vụ các quá trình công nghệ tiếp theo

- Làm héo tự nhiên: Làm héo chè tươi trong điều kiện nhiệt độ, độ ẩm không khí tự nhiên

- Làm héo nhân tạo:Làm héo chè tươi trong điều kiện nhiệt độ, độ ẩm không khí nhân tạo

Bước 2 (Vò chè): Phá vỡ các tế bào của lá chè, phân chia búp chè thành từng phần và tạo cho chúng có dạng xoắn đặc biệt

Bước 3 (Phân loại chè vò): Tách riêng chè vò thành từng phần chè to, nhỏ theo kích thước sau mỗi lần vò

- Phần chè to (phần III): Phần chè không lọt qua lưới sàng quy định khi phân loại chè vò

- Phần chè nhỏ (phần I và II): Phần chè lọt qua lưới sàng quy định khi phân loại chè vò

Bước 4 (Lên men chè (ủ chè)): Oxy hoá các chất có trong lá chè tươi dưới tác dụng của các enzim để tạo hương vị, màu sắc đặc biệt cho nước chè đen và các loại chè trung gian

Bước 5 (Sấy chè): Làm khô chè đến độ ẩm quy định

Bước 6 (Phân loại chè bán thành phẩm): Phân chia chè bán thành phẩm theo hình dạng và theo chất lượng để thu lấy sản phẩm phù hợp với yêu cầu quy định

Bước 7 (Phối trộn chè): Trộn lẫn các lô chè đồng nhất về hình dạng và giống nhau về chất lượng đã qua phân loại theo công thức quy định để có được một lại chè thành phẩm cụ thể

Bước 8 (Lắc chặt chè): Làm chặt chè thành phẩm trong thùng chứa để đảm bảo khối lượng chè quy định, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho bảo quản, vận chuyển chè

1.3.2 Sản xuất chè xanh rời

Chè xanh được sản xuất theo các loại: đặc biệt, OP, P, BP, BPS, F Các chỉ tiêu cảm quan của chè xanh rời như sau[19]:

Bảng 1.8: Các chỉ tiêu cảm quan của chè xanh rời [19]

Loại chè Ngoại hình Màu nước Mùi Vị

Đặc biệt Màu xanh tự nhiên, cánh chè

dài, xoăn đều non, có tuyết

Xanh vàng trong sáng

Thơm mạnh tự nhiên, thoáng cốm

Đậm dịu có hậu ngọt

OP Màu xanh tự nhiên, cánh chè

dài xoăn tương đối đều

Vàng xanh sáng

Thơm tự nhiên tương đối mạnh

Chát đậm, dịu dễ chịu

P Màu xanh tự nhiên, cánh chè

ngắn hơn OP, tương đối xoăn

thoáng cẫng

Vàng sáng Thơm tự nhiên Chát tương

đối dịu có hậu

BP Màu xanh tự nhiên, mảnh

nhỏ hơn chè P, tương đối non

đều

Vàng tương đối sáng Thơm tự nhiên, ít đặc trưng Chát tương đối dịu, có

hậu BPS Màu vàng xanh xám, mảnh

nhỏ tương đối đều, nhỏ hơn

BP

Vàng hơi đậm thoáng hăng già Thơm vừa Chát hơi xít

Bước 1(diệt men chè tươi): Đình chỉ hoạt động của các enzim có trong chè tươi bằng các phương pháp xử lý nhiệt khác nhau

- hấp chè tươi: Diệt men chè tươi bằng hơi nước

- sao chè tươi: diệt men chè tươi bằng cách sao trực tiếp trong máy hoặc chảo

- chần chè tươi: diệt men chè tươi bằng cách nhúng chè vào nước sôi Bước 2 (sấy nhẹ): Làm giảm bớt nước trong chè hấp và chè chần đến độ

ẩm quy định trước khi đưa đi vò chè

Bước 4 (Làm tơi chè vò): Làm rời chè vò bị vón cục lại sau mỗi lần vò Bước 5 (Sao khô chè): Làm khô chè đến độ ẩm quy định bằng cách sao trong máy hoặc chảo

Bước 6 (Sao xoăn): Sao khô chè kết hợp với tạo dạng xoăn đặc biệt cánh chè

Bước 7 (Đánh bóng chè): Làm cho cành chè bóng và tạo mầu bạc đặc trưng bằng cách chà sát chè trong máy hoặc chảo

1.4 Thuốc BVTV nhóm Pyrethroid

1.4.1 Giới thiệu về nhóm thuốc Pyrethroid

Từ xa xưa con người đã dùng bột hai loài hoa cúc để trừ côn trùng và nhện hại hoa màu Đó là các loài Chrysanthemum cinerariaefolium và C.roseum; hoa của 2 loài cúc này có chứa 6 este của axit cyclopropancacboxylic rất độc đối với côn trùng và nhện hại Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc của các este cyclopropancacboxylat tự nhiên, đặc biệt là cấu trúc hoá học của pyrethrin, các nhà hóa học đã tổng hợp bằng con đường hoá học ra nhiều dẫn xuất pyrethrin có ưu điểm hơn các este pyrethrin tự nhiên Những dẫn xuất đó gọi chung là pyrethroid Hiện nay có trên 30 hợp chất pyrethroid được sử dụng để trừ côn trùng và nhện hại cây trồng, nhưng sử dụng phổ biến ở Việt Nam là Deltamethrin (chiếm 35%), sau đó là

Fenvalerate (chiếm 30%), Cypermethrin (chiếm 22%), Permethrin (chiếm

10%), Cyfluthrin và các loại khác chiếm 3%

Bảng 1.9: Tóm tắt tính chất vật lý và hoá học của 5 loại thuốc

Pyrethroid được sử dụng phổ biến ở Việt Nam [12]

Thuốc

BVTV

Nhóm độc

(WHO)

nước Thời gian bán phân huỷ

đất (tuần)

Trong nước (ngày)

Nhóm thuốc Pyrethroid có những đặc điểm sau [34]:

- Lượng hoạt chất sử dụng trên đơn vị diện tích thấp, có khi chỉ 8-10g/ha nên

đã làm giảm đáng kể lượng chất độc rải trên môi trường sinh thái và trên cây trồng

- Thuốc có tác dụng chọn lọc cao, trừ được chủng sâu kháng với các

loại thuốc Lân hữu cơ, Clo hữu cơ và Carbamat Tuy nhiên nếu dùng lâu dài

lại dễ gây hiện tượng kháng và kháng chéo

- Pyrethroid hoà tan nhanh trong lipit và lipoprotein nên tác dụng tiếp

xúc mạnh, nhưng cho đến nay chưa có loại thuốc Pyrethroid nội hấp và gây

tác dụng xông hơi mạnh Thuốc gây hiện tượng choáng độc nhanh (knock -

down - effeck) cho sâu hại, kích thích cây phát triển và có tác động xua đuổi

một số loài côn trùng

- Độ độc cấp tính đối với người và động vật máu nóng thấp hơn so với

nhiều hợp chất Lân hữu cơ, chóng phân huỷ trong cơ thể sống và trong môi

trường, nhưng thuốc rất độc đối với cá và các loài động vật thuỷ sinh và hiệu

lực thấp đối với sâu đục thân lúa

- Các hợp chất Pyrethroid có cấu trúc hoá học lập thể rất phức tạp, có nhiều cấu hình khác nhau tạo nhiều đồng phân lập thể và hiệu lực trừ sâu của mỗi đồng phân lập thể có thể khác nhau

Cơ chế gây độc của pyrethroid este: Pyrethroid là những chất độc đối

với tế bào thần kinh, trong khi Pyrethroid tự nhiên ít gây độc, trừ những biểu hiện dị ứng thì Pyrethroid tổng hợp có những biểu hiện gây độc đối với động vật có vú bao gồm cả con người Những biểu hiện đó là tình trạng tê liệt, kích động thần kinh, sự run rẩy, sự co giật, bại liệt và chết Các este tổng hợp được chia thành 2 nhóm dựa vào cấu trúc và triệu chứng ngộ độc Đối với những chất thuộc nhóm I (hội chứng T) tác động của nó cũng giống như tác động của DDT, tức là kéo dài tiến trình trở lại trạng thái tích điện bình thường của màng tế bào thần kinh sau khi một xung lực thần kinh đi qua làm cho màng tế bào ở trạng thái rất nhạy cảm đối với một kích thích nhỏ nhất Đó là nguyên nhân gây nên tình trạng tăng đột ngột các hạt mang điện qua một dây thần kinh, kèm theo những thay đổi lý hoá trong màng và huỷ bỏ hay đảo ngược thế nghỉ để chuyển sang thế động Đối với những hợp chất thuộc nhóm II (hội chứng CS) gồm các este chứa nhóm CN gây ra những triệu chứng như không còn khả năng tự điều hoà, chứng co giật, tình trạng tê liệt, đau đầu, buồn nôn,

co giật cơ liên tục, mệt mỏi Ở mức độ phân tử, các Pyrethroid este có tác động ức chế men ATPaza vận chuyển canxi/magie và natri.kali Ức chế men cần thiết cho quá trình vận chuyển kim loại cũng như là giảm quá trình vận chuyển clo Este nhóm II ức chế men mạnh hơn nhóm I, làm tăng canxi trong màng tế bào dẫn đến chất dẫn truyền thần kinh được giải phóng nhiều hơn

1.4.2 Giới thiệu về Cypermethrin

Cypermethrin là thuốc trừ sâu nhóm Pyrethroit có tên hoá học: Cyano -3-phenoxy benzyl-(1RS)-cis, trans-3-(2,2-diclovinyl)-2,2-dimetylxyclo propancacboxylat hoặc 3-(2,2-dicloroethyl)-2,2-

(RS)--dimethylcyclopropancarboxylic acid cyano(3-phenoxyphenyl)methyl este

Công thức phân tử C22H19Cl2NO3 và phân tử lượng M=416.3 đvc Cypermethrin có công thức cấu tạo như sau [35,37]:

Phân tử Cypermethrin có 4 cặp đồng phân quang học gồm 2 cặp đồng phân cis và 2 cặp đồng phân tran, tỷ lệ đồng phân cis/trans của cypermethrin thường khoảng 35/65 đến 55/45 [36]

Trong công nghiệp sản xuất thuốc trừ sâu, Cypermethrin được tổng hợp qua một chuỗi các phản ứng từ: metyl-(1RS)-cis, trans-3- (2,2-diclo vinyl)-2,2-dimetyl xyclo propan cacboxylat khi có axit clohidric đến phản ứng cuối cùng với 3-phenoxy benzandehit khi có NaCN theo sơ đồ hình 2 [36]

Hình 1.2: Sơ đồ tổng hợp thuốc trừ sâu Cypermethrin [47]

Trên thị trường Việt nam, thuốc trừ sâu Cypermethrin được đăng ký sử dụng với 60 tên thương phẩm Đối với 3 kiểu hoạt chất Cypermethrin (gồm các đồng phân), alpha- cypermethrin, beta-cypermethrin dưới dạng thuốc dung dịch nhũ dầu như: sherpa 10EC, 25EC, cymerin 5EC, 10EC, 25EC, power 5EC, punisx 5.5EC, 25EC, cymkill 10EC, 25EC, ustaad 10EC… ngoàI

ra còn được sử dụng dưới dạng hỗn hợp với các thuốc BVTV khác như: polytrin C440EC/ND, sherzol EC, nitox 30EC…[39]

1.4.2.1 Tính chất lý, hoá học của Cypermethrin

Hoạt chất Cypermethrin nguyên chất ở dạng rắn, có màu trắng, không mùi, giống như sáp và có thể kết tinh ở nhiệt độ thường Tính chất vật lý của

nó thay đổi tuỳ theo tỷ lệ đồng phân cis/tran Cypermethrin dạng kỹ thuật có màu vàng nâu sáng nóng chảy ở 600C

Cypermethrin hầu như không tan trong nước (độ tan nhỏ hơn 0,2 ppm ở

200C), tan nhiều trong dung môi hữu cơ, tương đối bền trong môi trường axit yếu và trung tính, thuỷ phân trong môi trường kiềm và môi trường axit mạnh Cypermethrin quang giải yếu, không ăn mòn kim loại, bền trong 6 tháng ở

370C và 2 năm nếu giữ trong thùng kín [36] Thuốc trừ sâu Cypermethrin thành phẩm được chế thành các dạng nhũ dầu màu nâu nhạt Điểm nóng chảy ở 600C - 800C, tỷ trọng từ 0,9 đến 1,18 tuỳ theo loại thành phẩm, áp suất hơi 1,4.10-9 mm Hg ở 200C

1.4.2.2 Đặc tính sinh học Cypermethrin

Cypermethrin cũng như alpha-Cypermethrin thuộc nhóm độc loại II, liều độc LD50 của Cypermethrin tuỳ thuộc vào tỷ lệ đồng phân cis/trans, đối với chuột thì LD50 từ 251- 4123mg/kg trọng lượng cơ thể và với đồng phân alpha-Cypermethrin thì LD50 đối với chuột là 79-2000 mg/kg trọng lượng cơ thể; ADI là 0,05mg/kg; MRL đối với đậu đỗ là 0,05mg/kg, đối với dưa chuột

là 0,2mg/kg, đối với cà chua là 0,5mg/kg, đối với bắp cải là 1mg/kg, đối với đất là 0,5mg/kg…

Cypermethrin tác dụng độc tiếp xúc và vị độc, có phổ tác động rất rộng, trừ được nhiều sâu và nhện hại, đặc biệt là côn trùng thuộc bộ cánh vẩy Lượng dùng từ 25-100 gam hoạt chất/ha tuỳ thuộc vào loại cây trồng ngoài đồng ruộng Cypermethrin còn được dùng trừ ve, bét, chấy rận cho vật nuôi, trừ ruồi muỗi trong nhà [11] Chế phẩm sherpa 25EC chứa 250 gam Cypermethrin/lit được dùng 28-30g ai/ha trừ sâu xanh, sâu tơ, rệp hại đỗ, ở liều lượng 40-50 ai/ha trừ sâu khoang, nhện đỏ hại rau [36] Thuốc cymerin 5EC dạng nhũ dầu với liều lượng 20-75 g ai/ha được dùng để phun khi sâu mới xuất hiện trừ được nhiều loại sâu hại trên hầu hết loại cây trồng [39] Thuốc power 5EC phun với liều lượng 0,8-1,5 lit/ha cho lúa và 0,6-1,21/ha với các loại cây khác trừ được sâu bọ ăn tạp, bọ cánh cứng, rầy mền, sâu đục quả, sâu đục nụ, sâu ăn lá, rầy, bọ xít, bọ trĩ, rệp sáp, ruồi

Cypermethrin rất độc đối với động vật máu nóng và động vật thuỷ sinh, kích thích nhẹ mắt thỏ thí nghiệm, kích thích trung bình da thỏ và dây dị ứng nhẹ trên chuột bạch, không gây ưng thư, quái thai, đột biến gen và không ảnh hưởng đến khả năng sinh sản Tuy cypermethrin rất độc với động vật máu nóng và động vật thuỷ sinh nhưng do liều lượng dùng thấp nên nhìn chung chúng khá an toàn đối với các loài động vật này Đối với ong, chim và động vật hoang dã, Cypermethrin rất độc Đối với quá trình chuyển hoá trong cơ thể người và động vật máu nóng, Cypermethrin nhanh chóng bị phân giải và bài tiết ra ngoài theo đường nước tiểu Cypermethrin không tích luỹ trong mỡ Trong quá trình chuyển hoá và phân giải trong cây, Cypermethrin bị phân giải nhanh do bị các vi sinh vật trong đất phân huỷ [40] Trong nước, Cypermethrin phân huỷ rất nhanh và sản phẩm bị hấp thụ ngay trong các lớp trầm tích và bùn do đó làm tăng tốc độ phân huỷ [36]

Dạng Alpha-Cypermethrin thuộc loại thuốc trừ sâu tiếp xúc và vị đôc,

ức chế thần kinh trung ương và ngoại vi với liều rất nhỏ, có phổ diệt côn trùng rộng đối với côn trùng miệng nhai và chích hút; với các loại đối tượng cây trồng như cây ăn quả (cả họ có múi), rau, đậu, nho, ngũ cốc, lúa, khoai tây, bông, đậu tương…làm suy giảm sức đề kháng của các loại côn trùng có hại, ruồi, muỗi… Trong cơ thể của động vật có vú, beta-Cypermethrin nhanh chóng bị phân giải và bị bài tiết: 78% bị bài tiết qua máu và qua phân sau 24 giờ, 97% sau 96 giờ

1.5 Các phương pháp phân tích dư lượng thuốc BVTV nói chung và thuốc trừ sâu Cypermethrin

Qúa trình phân tích dư lượng thuốc BVTV thường phải qua 6 bước như sau: Lấy mẫu → chuẩn bị mẫu →chiết tách →làm giầu→ làm sạch→phân tích Trong đó các khâu lấy mẫu, chiết tách, làm giầu và làm sạch mẫu đóng vai trò quan trọng nhất

1.5.1 Qúa trình lấy mẫu:

Dựa vào mục đích của quá trình phân tích để chọn phương thức lấy mẫu, vận chuyển và bảo quản, đảm bảo mẫu là đại diện Qúa trình phân tích trở nên không có ý nghĩa và khó lý giải nếu quá trình lấy mẫu không tuân thủ các nguyên tắc lấy mẫu, hoặc sơ xuất trong quá trình lấy mẫu

Người phân tích có thể lấy mẫu ngoài đồng hoặc lấy mẫu lô hàng Nếu lấy mẫu lô hàng thì mẫu phải đại diện cho một lô hàng Mục đích của quá trình lấy mẫu này là kiểm tra mức dư lượng thuốc BVTV có vượt quá MRLs không Trong quá trình lấy mẫu tránh làm nhiễm bẩn mẫu

Mẫu đơn: Mẫu được lấy một cách ngẫu nhiên trong lô hàng Mỗi mẫu đơn được lấy từ một đơn vị bao gói

Mẫu ban đầu: Là mẫu gộp của tất cả các mẫu đơn