5. Phương phỏp nghiờn cứu
1.5.3. Danh mục thuốc BVTV được phộp sử dụng, hạn chế sử dụng, cấm sử dụng
ở Việt Nam
1.5.3.1. Danh mục thuốc BVTV bị cấm sử dụng ở Việt Nam
Những loại thuốc cú độ độc cấp tớnh quỏ cao, hoặc cú khả năng gõy ưng thư, gõy quỏi thai, sẩy thai hay tồn lưu lõu trong mụi trường, gõy nguy hiểm lớn cho mụi sinh, mụi trường sẽ khụng được đăng kớ, khụng được nhập, khụng được buụn bỏn và khụng
được sử dụng ở Việt Nam. Mặc dự, cỏc thuốc này cú thể cú hiệu lực phũng trừ dịch hại cao, giỏ rẻ.
1.5.3.2. Danh mục thuốc BVTV bị hạn chế sử dụng ở Việt Nam
Là thuốc hiệu lực phũng trừ dịch hại cao, gõy độc cho sinh vật cú ớch, nhưng vẫn cần dựng cho một số cõy trồng đặc thự hay dựng với mục đớch đặc biệt (xử lý gỗ, khử trựng nụng sản…). Mặc dự chỳng cú độ độc cấp tớnh cao đối với động vật mỏu núng, nhưng chưa cú thuốc thay thế nờn vẫn phải sử dụng, nhưng trong quỏ trỡnh sử dụng phải tuõn theo những hướng dẫn nghiờm ngặt. Cỏc thuốc nằm trong nhúm hạn chế sử dụng cú thể nằm một hay nhiều điều hạn chế sau:
- Hạn chế về hàm lượng hoạt chất trong sản phẩm. - Hạn chế về dạng thuốc.
- Hạn chế về loại cõy trồng sử dụng và giai đoạn sử dụng. - Hạn chế về trỡnh độ người sử dụng.
- Hạn chế nhập khẩu.
Theo quy định số 310TT/BVTV ngày 16/4/1992 của Bộ NN-CNTP và cụng văn số 106/Hoạt động-BVTV ngày 13/2/1999 của Cục BVTV thỡ khi sử dụng thuốc BVTV hạn chế sử dụng ở nước ta, cần tuõn thủ theo 4 nguyờn tắc:
- Chỉ những người được huấn luyện, hoặc dưới sự hướng dẫn trực tiếp của cỏn bộ kĩ thuật mới được dựng cỏc thuốc này. Khi dựng phải tuõn thủ nghiờm sự chỉ dẫn ở nhón.
- Cấm dựng cỏc thuốc trừ sõu trong danh mục hạn chế cho cỏc cõy rau màu, lương thực, thực phẩm, cõy ăn quả sau khi ra hoa và cõy dược liệu.
- Nhón thuốc phải ghi đầy đủ và rừ ràng về cỏch sử dụng cho phự hợp với quy định. - Khụng tuyờn truyền quảng cỏo cỏc loại thuốc hạn chế sử dụng.
1.5.3.3. Danh mục thuốc BVTV được phộp sử dụng ở Việt Nam
Cỏc thuốc được phộp đăng ký, nhập khẩu, buụn bỏn, phõn phối và sử dụng ở Việt Nam: Closer 500WG, Infinito 687.5SC, Trifmine 15EC, Tik grass 15SC, Wopro2 10FG... đú là những thuốc trừ sõu, mối... và chỳng thường là cỏc loại thuốc BVTV cú độ độc thấp và trung bỡnh đối với động vật mỏu núng, dễ bị phõn hủy và khụng tồn dư lõu trong mụi trường.
CHƯƠNG 2.
PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 2.1. Phương phỏp chiết rửa
2.1.1. Nguyờn lý làm sạch chất hữu cơ
Để làm sạch cỏc chất hữu cơ người dựa vào phương phỏp sắc kớ
2.1.1.1. Định nghĩa sắc kớ
Định nghĩa của Mikhail S. Tsvett (1996):
Sắc kớ là một phương phỏp tỏch trong đú cỏc cấu tử của một hỗn hợp được tỏch trờn một cột hấp thụ đặt trong một hệ thống đang chảy.
Định nghĩa của UIPAC (1993):
Sắc kớ là một phương phỏp tỏch trong đú cấu tử được tỏch được phõn bố giữa hai pha, một trong hai pha là pha tĩnh đứng yờn cũn pha kia chuyển động theo một hướng xỏc định.
2.1.1.2. Phõn loại
Người ta phõn loại cỏc phương phỏp sắc kớ dựa vào cơ chế hoạt động sắc kớ: hấp phụ, phõn bố, trao đổi ion… và vào tớnh chất của pha tĩnh cũng như phương phỏp thể hiện sắc kớ. Vớ dụ:
- Phương phỏp sắc kớ lỏng rắn trờn cột, phương phỏp sắc kớ phõn bố khớ lỏng trờn cột.
- Phương phỏp sắc kớ lỏng - lỏng trờn bản phẳng hai chiều.
- Phương phỏp sắc kớ bố lỏng - lỏng pha ngược ỏp suất cao trờn cột.
Cơ chế sắc kớ cú nhiều nhưng để thực hiện quỏ trỡnh sắc kớ thỡ chỉ cú hai dạng: dạng cột và dạng bản phẳng (bản kớnh, polime, kim loại, giấy).
Trong sắc kớ cột, pha tĩnh được giữ trong một cột ngắn và pha động được cho chuyển động qua cột bởi ỏp suất hoặc do trọng lực.
Bảng 2.1: Phõn loại cỏc phương phỏp sắc kớ cột
Phõn loại chung Phương phỏp cụ thể Pha tĩnh Kiểu cõn bằng
Sắc kớ lỏng (LC) (Pha động: lỏng) - Lỏng - lỏng hoặc phõn bố - Pha lỏng liờn kết - Lỏng-rắn hoặc hấp thụ trao đổi ion
- Lỏng được phủ trờn một chất rắn - Chất hữu cơ được gắn trờn một bề mặt rắn - Rắn
Nhựa trao đổi ion
- Phõn bố - Phõn bố giữa chất lỏng và bề mặt liờn kết - Hấp thụ, trao đổi ion Sắc kớ khớ(GC) (Pha động: khớ) - Khớ - lỏng - Khớ - pha liờn kết - Khớ - rắn - Lỏng được phõn bố phủ trờn một chất rắn - Chất hữu cơ được liờn kết trờn một bề mặt rắn - Rắn - Phõn bố giữa khớ và lỏng - Phõn bố giữa chất lỏng và bề mặt liờn kết - Hấp phụ Sắc kớ lỏng siờu tới hạn - Pha lỏng: chất lỏng siờu tới hạn - Chất hữu cơ được liờn kết một bề mặt rắn - Phõn bố giữa chất lỏng siờu tới hạn và bề mặt liờn kết 2.1.1.3. Nguyờn tắc hoạt động
Cỏc cấu tử cần tỏch trong một hỗn hợp mẫu được vận chuyển bởi pha động đi qua pha tĩnh. Mẫu đi vào tướng động được mang theo dọc hệ thống sắc kớ cú chứa pha tĩnh phõn bố đều khắp.
Sự ỏi lực khỏc nhau của cỏc chất tan trờn pha tĩnh làm chỳng di chuyển với những vận tốc khỏc nhau trong pha động của hệ thống sắc kớ và chỳng được tỏch thành những dải trong pha động và vào lỳc cuối của quỏ trỡnh cỏc cấu tử lần lượt hiện ra theo
trật tự tương tỏc với pha tĩnh. Cấu tử di chuyển nhanh ra trước, cấu tử bị lưu giữ mạnh hơn ra sau dưới dạng đỉnh (pic) tỏch riờng rẽ tựy thuộc vào cỏch tiến hành sắc kớ và được biểu thị dưới d2ạng sắc kớ đồ.
Hỡnh 2.1. Sơ đồ nguyờn tắc a) sắc kớ cột b) sắc kớ bản mỏng
Cụ thể, nếu mẫu chứa A và B được đưa vào cột. Khi cho một chất giải bắt đầu chảy qua cột, phần của mẫu được hũa tan trong pha động được di chuyển tại phần đầu của cột (tại thời điểm t0). Ở đõy cỏc cấu tử A và B tự phõn bố giữa hai pha. Tiếp tục cho pha động đi qua cột thỡ nú sẽ đẩy phần hũa tan này chảy xuống dưới và một sự phõn bố mới giữa pha động và pha tĩnh sẽ xảy ra (thời điểm t1). Đồng thời sự phõn bố giữa dung mụi mới và pha tĩnh cũng diễn ra tại vị trớ của mẫu lỳc đầu. Việc thờm tiếp dung mụi sẽ mang cỏc phần tử chạy xuống cột trong một loạt liờn tiếp cỏc chuyển biến giữa hai pha. Bởi vỡ, sự di chuyển của chất tan chỉ xảy ra trong pha động, nờn tốc độ trung bỡnh của sự di chuyển chất tan phụ thuộc vào phần thời gian chất tan ấy nằm trong pha đú. Phần thời gian này là nhỏ đối với chất tan bị lưu giữ trong pha tĩnh và lớn đối với chất tan cú sự lưu giữ trong pha động mạnh hơn. Sau một thời gian cỏc phõn tử chất A và B dần dần được tỏch ra khỏi nhau lỳc đú ta thu được dung dịch sạch.
Hỡnh 2.2. Quỏ trỡnh tỏch sắc kớ trờn cột của hai chất A và B
2.2. Phương phỏp tỏch chiết rắn - lỏng 2.2.1. Nguyờn tắc 2.2.1. Nguyờn tắc
Chiết pha rắn là quỏ trỡnh phõn bố của cỏc chất giữa hai pha, trong đú lỳc đầu chất mẫu ở dạng lỏng (pha nước hay hữu cơ), cũn chất chiết ở dạng rắn, dạng hạt nhỏ và xốp đường kớnh 25 - 70àm. Vỡ thế nờn cú tờn là chiết pha rắn (Solid Phase Extration), hay chiết rắn - lỏng.
Chất chiết được gọi là pha tĩnh, và được nhồi vào một cột chiết nhỏ, cột chiết cú kớch thước: 6 x 1 cm, hay dung lượng chiết 100-600 mg, hoặc dạng đĩa chiết cú kớch thước dầy 1-2 mm và đường kớnh 3-4 cm. Chất chiết là cỏc hạt silica gel trung tớnh, cỏc hạt nhụm oxit, hay cỏc silica gel trung tớnh đó bị alkyl húa nhúm –OH bằng nhúm mạch carbon thẳng -C2, -C4,-C8,-C18,…, hay nhõn phenyl. Nú được chế tạo trong
điều kiện giống như pha tĩnh của sắc ký HPLC, và cỏc hạt này cú độ xốp lớn, với diện tớch bề mặt xốp thường từ 50 – 300 m2/g.
Khi xử lý mẫu, dung dịch chất mẫu được dội lờn cột chiết. Lỳc này pha tĩnh tương tỏc với cỏc chất và giữ lại một nhúm chất phõn tớch lại trờn cột (trờn pha tĩnh), cũn cỏc nhúm chất khỏc sẽ đi ra khỏi cột cựng với dung mụi hũa tan mẫu. Như thế là chỳng ta thu được nhúm chất cần phõn tớch ở trờn pha tĩnh (chất chiết rắn).
Sau đú dựng một dung mụi thớch hợp hũa tan tốt cỏc chất phõn tớch để rửa giải chỳng ra khỏi pha tĩnh (cột chiết), và chỳng ta thu được dung dịch cú chất phõn tớch để xỏc định chỳng theo cỏch đó chọn.
2.2.2. Điều kiện chiết
Quỏ trỡnh chiết ở đõy là sự phõn bố của chất phõn tớch giữa hai pha, pha rắn (chất chiết) và pha lỏng (dung dịch chứa chất phõn tớch) khụng trộn lẫn vào nhau trong những điều kiện nhất định như pH, dung mụi, nhiệt độ, tốc độ chảy của mẫu qua cột chiết. Trong đú hệ số phõn bố nhiệt động Kb của chất phõn tớch giữa hai pha (rắn và lỏng chứa mẫu) cũng là một yếu tố quyết định hiệu quả của sự chiết. Nú cũng tương tự như trong sắc ký cột lỏng – rắn ( của cỏc hệ HPLC).
Vỡ vậy muốn thực hiện chiết pha rắn tốt phải cú cỏc điều kiện sau đõy:
- Pha rắn hay chất chiết (dạng cột chiết hay đĩa chiết) phải cú tớnh chất hấp thụ hay trao đổi chọn lọc với một chất, hay một nhúm chất phõn tớch nhất định, tức là tớnh chọn lọc của pha tĩnh chiết.
- Cỏc chất chiết và dung mụi rửa giải phải cú độ sạch cao theo yờu cầu của cấp hàm phõn tớch.
- Hệ số phõn bố nhiệt động Kfb của cõn bằng chiết phải lớn, để cú được hiệu suất chiết cao.
- Quỏ trỡnh chiết phải xảy ra nhanh và nhanh đạt cõn bằng, nhưng khụng cú tương tỏc phản ứng húa học làm mất hay hỏng pha rắn và chất phõn tớch.
- Quỏ trỡnh chiết phải cú tớnh thuận nghịch, để cũn cú thể rửa giải tốt chất phõn tớch ra khỏi pha chiết bằng một pha động phự hợp.
- Khụng làm ụ nhiễm bẩn thờm chất phõn tớch trong quỏ trỡnh chiết bởi bất kỡ từ nguồn nào.
- Sự chiết phải được thực hiện trong điều kiện nhất định phự hợp, phải lặp lại được tốt và càng đơn giản dễ thực hiện càng tốt.
2.2.3. Kỹ thuật chiết
- Tỏch chất phõn tớch từ mẫu bằng chất rắn - Rửa giải bằng dung mụi thớch hợp
- Tinh chế dịch chiết trong cõn bằng chiết lỏng- lỏng
2.2.3.1. Chiết bằng cột chứa pha đảo
Tương tỏc giữa chất phõn tớch và pha liờn kết là lực Van der Waals
Chất phõn tớch càng sợ nước càng cú khuynh hướng nằm lại trờn pha liờn kết.
Rửa giải: chọn dung mụi phõn cực đủ để phỏ vỡ liờn kết do lực Van der Waals. Vớ dụ: MeOH, MeCN, ethyl acetat
Chất phõn tớch rất sợ nước: rửa giải bằng hỗn hợp ethyl acetat : methylen clorid (1:1).
2.2.3.2. Chiết bằng cột chứa pha thuận
Lưu giữ chất phõn tớch trờn pha thuận bắt nguồn từ tương tỏc phõn cực. Liờn kết hydro, liờn kết π - π hoặc tương tỏc lưỡng cực - lưỡng cực
Pha khụng liờn kết:
- Chất phõn tớch cú tớnh bazơ được lưu giữ mạnh trờn bề mặt cú tớnh axit và ngược lại.
- Cỏc ancol, andehit, dẫn xuất halogen hũa tan trong dung mụi khụng phõn cực bị hấp thụ mạnh trờn silica gel.
Rửa giải: methanol được dựng cho nhiều trường hợp.
2.2.3.3. Chiết bằng cột chứa nhựa trao đổi ion
Lưu giữ: lực hỳt tĩnh điện giữa hai ion tớch điện trỏi dấu Rửa giải:
- Cột anionit: NaOH 0,1 M - Cột cationit: HCl 0,1 M
Pha liờn kết silica gel:
- Rửa giải anion hữu cơ: hỗn hợp NaOH 0,1 M – MeCN (1:1) - Rửa giải axit hữu cơ: đệm photphat – MeOH (1:1)
2.2.3.4. Quy trỡnh chiết
Xử lý cột bằng dung mụi hoặc dung dịch đệm thớch hợp để chuyển pha rắn sang trạng thỏi cú thể lưu giữ chất phõn tớch trong mẫu.
Tỏch chất phõn tớch: mẫu được hũa tan trong dung mụi và cho qua cột. Pha rắn sẽ lưu giữ chất phõn tớch và một số tạp chất.
Loại tạp: dựng dung mụi hoặc dung dịch đệm cho qua cột để loại tạp đó được giữ lại trờn pha rắn và làm giàu mẫu phõn tớch. Hoặc cú thể rửa giải chất cần phõn tớch ra trước và giữ lại tạp trờn cột.
Rửa giải: dựng dung mụi thớch hợp đẩy chất phõn tớch khỏi pha rắn. Dịch chiết thu được sẽ được tiếp tục phõn tớch bằng cỏc phương phỏp thớch hợp.
2.3.4. Ưu - nhược điểm của chiết rắn - lỏng 2.3.4.1. Ưu điểm 2.3.4.1. Ưu điểm
- Lượng dung mụi dựng ớt hơn nhiều so với chiết lỏng - lỏng.
- Đó cú một số thiết bị kết nối chiết pha rắn với GC hoặc HPLC, dễ dàng tự động húa phõn tớch mẫu.
- Cú nhiều lựa chọn pha rắn dựng cho SPE, nờn cú cơ chế chiết đa dạng, phự hợp hơn với chất phõn tớch, tớnh chọn lọc tốt hơn.
2.3.4.2. Nhược điểm
- Khú lưu giữ được chất phõn cực mạnh.
- Tớnh chọn lọc chỉ dựa vào tương tỏc phõn cực, tương tỏc kỵ nước, chưa dựa vào đặc điểm của chất phõn tớch.
- Lượng dung mụi dựng đó giảm nhiều nhưng vẫn cũn lớn.
2.3. Chất hoạt động bề mặt (HĐBM) 2.3.1. Khỏi niệm 2.3.1. Khỏi niệm
Chất hoạt động bề mặt là cỏc chất cú tỏc dụng làm giảm sức căng bề mặt của chất lỏng. Phõn tử chất hoạt động bề mặt gồm hai phần: Đầu kỵ nước (Hydrophop) và đầu ưa nước (Hydrophyl) và tớnh chất hoạt động bề mặt phụ thuộc vào hai phần này.
Đầu kỵ nước phải đủ dài, mạch carbon từ 8 – 21, ankyl thuộc mạch ankan, anken mạch thẳng hay cú gắn vũng cyclo hoặc vũng benzen…
Đầu ưa nước phải là một nhúm phõn cực mạnh như cacboxyl (- COOH), hydroxyl (-OH), amin(- NH2), sulfat (-OSO3)…
2.3.2. Cỏc tớnh chất cơ bản 2.3.2.1. Tớnh thấm ướt
Tớnh thấm ướt tạo điều kiện để vật cần giặt rửa, cỏc vết bẩn tiếp xỳc với nước một cỏch dễ dàng nờn đúng vai trũ rất quan trọng.
Vải sợi cú khả năng thấm ướt dễ dàng nhưng nước khú thấm sõu vào bờn trong cấu trỳc vỡ sức căng bề mặt rất lớn, nhất là khi vải sợi bị dõy bẩn bằng dầu mỡ. Vỡ thế, dựng xà phũng để làm giảm sức căng bề mặt của nước và vải sợi - nước.
2.3.2.2. Khả năng tạo bọt
Bọt được tạo thành do sự phõn tỏn khớ trong mụi trường lỏng. Hiện tượng này làm cho bề mặt dung dịch chất tẩy rửa tăng lờn.
Khả năng tạo bọt và độ bền bọt phụ thuộc vào cấu tạo của chớnh chất đú, nồng độ, nhiệt độ của dung dịch, độ pH và hàm lượng ion Ca2+, Mg2+ trong dung dịch chất tẩy rửa.
2.3.2.3. Khả năng hũa tan
Tớnh hũa tan phụ thuộc vào cỏc yếu tố:
- Bản chất và vị trớ của nhúm ưa nước. Nhúm ưa nước ở đầu mạch dễ hũa tan hơn nhúm ở giữa mạch.
- Chiều dài của mạch hydrocacbon. Nhúm kỵ nước mạch thẳng dễ hũa tan hơn mạch nhỏnh.
- Nhiệt độ
- Bản chất của ion kim loại: với ion Na+, K+ dễ hũa tan hơn cỏc ion Ca2+, Mg2+…
2.3.2.4. Khả năng nhũ húa
Nhũ tương là hệ phõn tỏn khụng bền vững nờn muốn thu được hệ bền vững thỡ phải cho thờm chất nhũ húa.
Xà phũng thường được dựng làm chất ổn định nhũ tương. Tỏc dụng của chỳng là giảm sức căng bề mặt của hai hướng dầu - nước. Sau đú, làm cho hệ nhũ tương dễ dàng ổn định.
2.3.2.5. Điểm Kraft – điểm đục
Khả năng hũa tan của cỏc chất hoạt động bề mặt anion tăng lờn theo nhiệt độ. Khả năng hũa tan này tăng trưởng đột ngột khi tỏc nhõn bề mặt hũa tan đủ để tạo thành